铸铁（灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁）金相组织观察与绘制
（验证性实验）
一、实验目的及要求
1.了解和认识灰铸铁中石磨和金属基体的金相特点，
2.了解和认识球墨铸铁以及可锻铸铁、蠕墨铸铁中石磨和金属基体的组织特点。
3.学习有关灰铸铁的金相检验方法。
4.学习有关球墨铸铁的金相检验方法。
5.了解铸铁金相试样的制作方法。
二、实验内容
1.观察和绘制以下灰铸铁的金相组织：
（1）具有A型分布石磨的灰铸铁（试片未侵蚀）。
（2）具有B型分布石磨的灰铸铁（试片未侵蚀）。
（3）具有C型分布石磨的灰铸铁（试片未侵蚀）。
（4）具有D型分布石磨的灰铸铁（试片未侵蚀）。
（5）具有E型分布石磨的灰铸铁（试片未侵蚀）。
（6）具有F型分布石磨的灰铸铁（试片未侵蚀）。
并对A型石墨进行石墨长度检验，确定石墨长度分级。
（7）选1~2片灰铸铁试样，侵蚀后进行基体组织的分析检验；确定灰铸铁基体的类别，珠光体数量，珠光体分散度，磷共晶数量和分类，碳化物数量等。
（8）具有二元磷共晶体的灰铸铁（试片侵蚀）观察磷共晶体结构。
2.观察和绘制以下球墨铸铁和可锻铸铁的金相组织
（1）球墨铸铁的铸态组织（包括具有自由渗碳体的铸态组织），
（2）球墨铸铁的退火金相组织（铁素体组织），
（3）球墨铸铁的正火或部分奥氏体正火金相组织，
（4）球墨铸铁的淬火或调质的金相组织，
（5）球墨铸铁的等温淬火金相组织，
（6）选1~2块铸态或经热处理的球墨铸铁试样进行球化率和金属基体的鉴定。
（7）可锻铸铁的金相组织（铁素体），
（8）蠕墨铸铁的金相组织，
三、实验仪器设备
1.配放大100倍和400倍镜头的金相显微镜。
2.试片侵蚀剂：3~5%硝酸酒精溶液。
3.按实验要求选取灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁试块。
四、实验方案实施与数据
实验报告的书写要求
1.实验目的及要求
2.实验仪器设备
3.实验内容
4.实验方案实施与数据
（1）在实验报告纸上画Φ50的圆圈，在圆圈下画五条横线，例：
试样名称——————————
试样状态——————————
浸蚀方法——————————
放大倍数——————————
金相组织——————————
（2）共画16个圆圈以被实验时使用。
（3）在每个画好的金相组织图上，用指引线指出该金相组织的类别。
5.实验总结
（1）回答实验报告上的思考题
（2）参加本次试验的体会和有哪些提高。
五、实验总结、讨论及思考题
1.说明A、B、C、D、E、F型石墨的形态和分布特征？
2.在灰铸铁的金相组织中，如何区分磷共晶和碳化物？
3.比较不同形状石墨的金相组织特点？
4.铸态的基体组织、淬火的基体组织及等温淬火得到的基体组织在金相上有何区别？
六、实验成绩评定办法
本实验为验证性。主要评分点如下：
1.能够熟练掌握课程所学知识，对热处理原理和工艺能够很好地表述。
2.能够在教师指导下，设计出实验工艺方案。
3.能够积极进行实验操作，并记录下实验数据。
4.能够提出自己的见解，并与教师积极探讨。
5.写好实验报告，报告中对实验结果进行独立分析，并对问题进行解答。
光学金相组织观察方法 目的 1．了解光学金相组织观察方法及步逐； 2．了解光学金相显微镜的结构，熟悉其使用的基本方法； 3．了解光学金相样品的制备过程，体会制过程对观察组织的影响。光学金相显微镜的结构 为观察材料的显微组织，必须借助显微镜，大家可能用过生物显微镜，知道其大致结构有：物镜、目镜、粗调、微调等，生物样品是透明的，可用自然光。 工程材料，如金属材料，是不透明的，成像利用的是反射光，因此在光学金相显微镜中，结构上明显特点是有一套照明设备，现用显微镜的照明设备包括：电源、变压器、灯泡、透镜组——得到平行光，经过孔径光栏、滤色片、视场光栏，再经过物镜照射到试样上。经过试样的反射光进入物镜经过一次放大，再经过目镜的再次放大，我们看到的是经过二次放大的虚像。因为最后看到的像和各人的视力的影响，不同人观察时对显微镜要进行微调。
显微组织成像原理 如图所示，从透镜内垂直照射 到试样上的平行光，将发生反射 和吸收。如果试样是镜面，光线 全部原路返回，最后成像为亮点； 如果试样有不平的沟槽，部分光线反射后不能进入物镜，这样这些地方成像为暗区。有明有暗就构成了表面的图象，就是我们观察到的组织形貌。 金相试样的制备方法 取样：从材料或零件上截取准备观察的样品，要求组织要有代表 性，大小要适合制样和观察，尺寸过小的还要进行镶嵌。 打平：让观察面宏观为平面，用砂轮、锉刀或其它方法来实现。 磨光：用不同粒度的金相砂纸，从粗到细依次细磨，让其粗糙度 不断减小。细磨的方法有干磨和湿磨，可用手工细磨和机械
细磨。 抛光：消除细磨留下的最后磨痕，使观察面成为光滑无痕的镜面。 抛光方法有机械抛光、化学抛光和电解抛光。 组织显示：抛光后的试样直接观察，只能分辨吸收光线不同的区域，如非金属夹杂、铸铁中的石墨形状或裂纹。用化学试剂 进行浸蚀，组织中不同结构浸蚀程度不同，如晶界就浸蚀成 沟槽，就可分辨各种组织。 实验内容 每人制备一个金相试样，并利用金相显微镜进行观察结果。 磨样：试样已经过打平，用金相砂纸进行磨光。砂纸下用玻璃板，一只手按住砂纸，另一只手拿试样平稳来回磨削，磨面受压均匀，前推用力，拖回放松。磨痕全部一致，换下一号砂纸，转90度再磨光。 抛光：在呢布上加水和抛光粉，手拿稳轻抛。得到镜面。 浸蚀：用4%的硝酸酒精擦抹试样到镜面光泽刚消失。 清洗、吸水、吹干试样。 在显微镜下观察结果。使用显微镜电源要经过变压器，不要用手摸镜头，注意脚下身后的电线，粗调到位即可见组织再用微调，移动视场轻动载物台。 试样中常见的制样缺陷： 划痕：未磨去(粗大量少)或未抛光好(较细)而留下砂纸磨痕。 麻点、曳尾：抛光过度造成。
