铸铁球化率检测（铸铁件金相分析）检测

核心概念与标准

• 球化率：指在球墨铸铁的金相视场中，球状石墨的数量占全部石墨（包括球状、团状、蠕虫状、片状）数量的百分比。

• 核心检测标准：

• 这是中国目前Zui新、Zui的国家标准，详细规定了球化率的评定方法、分级和图谱。

• GB/T 9441-2021 《球墨铸铁金相检验》

检测原理与目的

• 原理：通过金相显微镜观察经过抛光的球铁试样表面，根据石墨颗粒的形态（圆整度），对照标准图谱进行比对和评级。

• 目的：

1. 质量控制：确保球铁铸件的石墨形态满足牌号要求（如, 等）。

2. 性能预测：球化率越高，石墨对基体的割裂作用越小，材料的强度、塑性和韧性就越好。

3. 工艺优化：反馈和指导球化处理、孕育处理等生产工艺。

检测步骤详解

1. 取样与制样（基础且关键）

• 取样：在铸件的关键部位（如受力处、Zui后凝固处）或单独浇注的附铸试块上截取样品。

• 制样流程：

1. 镶嵌：对小块或不规则样品用树脂进行热镶或冷镶。

2. 磨制：依次由粗到细的金相砂纸（如180#， 400#， 800#， 1200#）打磨，去除切割痕迹。

3. 抛光：使用金刚石抛光膏或悬浮液在抛光机上抛光，获得如镜面般光亮无划痕的观察面。这是获得清晰石墨形态的前提。

4. （可选）腐蚀：观察球化率时无需腐蚀。若需观察基体组织（珠光体、铁素体比例），需用硝酸酒精等试剂轻微腐蚀。

2. 观察与评定

• 观察设备：金相显微镜，配备100倍物镜进行观察和评级。

• 评定方法：

• 在选定的视场中，统计所有石墨颗粒的数量。

• 识别并统计其中属于球状石墨的数量。

• 球化率 = （球状石墨颗粒数 / 视场内石墨总颗粒数） ×

• 球状石墨

• 团状石墨

• 团絮状石墨

• 蠕虫状石墨

• 珊瑚状石墨

• 片状石墨

1. 选择视场：在未腐蚀的试样上，于100倍放大下观察。选择具有代表性的视场，通常避开石墨漂浮区、元素偏析区等异常区域。

2. 对照图谱：将观察到的石墨形态与 GB/T 9441-2021 标准中提供的标准评级图谱进行比对。

3. 石墨形态分类：标准将石墨分为六类：

4. 计算球化率：

3. 球化级别判定

根据计算出的球化率，GB/T 9441-2021将其分为6个级别：

通常要求：一般重要的工程铸件，球化率级别要求达到1-4级（即球化率≥70%）。

影响球化率的因素及不合格品的表现

• 影响因素：

• 球化剂：加入量不足或失效。

• 原铁水：硫（S）含量过高，会消耗球化剂。

• 处理工艺：球化处理温度不当、孕育效果不佳。

• 凝固冷却：冷却速度过慢可能导致石墨畸变。

• 球化不良的后果：

• 石墨以蠕虫状或片状存在，严重割裂金属基体。

• 导致强度、塑性和韧性急剧下降，无法达到预期的力学性能。

• 铸件易于发生脆性断裂。

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