灰铸铁金相检验

实验十一灰铸铁、硼铸铁的组织观察与检验(验证性)一、实验目的及要求1．观察灰铸铁、硼铸铁的石墨类型和各种显微组织特点。

2．理解并正确使用相关标准对灰铸铁、硼铸铁进行金相检验。

二、实验原理铸铁是一种含碳量大于2.11％的铁碳合金。

铸铁中的碳可以固溶、化合、游离三种状态存在。

铸铁的显微组织主要由石墨和金属基体组成。

按照铸铁中碳的存在状态、石墨的形态特征及铸铁的性能特点可以分为5类：白口铸铁、灰口铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁和蠕墨铸铁。

铸铁的金相检验主要包括：石墨形态、大小和分布情况，以及金属基体中各种组织组成物的形态、分布和数量等并按照相应标准进行各种评定。

（一）灰铸铁灰铸铁是指金相组织中石墨呈片状的铸铁。

按照灰铸铁的化学成分和性能特点将其分为普通灰铸铁、合金灰铸铁和特殊性能灰铸铁。

在生产上，通过孕育处理而获得的高强度铸铁又称为孕育铸铁。

灰铸铁的金相检验按照国家标准GB/T 7216-1987《灰铸铁金相》的规定方法和内容进行。

主要包括：1.灰铸铁石墨的检验（1）石墨分布按照国家标准可分为A型、B型、C型、D型、E型、F型。

如图8-13所示。

片状（A型）石墨：特征是片状石墨均匀分布。

菊花状（B型）石墨：特征是片状与点状石墨聚集成菊花状。

块片状（C型）石墨：特征是部分带尖角块状、粗大片状初生石墨及小片状石墨。

枝晶点状（D型）石墨：特征是点状和片状枝晶间石墨呈无向分布。

枝晶片状（E型）石墨：特征是短小片状枝晶间石墨呈有方向分布。

星状（F型）石墨：特征是星状（或蜘蛛状）与短片状石墨混合均匀分布。

（2）石墨长度在灰铸铁中石墨长度也是影响铸铁力学性能的重要因素。

国家标准中将石墨长度分为八级。

2.灰铸铁基体组织的检验灰铸铁的基体组织一般为珠光体或者珠光体＋铁素体，在铸铁结晶后可能会出现碳化物和磷共晶。

（1）珠光体粗细和珠光体的数量灰铸铁的珠光体一般呈片状。

在500×下按片间距将珠光体分为四级：索氏体型珠光体（铁素体与渗碳体难以分辨）、细片状珠光体（片间距≤1mm）、中片状珠光体（片间距＞1～2mm）、粗片状珠光体（片间距>2mm）。

灰铸铁件检验技术标准
文件编号：1、范围
本规范适用于公司汽车制动鼓的成品检验，本规范规定了检验的方法和标准。

2、引用标准
本规范引用了国家标准
GB/T9349-2010 GB/T7216 GB/T6414 GB/T6060.1
3、检验要求
⑴、化学成份
C3.2-3.4 Mn≦0.7-0.9S≦0.05 P≦ 0.05 Si 1.8-2.2
⑵、金相检验
①金相试样从曲轴附铸试块（或抗拉试样头部）取得。

②金相组织依照GB/T7216《灰铸铁金相检验》评定。

③铸态金相显微组织：球化级别X级以上，石墨球径大小X级以上，珠光体含
量大于等于X%，碳化物低于X%.
⑷、首批曲轴毛坯各5件进行划线检查，符合毛坯图后，各生产50件经机加工符合尺寸要求，才可投入成批成产。

⑸、每三个月检验一次曲轴模具，符合模具图（对应毛坯图）才可继续生产。

⑹、毛坯上的表面铸造缺陷深度Xmm，直径Xmm（应能加工掉），不得在曲轴上存在缩孔，缩松缺陷。

4、检验方法
4.1 检验项目
检验员应对每根曲轴进行出厂检验，检验项目为：外观质量，内在等，检验依据为本规范的第3节。

4.2 检验主要利用量具和目测的方法进行
4.3 符合本规范规定的为合格品，否则均列为不合格品，任何不合格品不得出厂。

灰铸铁金相检验灰铸铁中的石墨是以两种不同形式形成，一是由渗碳体的分解而形成，Fe3C→3Fe2+C石墨。

二是从液体或奥氏体中直接析出，当液体或奥氏体在比较接近于平衡的冷却条件下，则液体（或固溶体）就可比通常结晶温度（或相变点）略高的情况下（如在1130～1135℃和723～738℃）直接形成石墨。

一、金相试样的选取及制备1. 试样的选取一般是取自试块或挠曲棒上或取自铸件的本身或在铸件毛胚加工面上端30mm处切取或筒浇制活塞环可在每筒下端不大于铸件壁厚二倍的位置上切取。

2. 试样的制备将试样观察面在细砂轮上磨平，然后分几道砂纸磨制至抛光，消除试样磨面的划痕。

铸铁石墨不使其污染或拖曳。

3. 试样的抛光选用短毛纤维柔软的平绒、呢或丝绸。

抛光粉最好是具有细致尖利性。

经过细化加工处理的氧化铝，或常用的氧化铬、氧化铁。

在开始抛光时对抛光粉的浓度可以高些，这对防止石墨拖曳有好处。

抛光时用力要适中均衡，随时转动变换试样方向，将至完成时把抛光粉减薄，并用力减轻。

最后清水冲洗试样，再轻微抛光用干净丝绒擦干就可观察石墨，以观察试样无划痕，石墨呈灰暗为标准。

每个试样一般抛光5～6分钟即可。

4. 试样的侵蚀一般采用2～5％硝酸酒精溶液或4％苦味酸酒精溶液。

二、灰铸铁金相检验及评定方法石墨的类型，石墨的长度和数量、共晶石墨的控制，基体组织中的珠光体的分散度，铁素体含量，磷共晶的类型及分布特征和面积大小程度，渗碳体数量等。