1 灰铸铁 球墨铸铁 成分 石墨形状 片状或曲片状 大部分或全部呈球状 按基体组织分类 铁素体灰铸铁，铁素体＋珠光体灰铸铁，珠光体灰铸铁 铁素体球墨铸铁，铁素体＋珠光体球墨铸铁， 珠光体球墨铸铁 性能 虽然铸铁的机械性能不如钢，但由于石墨的存在，却赋予铸铁许多为钢所不及的特殊性能： ① 石墨造成脆性切削，铸铁的切削加工性能优异。 ② 铸铁的铸造性能良好，铸件凝固时形成石墨产生的膨胀，减少铸件体积的收缩，降低铸件中的内应力。 ③ 石墨有良好的润滑作用，并能储存润滑油，使铸件有很好的耐磨性能。 ④ 石墨对振动的传递起削弱作用，使铸铁有很好的抗振性能。 ⑤ 大量石墨的割裂作用，使铸铁对缺口不敏感。 灰铸铁的抗拉强度、塑性和韧性都低于碳素铸钢，特别是塑性、韧性几乎为零。铁素体基体灰铸铁强度低；而由于石墨片割裂金属基体，致使伸长率和冲击韧性均很低。珠光体具有高的强度、硬度和耐磨性，故珠光体基体灰铸铁的强度、硬度和耐磨性均优于铁素体基体灰铸铁，而塑性、韧性相差无几，所以珠光体基体灰铸铁获得了广泛的使用。在实际生产中，获得百分之百珠光体基体组织的灰铸铁是比较困难的。故通常灰铸铁铸态的基体组织都是珠光体＋铁素体组织。 与灰口铸铁相比，球墨铸铁具有较高的抗拉强度和弯曲疲劳极限，也具有相当良好的塑性及韧性。这是由于球形石墨对金属基体截面削弱作用较小，使得基体比较连续，基体强度利用率可达70%～90%，且在拉伸时引起应力集中的效应明显减弱，从而使基体的作用可以从灰铸铁的30%～50%提高到70%～90%。另外，球铁的刚性也比灰铸铁好，但球铁的消振能力比灰铸铁低很多。 热处理 灰铸铁热处理的目的主要用来消除铸件内应力、改善切削加工性能和 球墨铸铁的组织可以看作是钢的组织加球状石墨所组成，钢在热处理
金相试样得制备及金相组织观察 一、实验目得 1、了解金相显微镜得基本原理、构造,初步掌握显微镜得正确使用。? 2、掌握金相显微试样得制备过程与基本方法。 ３、了解浸蚀得基本原理,并熟悉其基本操作 ４、学习利用金相显微镜进行显微组织观察.通过在显微镜下观察到得金相显微组织初步分析材料类型以及材料可能具备得机械性能等。 二、实验设备与用品 1、金相显微镜 2、不同粗细得金相砂纸一套、玻璃板、侵蚀剂（4%硝酸酒精） 3、抛光机 4、待制备得金相试样 三、金相显微镜得基本原理、构造及使用 1、显微镜得放大倍数 利用透镜可将物体得象放大，但单个透镜或一组透镜得放大倍数就是有限得,为此，要考虑用另一组透镜将第一次放大得象再行放大,以得到更高放大倍数得象。金相显微镜就就是基于这一要求设计得。显微镜中装有两组放大透镜,靠近物体得一组透镜为物镜,靠近观 察得一组透镜为目镜. 金相显微镜得光学原理图1如图所示。 物体AB置于物镜得一倍焦距F1与二倍焦距 之间,它得一次象在物镜得另一侧二倍焦距 以外，形成一个倒立、放大得实象A′B′；当 实象Ａ′B′位于目镜得前一倍焦距Ｆ2以内时 则目镜复又使映象A′B′放大，而在目镜得前 二倍焦距 2 F２以外，得到A′B′得正立虚象 A″B″。因此最后得映象Ａ″B″就是经过物镜、 目镜两次放大后所得到得。其放大倍数应为 物镜放大倍数与目镜放大倍数得乘积。 物体AB经物镜第一次放大得倍数： M物＝A′B′/ AＢ=（Δ+ｆ1′）/ ｆ1 式中ｆ1、f１′—-物镜前焦距与后焦距 Δ—-显微镜得光学镜筒长 与Δ相比，物镜得焦距f1′很短,可略, 所以Ｍ物≈Δ/ f1 象A′B′经目镜第二次放大得倍数： M目= A″B″／A′B′≈D/ f2 式中f2——目镜得前焦距 Ｄ——人眼明视距离,D≈图1 显微镜光学原理图 250㎜。 所以显微镜得放大倍数应为： M＝M物·M目=（Δ/ f1)·(D/ f２） 当显微镜得机械镜筒长度等于光学镜筒长度时，M= M物·M目；而当这二者不等时,M= M物·Ｍ目·Ｃ，C就是与机械镜筒长、光学镜筒长有关得系数，一般为１,有时为0、63，其C
铸铁与球墨铸铁的区别 灰铸铁组织里的石墨是以片状存在,球墨铸铁组织里的石墨是以球状存在的. 组织上的差别导致它们的性能也有巨大差异:灰铸铁强度\塑性低(片状石墨割裂基体,引起应力集中),脆性大,消振性能好.主要用来生产一些强度要求不高,主要承受压应力的各种箱体\底座等.球墨铸铁:球形石墨对基体的割裂作用降到最低,应力集中作用最小,故其强度很高, 可以和中碳钢蓖美,可以充分发挥基体的性能,且有一定的塑性和良好的韧性.常用来制作一些强韧性要求高且形状复杂(铸造性能比钢好,)的工件,比如内燃机曲轴\连杆等之类的零件.球墨铸铁一般还可以经 过热处理来进行强化,而灰铸铁一般不能经过热处理来提高强度(片状石墨的影响). 与铸铁相比，球墨铸铁在强度方面具有绝对的优势。球墨铸铁的抗拉强度是60k，而铸铁的抗拉强度只有31k。球墨铸铁的屈服强度是40k，而铸铁并没有显示出屈服强度，并且最终出现断裂。球墨铸铁的强度比远远优于铸铁。球墨铸铁在耐腐蚀性方面与铸铁相同。 球墨铸铁的强度和铸钢的强度是可比的。球墨铸铁具有更高的屈服强度，其屈服强度最低为40k，而铸钢的屈服强度只有36k。在大部分市政应用领域，如：水、盐水、蒸汽等，球墨铸铁的耐腐蚀性和抗氧化性都超过铸钢。由于球墨铸铁的球状石墨微观结构，在减弱振动能力方面，球墨铸铁优于铸钢，因此更加有利于降低应力。选择球墨铸铁的一个重要的原因在于球墨铸铁的优异性能。球墨铸铁的优异
性能使得这种材料更加受欢迎，铸造效率更高，也较少了球墨铸铁的机加工成本，有时，球墨铸铁被称为“两个世界里最好的”金属，意思是球墨铸铁具有铸钢的强度，也有铸铁优异的抗腐蚀性。 铸铁与球墨铸铁铸件的成本差价在3000-4000元之间。
实验二金相常识简介和铁碳合金平衡组织观察 一、目地要求 1 、了解试样制备过程、金相显微镜基本构造和原理等金相常识。 2 、研究和了解铁碳合金在平衡状态下的显微组织。 3 、分析成分对铁碳合金显微组织的影响，从而加深理解成分、组织和性能之间的相互关系。 二、实验内容：将制好的样品放在显微镜上观察，注意显微镜的正确使用，并分析样品制备的质量好坏，初步认识显微镜下的组织特征并分析成分对铁碳合金显微组织的影响。 三、实验设备：金相显微镜，抛光机易耗品：吹风器、样品、不同号数的砂纸、玻璃板，抛光粉悬浮液、4%的硝酸酒精溶液、酒精、棉花等 四、实验步骤： 1.金相样品的制备方法。 2、样品硝酸酒精溶液腐蚀（即浸蚀）。
实验结论： 1画组织示意图 （1）画出下列试样的组织示意图 1）亚共析纲 2）过共析钢 3）亚共晶白口铸铁 4）过共晶白口铸铁 （2）画图方法要求如下 1）应画岩石记录表中的30—50直径的圆内，注明：材料名称、含碳量、 腐蚀剂和放大倍数。并将组织组成物用细线引出标明。如下图： 2．回答以下问题 （1）分析所画组织的形成原因。
（2）分析碳钢（任选一种成分）或白口铸铁（任选一种成分）凝固过程。
教学及实验方法： 1 、教师讲述和演示阶段： 用 1 5 分钟时间讲解试样制备、显微镜结构、反射原理和黑白成像等金相常识，用 2 0 分钟时间联系铁碳平衡图讲解、分析本次实验的 7 种铁碳合金在平衡状态下的显微组织，用电视显微镜向全体学生展示所有显微组织，用 5 分钟时间讲解绘制显微 组织的有关技巧。 2 、学生动手实验阶段： 学生用 5 0 分钟时间对 7 种铁碳合金平衡组织进行观察和分析，进一步建立成分和组织之间相互关系的概念，绘出所观察到的显微组织图，用箭头标明各显微组织，并在相应图下标出成分，确立组织和成分之间的关系。
常用球墨铸铁的性能和特点 ①灰口铸铁。灰口铸铁的组织由石墨和基体两部分组成。基体可以是铁素体、珠光体或铁素体加珠光体，相当于钢的组织。因此铸铁的组织可以看成是钢基体上分布着石墨。 灰口铸铁包括普通灰FI铸铁和孕育铸铁两种。灰口铸铁价格便宜、应用最广泛，在各类铸铁的总产量中，灰口铸铁占 80.o％以上。影响灰口铸铁组织和性能的因素主要是化学成分和冷却速度。灰口铸铁中的碳、硅含量一般控制在碳 2.5％～ 4.0％，硅 1.0％～ 3.0％。 ②球墨铸铁管。球墨铸铁是20世纪50年代发展起来的一种高强度铸铁材料，其综合机械洼能接近于钢，因铸造性能很好、成本低廉、生产方便，在工业中得到了广泛的应用。 球墨铸铁的成分要求比较严格，与灰口铸铁相比，它的含碳量较高，通常在 4.5％～ 4.7％范围内变动，以利于石墨球化。 球墨铸铁的抗拉强度远远超过灰口铸铁，而与钢相当。因此对于承受静载的零件，使用球墨铸铁比铸钢还节省材料，而且重量更轻。不同基体的球墨铸铁，性能差别很大，球墨铸铁具有较好的疲劳强度，实验表明，球墨铸铁的扭转疲劳强度甚至超过459钢。
在实际应用中，大多数承受动载的零件是带孔或带台肩的，囡此用邀墨铸铁来岱益钢制造某些重要零件，如曲轴、连杆和凸轮轴等。 ③焉基铸铁。蠕墨铸铁是近十几年来发展起来的一种新型高强铸铁材料。它的强度接近于球墨铸铁，并具有一定的韧性和较高的耐磨性；同时又有灰口铸铁良好的铸造性能和导热性。蠕墨铸铁是在一定成分的铁水中加入适量的蠕化剂经处理而炼成的。蠕化剂目前主要采用镁钛合金、稀土镁钛合金或稀土镁钙合金等。蠕墨铸铁在生产中主要用于生产汽缸盖、汽缸套、钢锭模和液压阀等铸件。 ④可锻铸铁。可锻铸铁是由白口铸铁通过退火处理得到的一种高强铸铁。它有较高的强度、塑性和冲击韧性，可以部分代替碳钢。按退火方法不同，这种铸铁有黑心和自心两种类型。黑心可锻铸铁依靠石墨化退火来获得；白心可锻铸铁利用氧化脱碳退火来制取。 可锻铸铁常用来制造形状复杂、承受冲击和振动荷载的零件，如管接头和低压阀门等。这些零件用铸钢生产时，因铸造性能不好，工艺上困难较大，而用灰口铸铁时，又存在性能不能满足要求的问题。与球墨铸铁相比，可锻铸铁具有成本低、质量稳定、工 艺处理简单等优点。尤其对于薄壁件，球墨铸铁还容易生成白口，需要进行高温退火，这时采用可锻铸铁更为适宜。 ⑤耐磨铸铁。在铸铁中加入某些合金元素而得到。耐磨铸铁是在磨粒磨损条件下工作的铸铁，应具有高而均匀的硬度。白口铸铁就属这类耐磨铸铁。但白口铸铁脆性较大，不能承受冲击荷载，因此在生产上常采用激冷的办法来获得耐磨铸铁。 ⑥耐热铸铁。耐热铸铁是在高温下工作的铸件，如炉底板、换热器、坩埚、热处理炉内的运输链条等。在灰口铸铁中加入铝、硅和镉等元素，一方面在铸件表面形成致密的氧化膜，阻碍继续氧化；另一方面提高铸铁的临界温度，使基体变为单相铁素体，不发生石墨化过程，因此铸铁的耐热性得到改善。
铸铁（灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁）金相组织观察与绘制 （验证性实验） 一、实验目的及要求 1.了解和认识灰铸铁中石磨和金属基体的金相特点， 2.了解和认识球墨铸铁以及可锻铸铁、蠕墨铸铁中石磨和金属基体的组织特点。 3.学习有关灰铸铁的金相检验方法。 4.学习有关球墨铸铁的金相检验方法。 5.了解铸铁金相试样的制作方法。 二、实验内容 1.观察和绘制以下灰铸铁的金相组织： （1）具有A型分布石磨的灰铸铁（试片未侵蚀）。 （2）具有B型分布石磨的灰铸铁（试片未侵蚀）。 （3）具有C型分布石磨的灰铸铁（试片未侵蚀）。 （4）具有D型分布石磨的灰铸铁（试片未侵蚀）。 （5）具有E型分布石磨的灰铸铁（试片未侵蚀）。 （6）具有F型分布石磨的灰铸铁（试片未侵蚀）。 并对A型石墨进行石墨长度检验，确定石墨长度分级。 （7）选1~2片灰铸铁试样，侵蚀后进行基体组织的分析检验；确定灰铸铁基体的类别，珠光体数量，珠光体分散度，磷共晶数量和分类，碳化物数量等。 （8）具有二元磷共晶体的灰铸铁（试片侵蚀）观察磷共晶体结构。 2.观察和绘制以下球墨铸铁和可锻铸铁的金相组织 （1）球墨铸铁的铸态组织（包括具有自由渗碳体的铸态组织）， （2）球墨铸铁的退火金相组织（铁素体组织）， （3）球墨铸铁的正火或部分奥氏体正火金相组织， （4）球墨铸铁的淬火或调质的金相组织， （5）球墨铸铁的等温淬火金相组织， （6）选1~2块铸态或经热处理的球墨铸铁试样进行球化率和金属基体的鉴定。
（7）可锻铸铁的金相组织（铁素体）， （8）蠕墨铸铁的金相组织， 三、实验仪器设备 1.配放大100倍和400倍镜头的金相显微镜。 2.试片侵蚀剂：3~5%硝酸酒精溶液。 3.按实验要求选取灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁试块。 四、实验方案实施与数据 实验报告的书写要求 1.实验目的及要求 2.实验仪器设备 3.实验内容 4.实验方案实施与数据 （1）在实验报告纸上画Φ50的圆圈，在圆圈下画五条横线，例： 试样名称—————————— 试样状态—————————— 浸蚀方法—————————— 放大倍数—————————— 金相组织—————————— （2）共画16个圆圈以被实验时使用。 （3）在每个画好的金相组织图上，用指引线指出该金相组织的类别。 5.实验总结 （1）回答实验报告上的思考题 （2）参加本次试验的体会和有哪些提高。
1、组织成分：35钢（C-0.35%、Mn-0.8%）盘条；热处理状态：球化退火； 金相组织：铁素体＋颗粒状渗碳体；腐蚀剂：3%硝酸酒精浸蚀。 2：组织成分：82B（C-0.82%、Mn-0.8%、Cr-0.2%）盘条心部偏析；热处理状态：热轧态；金相组织：珠光体＋网状渗碳体；腐蚀剂：3%硝酸酒精浸蚀。
3：组织成分：35CrMo（C-0.35%、Cr-0.9%、Mo-0.2%）盘条；热处理状态：热轧态；金相组织：珠光体＋铁素体；腐蚀剂：3%硝酸酒精浸蚀。
4：组织成分：低碳微合金板（C-0.06%、Nb、Mo、V微量）；热处理状态：热轧态； 金相组织：铁素体＋粒状贝氏体；腐蚀剂：3%硝酸酒精浸蚀。 5：组织成分：低碳微合金板（C-0.04%、Mo、Nb、V、Ni、Cu微量）；热处理状态：热轧态； 金相组织：板条贝氏体铁素体＋粒状贝氏体；腐蚀剂：3%硝酸酒精浸蚀。 板条贝氏体铁素体低碳钢（含碳量小于0.15%）典型的贝氏体组织，由带有高位错密度的板条铁素体晶体组成，若干铁素体板条平行排列构成板条束，一个奥氏体晶粒可形成很多板条束，板条界为小角度晶界，板条束界面则为大角度晶界，鉴于其板条的特征，故称板条铁素体。板条间可能有条状分布的MA岛。板条F的鉴别要依靠TEM，由于低角度晶界难以显示，光镜下板条F束常成为无特征的F晶粒。然而，经适当的深侵蚀，在光镜下仍能观察到依稀可见的板条轮廓，在扫描电镜下它的特征更为清晰。特别是当板条间有MA小岛分布时，平行排列的板条F特征显示得更为清晰可靠，所以，根据经验在光镜下鉴别针状F是可能的。 粒状贝氏体与板条贝氏体铁素体相比形成温度稍高，组织形态稍有不同。相同的是基体上都带有板条的轮廓，说明铁素体的形成在一定程度上也是依靠切变机制，此外都有弥散的岛状组织分布于铁素体基体上。不同的是，粒状贝氏体中小岛更接近于粒状或等轴形状。
铸铁材料的显微组织及分析 铸铁为含碳量在2%以上的铁碳合金，俗称生铁。工业用铸铁一般含碳量为2%～4%。由于碳在铁中固溶量有限，且渗碳体不稳定，适当条件下即会分解为铁和碳单质即石墨，因此在铸铁中多以石墨形态存在，有时也以渗碳体形态存在。除碳外，铸铁中还含有1%～3%的硅，以及锰、磷、硫等元素。合金铸铁还含有镍、铬、钼、铝、铜、硼、钒等元素。碳、硅是影响铸铁显微组织和性能的主要元素。铸铁材料没有严格的分类，可按铸铁的使用性能、断口特征或成份特征进行分类。较为方便和常用的则是将铸铁分为七大类（见下表）。 铸铁的组织视化学成分和冷却速度而异，当铸铁凝固的冷却速度足够大时，得到白口铸铁组织，随冷却速度减小，铸铁组织依次改变为麻口铸铁、珠光体灰口铸铁、珠光体铁素体灰口铸铁和铁素体灰口铸铁；球墨铸铁是在浇铸前向灰口铸铁加入少量球化剂获得球状石墨的铸铁。球墨铸铁具备优于灰铁的强度、范性和韧性；可锻铸铁又叫可锻铸铁，由白口铸铁经过石墨化退火后制成，是一种强度韧性都较高的铸铁。
以下对生产中应用较多的铸铁成分、显微组织及其性能进行分析。 1、灰口铸铁 灰口铸铁应用最广泛，占铸铁总产量的80%以上。其中碳全部或部分以自由碳-片状石墨形式存在，因此断口呈现灰色。其显微组织根据石墨化程度的不同分为铁素体、珠光体、铁素体+珠光体灰口铸铁。而所有灰口铸铁组织的共同特征是，在这些铸铁的组织总有一个相当于钢的组织的金属基体，在这基体上分布着片状石墨。 由于石墨片对钢基体产生割裂作用，破坏了钢基体的连续性、完整性，减少了钢基体的有效面积，使其抗拉强度低于钢、而塑性和韧性近于零，属于脆性材料。灰口铸铁不能承受加工变形，但是却具有优良的铸造性能，同时切削加工性能也很好。 灰铸铁的化学成分范围一般为：w（C）=2.7%～3.6%，w（Si）=1.0%～2.5%，w（Mn）=0.5%～1.3%，w（P）≤0.3%，w（S）≤0.15%。 （1）未经浸蚀的灰口铸铁 为了研究石墨的形状和分布，一般均先观察未经腐蚀的样品。由于片状石墨无反光能力，故试样未经腐蚀即可看出灰黑色。石墨性脆，在磨制时容易脱落，在显微镜下表现为空洞。 未经腐蚀的基体在显微镜下呈现白亮色，黑色条状物即为石墨。
铝合金金相组织图 1材料：AC4CHV 组织说明：α(Al)+(α+Si)共晶+极少量Mg2Si和S(Al2CuMg)+少量长条针状β(Al9Fe2Si2)相 抛光态形貌500× β(Al9Fe2Si2)相(20%硫酸水溶液) 500× Mg2Si相(25%硝酸水溶液) 500× 2 材料：LY-12CZ 组织说明：α(Al)基体上有褐色的可溶的强化相S(Al2CuMg)和Al2Cu及不可溶的黑色的杂质相 Al6(FeMnSi)，晶粒沿变形方向伸长 抛光态形貌500× 腐蚀态(混合酸水溶液)形貌 500× 3 材料：A390 组织说明：α(Al)+(α+Si)共晶+块状相的初生Si+S(Al2CuMg)及少量针状(Al-Fe-Si)等杂质Fe相 抛光态形貌500× S(Al2CuMg)相(25%硝酸水溶液) 500× Al-Fe-Si相(20%硫酸水溶液) 500×
4 材料：T B -2 M 组织说明：α(Al)+(α+Si)共晶+块状相的初生Si +鱼骨状 Mg 2Si 和蜂窝状S(Al 2CuMg)+少量细短针状 Β(Al 9Fe 2Si 2)相 抛光态形貌 500× Mg 2Si 相(25%硝酸水溶液) 500× S(Al 2CuMg)相(20%硫酸水溶液) 500× 5 材料：ADC-12 组织说明：α(Al)+(α+Si)共晶+少量Al 2Cu+少量Mg 2Si+杂质AlFeMnSi 和细针状T(Al 2FeSi 2)相 抛光态形貌 500× AlFeMnSi 相(混合酸) 500× Mg 2Si 相(20%硫酸水溶液) 500× 6 材料：YL102 组织说明：α(Al)+(α+Si)共晶+少量块状初生Si+杂质针状β(Al 9Fe 2Si 2)相和粗针状Al 3Fe 相 抛光态形貌 500× Al 3Fe 相(20%硫酸水溶液) 500× β(Al 9Fe 2Si 2)相(0.5%HF 水溶液) 500×
球墨铸铁管与普通铸铁管的区别： 球墨铸铁管具有铁的本质，钢的性能。 【球墨铸铁管比普通铸铁管强度高】 球墨铸铁和普通铸铁里都含有石墨单体，就是说铸铁是铁和石墨的混合体。普通铸铁中的石墨是片状存在的，石墨的强度很低，所以相当于铸铁中存在许多片状的空隙，所以普通铸铁强度比较低，较脆。石墨铸铁中的石墨是呈球状的，相当于铸铁中存在许多球状的空隙。球状空隙对铸铁强度的影响远比片状空隙小，所以球墨铸铁强度比普通铸铁强度高许多。强度高的球墨铸铁管当然比较受欢迎啦！ 球墨铸铁的性能接近于中碳钢。价格便宜得多了。 蠕墨铸铁最好，但是贵。 灰口铸铁差一些。白口铸铁最差。 前两个是以所含石墨的形状来命名。后两个石墨都是片状，割裂了铁素体，产生应力集中，所以强度低。 关于标准壁厚的内容： 3.1 分类 球铁管均采用柔性接口。按接口型式分为机械式、滑入
式两类。机械接口型式又分为N1型、X型和S型三种，滑入式接口型式为T型。根据需方要求、亦可采用其他接口型式。接口型式应在合同中注明。 3.2 分级 球墨铸铁直管的标准壁厚T按公称口径Dg的一次函数式计算，即： T=K（0.5+0.001Dg） 式中：T——标准壁厚，mm； Dg——公称口径，mm； K——系统，取8、9、10、12。 球墨铸铁直管按系统取值的不同，其标准壁厚分别为K8级、K9级、K10级和K12级。壁厚级别应在合同中注明，凡合同中不注明的均按K9级共货。 对于公称口径100~200mm的直管采用下列附加公式： T=5.8+0.003Dg 最小壁厚为6mm。 铸铁排水管与铸铁给水管道的区别: 铸铁管是由生铁制成。按其制造方法不同可分为：砂型离心承插直管、连续铸铁直管及砂型铁管。按其所用的材质不同可分为：灰口铁管、球墨铸铁管及高硅铁管。铸铁管多用于给水、排水和煤气等管道工程。
3、纤维缠绕夹砂玻璃钢管的优点 与其他材质的管道比较，玻璃钢管道具有以下一些显著的优点：1)耐腐蚀性好，对水质无影响： 玻璃钢管道能抵抗酸、碱、盐、海水、未经处理的污水、腐蚀性土壤或地下水及众多化学流体的侵蚀。比传统管材的使用寿命长，其设计使用寿命一般为50年以上。 对夹砂玻璃钢管道而言，更多的是在市政、城市输配管网方面的应用，由于其具有无毒、无锈、无味、对水质无二次污染、无需防腐、使用寿命大大延长、安装简便等优点，因此，受到了给排水行业的欢迎。 2)防污抗蛀： 不饱和聚酯树脂的表面洁净光滑，不会被海洋或污水中的甲贝、菌类等微生物玷污蛀附，以致增大糙率，减少过水断面，增加维护费用。玻璃钢管道无这些污染，长期使用洁净如初。 3)耐热性、抗冻性好： 在-30℃状态下，仍具有良好的韧性和极高的强度，可在-50℃－８０℃的范围内长期使用，采用特殊配方的树脂还可在１１０℃以上的温度工作。 4)自重轻、强度高，运输安装方便： 采用纤维缠绕生产的夹砂玻璃钢管道，其比重在1．65－2．0，只有钢的１／４，但玻璃钢管的环向拉伸强度为180－300ＭＰa，轴向拉伸强度为６０－１５０ＭＰa，近似合金钢。因此，其比强度（强
度／比重）是合金钢的２－３倍，这样它就可以按用户的不同要求，设计成满足各类承受内、外压力要求的管道。对于相同管径的单重，ＦＲＰ管只有碳素钢管（钢板卷管）的１／2.５，铸铁管的１／３.5，预应力钢筋水泥管的１／8左右，因此运输安装十分方便。玻璃钢管道每节长度12米，比混凝土管可减少三分之二的接头。它的承插连接方式，安装快捷简便，同时降低了吊装费用，提高了安装速度。5)摩擦阻力小，输送能力高： 玻璃钢管内壁非常光滑，糙率和摩阻力很小。糙率系数为0.0084，而混凝土管的n值为0.014，铸铁管为0.013，因此，玻璃钢管能显著减少沿程的流体压力损失，提高输送能力。因此，可带来显著的经济效益： ①在输送能力相同时，工程可选用内径较小的玻璃钢管道，从而 降低一次性的工程投入； ②采用同等内径的管道，玻璃钢管道可比其他材质管道减少压头 损失，节省泵送费用。 ③可缩短泵送时间，减少长期运行费用。 ６)电、热绝缘性好： 玻璃钢是非导体，管道的电绝缘性特优，绝缘电阻在1012－1015Ω.cm，最适应使用于输电、电信线路密集区和多雷区；玻璃钢的传热系数很小，只有０.23，是钢的５‰，管道的保温性能优异。 7)耐磨性好： 把含有大量泥浆、沙石的水，装入管子中进行旋转磨损影响对比
如何从金相图片来判断不同的金相组织 1.奥氏体－碳与合金元素溶解在γ-fe中的固溶体，仍保持γ-fe的面心立方晶格。晶界比较直，呈规则多边形；淬火钢中残余奥氏体分布在马氏体间的空隙处。 2.铁素体－碳与合金元素溶解在a-fe中的固溶体。亚共析钢中的慢冷铁素体呈块状，晶界比较圆滑，当碳含量接近共析成分时，铁素体沿晶粒边界析出。 3.渗碳体－碳与铁形成的一种化合物。在液态铁碳合金中，首先单独结晶的渗碳体（一次渗碳体）为块状，角不尖锐，共晶渗碳体呈骨骼状。过共析钢冷却时沿A cm线析出的碳化物（二次渗碳体）呈网结状，共析渗碳体呈片状。铁碳合金冷却到ar1以下时，由铁素体中析出渗碳体（三次渗碳体），在二次渗碳体上或晶界处呈不连续薄片状。 4.珠光体－铁碳合金中共析反应所形成的铁素体与渗碳体的机械混合物。珠光体的片间距离取决于奥氏体分解时的过冷度。过冷度越大，所形成的珠光体片间距离越小。 A1~650℃形成的珠光体片层较厚，在金相显微镜下放大400倍以上可分辨出平行的宽条铁素体和细条渗碳体，称为粗珠光体、片状珠光体，简称珠光体。 在650~600℃形成的珠光体用金相显微镜放大500倍，从珠光体的渗碳体上仅看到一条黑线，只有放大1000倍才能分辨的片层，称为索氏体。 在600~550℃形成的珠光体用金相显微镜放大500倍，不能分辨珠光体片层，仅看到黑色的球团状组织，只有用电子显微镜放大10000倍才能分辨的片层称为屈氏体。 5.上贝氏体－过饱和针状铁素体（形态和亚结构与板条马氏体相似）和渗碳体的混合物，渗碳体在铁素体针间。过冷奥氏体在中温（约350~550℃）的相变产物，其典型形态是一束大致平行位向差为6~8°铁素体板条，并在各板条间分布着沿板条长轴方向排列的碳化物短棒或小片；典型上贝氏体呈羽毛状，晶界为对称轴，由于方位不同，羽毛可对称或不对称，铁素体羽毛可呈针状、点状、块状。若是高碳高合金钢，看不清针状羽毛；中碳中合金钢，针状羽毛较清楚；低碳低合金钢，羽毛很清楚，针粗。转变时先在晶界处形成上贝氏体，往晶内长大，不穿晶。 6.下贝氏体－同上，但渗碳体在铁素体针内。过冷奥氏体在350℃~Ms的转变产物。其典型形态是双凸透镜状含过饱和碳的铁素体，并在其内分布着单方向排列的碳化物小薄片；在晶内呈针状，针叶不交叉，但可交接。与回火马氏体不同，马氏体有层次之分，下贝氏体则颜色一致，下贝氏体的碳化物质点比回火马氏体粗，易受侵蚀变黑，回火马氏体颜色较浅，不易受侵蚀。高碳高合金钢的碳化物分散度比低碳低合金钢高，针叶比低碳低合金钢细。 7.粒状贝氏体－大块状或条状的铁素体内分布着众多小岛的复相组织。过冷奥氏体在贝氏体转变温度区的最上部的转变产物。刚形成时是由条状铁素体合并而成的块状铁素体和小岛状富碳奥氏体组成，富碳奥氏体在随后的冷却过程中，可能全部保留成为残余奥氏体；也可能部分或全部分解为铁素体和渗碳体的混合物（珠光体或贝氏体）；最可能部分转变为马氏体，部分保留下来而形成两相混合物，称为M-A组织。
关于铸钢WCB（ZG230-450））和球铁(QT450-10)的比较 1.材质介绍及机械性能比较： 铸钢：以碳为主要合金元素并含有少量其他元素的铸钢。 铸造碳钢具有较高的强度、塑性和韧性，成本较低，在重型机械中用于制造承受大负荷的零件，如轧钢机机架、水压机底座等；在铁路车辆上用于制造受力大又承受冲击的零件如摇枕、侧架、车轮和车钩；工矿项目中的阀体、泵、容器或大容量电站的汽轮机壳体等。 球铁：将灰口铸铁铁水经球化处理后获得，析出的石墨呈球状，简称球铁。比普通灰口铸铁有较高强度、较好韧性和塑性。用于制造内燃机、汽车零部件及农机具等。
通过以上两个表格可以发现： a.铸钢延展性更好强度高（即更耐压），热处理工艺性能好，可控性更高。 b.球铁的韧-----脆转折温度比铸钢高，金属材料耐低温主要是韧性－脆性转变温度低于使用温度，所以铸钢的耐低温（-29℃）性能要优于球铁（-19℃）。 c.金属材料在一定的温度和压力下，随时间的延续所发生的缓慢、连续的塑性形变现象称为蠕变现象，即金属材料的耐高温性能。铸钢由于韧性等机械性能优于球铁材质，所以耐高压（425℃）性能要优于球铁（350℃） 2.铸造性能比较： 在球铁铸件铸造生产中，常见的铸件缺陷除有灰铸铁件的一般缺陷外，还有球化不良、球化衰退、夹渣、锁松、石墨漂浮、皮下气孔等，但铸钢不会存在类似铸造缺陷，所以铸钢铸造工艺更可控，不易产生铸造缺陷，如砂眼、气泡、裂纹等。 3.焊接性能比较： a.球墨铸铁的焊接性能很差，它和灰铸铁一样，其焊接工艺主要用于缺陷焊 补或旧件修复。从理论上讲，球墨铸铁比灰铸铁还难焊接，因为球墨铸铁属于高强度铸铁，它的焊接接头在焊补重熔时不仅要求碳的石墨化，还要保证石墨呈球状（即球化），这在焊接条件下是很难完成的。因此，球墨铸铁接头经焊接后，一般很难达到与母材的强度或塑性相等的要求。由于焊接接头的力学性能不能满足使用要求，所以，球墨铸铁件是很少用焊接方法来修复的。 b.低碳钢用普通焊条，中碳钢用506焊条，普通弧焊机就可以进行焊接，且 修复后力学性能基本可以达到母材的标准。 4.对碱液的耐腐蚀性能比较： 在碱液腐蚀的过程中，最典型的就是应力腐蚀开裂，即通常所说的“碱脆”实际上，对于50%的碱液，金属材料的应力腐蚀在约50℃以上时就会发生。若是沸腾的碱液，只要浓度达到5%就可发生。碱液的浓度愈稀，温度愈低，金属材料
钢铁中均含有少量合金元素和杂质的铁碳合金，按含碳量不同可分为： 生铁――含C为2.0～4.5％ 钢――含C为0.05～2.0％ 熟铁――含C小于0.05％ 铸铁是含碳量在2％以上的铁碳合金。 工业用铸铁一般含碳量为2％～4％。碳在铸铁中多以石墨形态存在，有时也以渗碳体形态存在。除碳外，铸铁中还含有1％～3％的硅，以及锰、磷、硫等元素。 合金铸铁还含有镍、铬、钼、铝、铜、硼、钒等元素。碳、硅是影响铸铁显微组织和性能的主要元素。 铸铁 可分为： ①灰口铸铁。含碳量较高（2.7％～4.0％），碳主要以片状石墨形态存在，断口呈灰色，简称灰铁。熔点低（1145～1250℃），凝固时收缩量小，抗压强度和硬度接近碳素钢，减震性好。用于制造机床床身、汽缸、箱体等结构件。 ②白口铸铁。碳、硅含量较低，碳主要以渗碳体形态存在，断口呈银白色。凝固时收缩大，易产生缩孔、裂纹。硬度高，脆性大，不能承受冲击载荷。多用作可锻铸铁的坯件和制作耐磨损的零部件。 ③可锻铸铁。由白口铸铁退火处理后获得，石墨呈团絮状分布，简称韧铁。其组织性能均匀，耐磨损，有良好的塑性和韧性。用于制造形状复杂、能承受强动载荷的零件。 ④球墨铸铁。将灰口铸铁铁水经球化处理后获得，析出的石墨呈球状，简称球铁。
比普通灰口铸铁有较高强度、较好韧性和塑性。用于制造内燃机、汽车零部件及农机具等。灰口铸铁→球化→球墨铸铁 ⑤蠕墨铸铁。将灰口铸铁铁水经蠕化处理后获得，析出的石墨呈蠕虫状。力学性能与球墨铸铁相近，铸造性能介于灰口铸铁与球墨铸铁之间。用于制造汽车的零部件。 ⑥合金铸铁。普通铸铁加入适量合金元素（如硅、锰、磷、镍、铬、钼、铜、铝、硼、钒、锡等）获得。合金元素使铸铁的基体组织发生变化，从而具有相应的耐热、耐磨、耐蚀、耐低温或无磁等特性。用于制造矿山、化工机械和仪器、仪表等的零部件。 铸钢 用以浇注铸件的钢。铸造合金的一种。铸钢分为铸造碳钢、铸造低合金钢和铸造特种钢3类。 ①铸造碳钢。以碳为主要合金元素并含有少量其他元素的铸钢。含碳小于0.2％的为铸造低碳钢，含碳0.2％～0.5％的为铸造中碳钢，含碳大于0.5％的为铸造高碳钢。随着含碳量的增加，铸造碳钢的强度增大，硬度提高。铸造碳钢具有较高的强度、塑性和韧性，成本较低，在重型机械中用于制造承受大负荷的零件，如轧钢机机架、水压机底座等；在铁路车辆上用于制造受力大又承受冲击的零件如摇枕、侧架、车轮和车钩等。 ②铸造低合金钢。含有锰、铬、铜等合金元素的铸钢。合金元素总量一般小于5％，具有较大的冲击韧性，并能通过热处理获得更好的机械性能。铸造低合金钢比碳钢具有较优的使用性能，能减小零件质量，提高使用寿命。
其根本区别就是石墨形态的差异： 灰铸铁的石墨形态一般呈层片状，力学性能相对于这四种来说是最差的； 蠕墨铸铁石墨呈蠕虫状，性能强于上面的； 同理，球墨铸铁的石墨经过球化退火后呈球团 状，力学性能比蠕墨铸铁强一点； 可锻铸铁的力学性能是这四种中最好的，与铸钢可媲美，故名；但真正意义上，它并不能用来锻造。石墨形态很细小，均散分部。 两种铸铁都有有较高的强度和韧性，两者的区别就是可锻铸铁有较高冲击韧度，而球墨铸铁有较高耐磨性能。 灰铸铁组织里的石墨是以片状存在,球墨铸铁组织里的石墨是以球状存在的 区别: 1．看切削加工面灰铁：呈灰色，光泽很暗，表面看来较粗糙。球铁：灰色，光泽较灰铁亮，表面粗糙程度似灰铁。 2.锉削试验灰铁：锉削阻力较小，锉削时发出“唰唰”声，极少粘锉，屑末呈灰黑色，有少量银白亮点，细看颗粒大小不一，以小颗粒细末为主，用手指碾磨，很容易使手指染黑。球铁：锉削时阻力比灰铁略大，也有较明显的“唰唰’’声，极少粘锉，屑末呈灰黑色，有细密的亮点，颗粒大小不等，但以大颗粒为主，用手指碾磨屑末，可使手指染黑，但较灰铁染黑程度轻。 3．听敲击声灰铁：声音低沉，持续时间极短。球铁：声音清脆，有余音，持续时间较短。 灰铸铁强度\塑性低(片状石墨割裂基体,引起应力集中),脆性大,消振性能好.主要用来生产一些强度要求不高,主要承受压应力的各种箱体\底座等.球墨铸铁:球形石墨对基体的割裂作用降到最低,应力集中作用最小,故其强度很高,可以和中碳钢蓖美,可以充分发挥基体的性能,且有一定的塑性和良好的韧性.常用来制作一些强韧性要求高且形状复杂(铸造性能比钢好,但比灰铸铁要差)的工件,比如内燃机曲轴\连杆等之类的零件.球墨铸铁一般还可以经过热处理来进行强化,而灰铸铁一般不能经过热处理来提高强度(片状石墨的影响).
球墨铸铁金相缺陷 This manuscript was revised by the office on December 10, 2020.
从金相组织判断球铁牌号 从方面无法具体判别球铁的牌号，具体看看GB/T9441-2009和 GB/T1348-2009《就知道了，主要判别球铁牌号的依据还是力学性 能的数据，成分和金相都不作为标准，成分主要控制大概球铁的， 金相主要看球化率和珠光体的含量其实也还是看指标。 与铸铁的区别 球铁是的简称,是铸铁的一种 铸铁，含碳量在2％以上的。工业用铸铁一般含碳量为2％～4％。碳在铸铁中多以石墨形态存在，有时也以渗碳体形态存在。除碳外，铸铁中还含有1％～3％的硅，以及锰、磷、硫等元素。还含有镍、铬、钼、铝、铜、硼、钒等元素。碳、硅是影响铸铁显微组织和性能的主要元素。 铸铁可分为： ①。含碳量较高（％～％），碳主要以片状石墨形态存在，断口呈灰色，简称灰铁。熔点低（1145～1250℃），凝固时收缩量小，抗压强度和硬度接近碳素钢，减震性好。用于制造机床床身、汽缸、箱体等结构件。 ②。碳、硅含量较低，碳主要以渗碳体形态存在，断口呈银白色。凝固时收缩大，易产生缩孔、裂纹。硬度高，脆性大，不能承受冲击载荷。多用作可锻铸铁的坯件和制作耐磨损的零部件。 ③可锻铸铁。由后获得，石墨呈团絮状分布，简称韧铁。其组织性能均匀，耐磨损，有良好的塑性和韧性。用于制造形状复杂、能承受强动载荷的零件。 ④。将铁水经后获得，析出的石墨呈球状，简称球铁。比普通有较高强度、较好韧性和塑性。用于制造内燃机、及农机具等。 ⑤蠕墨铸铁。将灰口铸铁铁水经蠕化处理后获得，析出的石墨呈蠕虫状。力学性能与球墨铸铁相近，铸造性能介于灰口铸铁与球墨铸铁之间。用于制造汽车的零部件。 ⑥。普通铸铁加入适量合金元素（如硅、锰、磷、镍、铬、钼、铜、铝、硼、钒、锡等）获得。合金元素使铸铁的基体组织发生变化，从而具有相应的耐热、耐磨、耐蚀、耐低温或无磁等特性。用于制造矿山、化工机械和仪器、仪表等的零部件。
灰铸铁和球墨铸铁及灰口铸铁区别 灰铸铁组织里的石墨是以片状存在,球墨铸铁组织里的石墨是以球状存在的.组织上的差别导致它们的性能也有巨大差异:灰铸铁强度\\塑性低(片状石墨割裂基体,引起应力集中),脆性大,消振性能好.主要用来生产一些强度要求不高,主要承受压应力的各种箱体\\底座等.球墨铸铁:球形石墨对基体的割裂作用降到最低,应力集中作用最小,故其强度很高,可以和中碳钢蓖美,可以充分发挥基体的性能,且有一定的塑性和良好的韧性.常用来制作一些强韧性要求高且形状复杂(铸造性能比钢好,但比灰铸铁要差)的工件,比如内燃机曲轴\\连杆等之类的零件.球墨铸铁一般还可以经过热处理来进行强化,而灰铸铁一般不能经过热处理来提高强度(片状石墨的影响). 一、美国标准ASTM中关于铸件硬度的要求灰口铁铸件(ASTM A48-92)适用于主要考虑抗拉强度的一般工程用灰口铁铸件，铸件根据不同铸造试棒的抗拉强度分级。在此类铸铁件中，化学成分相对于抗拉强度来说是次要的。铸件在订货或生产时，根据单独铸造的试样性能分成若干个等级，每一等级采用一个数字后接一字母表示，数字表示单独铸造试棒的最小抗拉强度，字母表示试棒的规格。例如：灰口铁铸件，ASTM A48，30B级表示按标准ASTM A48生产的，最小抗拉强度为30千磅/英寸2(207MPa)，试棒的公称直径为1.2英寸(30.5mm)。标准述及“在生产厂和购买方达成书面协议时，要求铸件满足硬度、化学成分、显微组织、压漏、X线检验无缺陷、尺寸、表面精度等要求是必要的"。 机动车用灰口铁铸件(ASTM A159-88) 适用于以砂模铸造的，在汽车、拖拉机及相关工业中使用的灰口铁铸件。订货合同应包括如下条款：是否需要特殊热处理。进行硬度试验的表面。所要求的表面硬化深度和表面硬度。硬度要求：铸造厂应采取必要的控制和检验技术以保证铸件符合所规定的硬度范围，布氏硬度按ASTME10试验方法，在铸件表面已经去除足够厚度的材料后测试，以保证硬度读数的代表性。除另有协议外，HBE-3000A布氏硬度计应采用10毫米的钢球和3000公斤负荷。在铸件上检测硬度的面积及其位置应由供需双方商定，并在图纸上标出。 球墨铸铁铸件(ASTM A536-84) 适用于由球墨铸铁制作的铸件，这种铸铁含有球状石墨，基本上没有其他形式的石墨。铸件牌号按“抗拉强度——屈服强度——延伸率"来表示，例如：牌号：80-55-06代表抗拉强度80000磅/英寸2(552MPa)，屈服强度55000磅/英寸2(379MPa)，延伸率6.0%(2英寸或50mm)。铸件应进行适当的热处理，如退火、正火、淬火并回火等。在合同或订货单中有规定时，铸件应满足硬度、化学成分、显微组织……等要求。 奥氏体球墨铸铁铸件(ASTM A439-89)适用于主要用于耐热、耐腐蚀和耐磨的奥氏体球墨铸铁件。铸件应进行消除应力、稳定性处理或退火等热处理。 等温淬火球墨铁铸件(ASTM A897M-90)适用于需要进行等温淬火热处理的球墨铁铸件。等温淬火可以使同一铸件的不同部位或同一炉铁水铸成的不同铸件间的力学性能差异缩小。应用等温淬火热处理可以扩大在球墨铸铁件上可得到的性能范围。 珠光体可锻铸件(ASTM A220 M-88) 适用于从常温到400℃条件下工作的一般工程用珠光体可锻铸铁铸件。如果购货合同要求进行硬度试验，则应说明可以接受的硬度范围，试验部位应清晰地示于附图上。只要有可能，就应采用ASTM E10规定的布氏硬度试验方法。并且应尽量采用HBE-3000布氏硬度计3000kg力/10mm球的试验条件，如果由于工件尺寸或形状不允许，则可采用1500kg力/10mm 球。在不能采用布氏硬度计的特殊情况下，可按照ASTM E18的规定，采用洛氏硬度试验方法来代替。 汽车用可锻铸铁铸件(ASTM A602-87) 适用于汽车工业和同类型工业产品所用的铁素体、珠光体、回火珠光体和回火马氏体级的可
球墨铸铁知识汇总介绍 1947年英国H. Morrogh发现，在过共晶灰口铸铁中附加铈，使其含量在0.02wt%以上时，石墨呈球状。1948年美国A. P. Ganganebin等人研究指出，在铸铁中添加镁，随后用硅铁孕育，当残余镁量大于0.04wt%时，得到球状石墨。从此以后，球墨铸铁管开始了大规模工业生产。 球墨铸铁管https://www.doczj.com/doc/5216895157.html,作为新型工程材料的发展速度是令人惊异的。1949年世界球墨铸铁产量只有5万吨，1960年为53.5万吨，1970年增长到500万吨，1980年为760万吨，1990年达到915万吨。2000年达到1500万吨。球墨铸铁的生产发展速度在工业发达国家特别快。世界球墨铸铁产量的75%是由美国、日本、德国、意大利、英国、法国六国生产的。 我国球墨铸铁生产起步很早，1950年就研制成功并投入生产，至今我国球墨铸铁年产量达230万吨，位于美国、日本之后，居世界第三位。适合我国国情的稀土镁球化剂的研制成功，铸态球墨铸铁以及奥氏体-贝氏体球墨铸铁等各个领域的生产技术和研究工作均达到了很高的技术水平。 (1)铸态珠光体球墨铸铁曲轴和铸态铁素体球墨铸铁汽车底盘零件分别在我国第二汽车厂、南京汽车厂和第一汽车厂相继投产。这标志着我国铸态球墨铸铁生产达到了较高水平。与之相适应的包外脱硫、双联法熔炼、瞬时孕育、孕育块技术以及音频检测和热分析快速分析等技术的采用，则标志着我国大量流水生产汽车铸件的技术水平与国际先进水平的差距正在缩小。 (2)试验研究了大断面(壁厚大于120mm)球墨铸铁的冶金因素以及相应的生产工艺措施。采用适量的钇基重稀土复合球化剂、强制冷却、顺序凝固、延后孕育，必要时添加微量锑、铋等可防止球墨铸铁件中心部位的石墨畸变和组织疏松等，现已成功地制作了38吨重的大型复杂结构件，17.5吨重的柴油机体、截面为805mm的球墨铸铁轧辊等。 (3)奥氏体-贝氏体球墨铸铁的研究与应用。20世纪70年代初，几乎同时中国、美国、芬兰3个国家宣布研究成功了具有高强度、高韧性的奥氏体-贝氏体球墨铸铁(国际上统称ADI)，这种材质的抗拉强度达1000MPa，因此它广泛应用于齿轮以及各种结构件，与合金钢相比，奥-贝球墨铸铁具有显著的经济效益和社会效益。 (4)球墨铸铁管和水平连续铸造球墨铸铁型材。我国已相继建成几个球墨铸铁管厂，且近几年还将有几个球墨铸铁管厂建成。2000年，我国年产离心铸造球墨铸铁管达90万吨。此外，我国自行研制的水平连续铸造球墨铸铁型材生产线已通过国家鉴定，并已有多家企业投产。再加上我国引进的一条生产线，至2002年，我国年产球墨铸铁型材的能力达数万吨。 (5)系统地测定了稀土镁球墨铸铁的力学性能及其他性能，为设计人员提供了有关数据。测定了稀土镁球墨铸铁的比重、导热性、电磁性等物理性能，结合金相标准研究了石墨和基体组织对球墨铸铁性能的影响规律。系统地测定了铁素体球墨铸铁在常温、低温、静态和动态条件下的各种性能。此外，还研究了稀土镁球墨铸铁的应力应变性能、小能量多冲抗力和断裂韧性，并开始用于指导生产。结合球墨铸铁齿轮的应用，还系统地研究了球墨铸铁的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度，以及球墨铸铁齿轮的点蚀、剥落机理等。 (6)稀土镁球墨铸铁。在高强度低合金球墨铸铁方面，除了对铜、钼研究较多外，还对镍、铌等进行了研究。在利用天然钒钛生铁制作钒钛合金球墨铸铁方面，国内一些单位进行了大量、系统的工作。中锰球墨铸铁虽然在性能上不够稳定，但多年来的系统研究与生产应用，取得了显著的经济效益。 在耐热球墨铸铁方面，除了中硅球墨铸铁以外，系统研究了Si+Al总量对稀土镁球墨铸铁抗生长能力的影响。我国研制的RQTAL5Si5耐热铸铁用作耐热炉条的使用寿命是灰铸铁的3倍，是普通耐热铸铁的2倍，并与日本Cr25Ni13Si2耐热钢的使用寿命相当。 高镍奥氏体球墨铸铁方面也取得了进展，它在石油开采机械、化工设备、工业用炉器件上均取得了成功的应用。 在耐酸球墨铸铁方面，我国生产的稀土高硅球墨铸铁比普通高硅铸铁的组织细小、均匀、致密，由此，抗蚀性能提高了10%～90%，并且其机械强度也有显著改善。 (7)稀土在球墨铸铁中的作用。稀土能使石墨球化。自从H. Morrogh最先使用铈得到球墨铸铁以来，先后许多人研究了各种稀土元素的球化行为，发现铈是最有效的球化元素，其他元素也均具有程度不等的球