可按GB/T 7216-1987，ASTM A247-06，ISO 945-75等标准检验。

三、灰铸铁的组织和性能1. 石墨的形态及识别以两种不同形式形成：由渗碳体的分解而形成，Fe3C→3Fe2+C石墨；由从液体或奥氏体中直接析出。

A型片状石墨无方向性均匀散布；B菊花状石墨中心以小片状与点状石墨向外伸展形呈菊花形分布；D型石墨（共晶石墨）又称树枝状石墨或称过冷石墨以点状与小片状石墨呈方向性枝晶分布；E型石墨以小片状石墨呈方向性枝晶分布；F型石墨呈星射状。

灰铸铁金相检验要点灰铸铁中的石墨是以两种不无异情势形成，一是由渗碳体的分化而形成，Fe3C→3Fe2+C石墨。

二是从液体或奥氏体中直接析出，当液体或奥氏体在比较接近于均衡的冷却前提下，则液体（或固溶体）就可比通常结晶温度（或相变点）略高的情况下（如在1130～1135℃和723～738℃）直接形成石墨。

一、金相试样的选取及制备1. 试样的选取通常是取自试块或挠曲棒上或取自铸件的自我或在铸件毛胚加工面上端30mm处切取或筒浇制活塞环可在每筒下端不大于铸件壁厚二倍的位置上切取。

2. 试样的制备将试样观察面在细砂轮上磨平，然后分几道砂纸磨制至抛光，清除试样磨面的划痕。

铸铁石墨不使其污染或拖曳。

3. 试样的抛光选用短毛纤维柔嫩的平绒、呢或丝绸。

抛光粉最好是具有细致尖利性。

经过细化加工处理的氧化铝，或常用的氧化铬、氧化铁。

在起始抛光时对抛光粉的浓度可以高些，这对防止石墨拖曳有好处。

抛光时用力要适中均衡，随时转动变换试样目标，将至完成时把抛光粉减薄，并用力减轻。

最后净水冲刷试样，再轻微抛光用干净丝绒擦干就可观察石墨，以观察试样无划痕，石墨呈灰暗为标准。

每个试样通常抛光5～6分钟即可。

4. 试样的腐蚀通常采用2～5％硝酸酒精溶液或4％苦味酸酒精溶液。

二、灰铸铁金相查验及评定方法石墨的类型，石墨的长度和数量、共晶石墨的节制，基体组织中的珠光体的分散度，铁素体含量，磷共晶的类型及分布特性和面积大小能力，渗碳体数量等。

可按GB/T 7216-1987，ASTM A247-06，ISO 945-75等标准查验。

三、灰铸铁的组织和机能1. 石墨的形态及辨认以两种不无异情势形成：由渗碳体的分化而形成，Fe3C→3Fe2+C石墨；由从液体或奥氏体中直接析出。

A型片状石墨无目标性均匀散布；B菊花状石墨中央以小片状与点状石墨向外伸展形呈菊花形分布；D型石墨（共晶石墨）又称树枝状石墨或称过冷石墨以点状与小片状石墨呈目标性枝晶分布；E型石墨以小片状石墨呈目标性枝晶分布；F型石墨呈星射状。

灰铸铁金相能力验证
灰铸铁金相能力验证是指对灰铸铁材料进行金相分析，验证其组织结
构和性能是否符合相关标准和要求的过程。

灰铸铁是一种广泛应用于
机械制造、汽车制造、建筑等领域的铸造材料，其性能与组织结构密
切相关，因此金相能力验证对于保证产品质量和生产效率具有重要意义。

灰铸铁金相能力验证的主要步骤包括样品制备、金相显微镜观察、图
像分析和性能测试等。

首先，需要从生产中取得代表性的灰铸铁样品，并进行样品制备，包括去除表面氧化层、研磨和抛光等步骤，以保证
样品表面光洁度和组织结构的清晰度。

其次，将样品放置在金相显微
镜下进行观察，通过调节显微镜的放大倍数和对比度等参数，可以清
晰地观察到样品的组织结构和缺陷情况。

然后，需要对观察到的图像
进行分析，包括颗粒形态、尺寸、分布、相对含量等方面的分析，以
评估样品的组织结构和性能是否符合标准和要求。

最后，可以进行一
些性能测试，如硬度测试、拉伸测试等，以进一步验证样品的性能。

在进行灰铸铁金相能力验证时，需要注意以下几点。

首先，样品制备
和观察过程中需要保持环境干净和安静，以避免灰尘和噪声等因素对
观察结果的影响。

其次，需要选择合适的金相显微镜和图像分析软件，以保证观察和分析的准确性和可靠性。

此外，还需要了解相关标准和
要求，以便进行正确的分析和评估。

总之，灰铸铁金相能力验证是保证产品质量和生产效率的重要手段，通过对样品的组织结构和性能进行分析和评估，可以及时发现和解决问题，提高生产效率和产品质量。

一、实验目的1. 了解铸铁的基本组成和分类。

2. 掌握铸铁金相组织观察的基本方法。

3. 通过金相显微镜观察，分析灰铸铁、球墨铸铁和可锻铸铁的金相组织特点。

4. 学习如何根据金相组织判断铸铁的性能。

二、实验原理铸铁是一种以铁为主要成分，含有一定量碳、硅、锰、硫、磷等元素的合金。

铸铁按石墨形态分为灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁等。

铸铁的金相组织主要由石墨和金属基体组成，金属基体可以是铁素体、珠光体或奥氏体等。

三、实验仪器与材料1. 仪器：金相显微镜、显微镜载物台、金相试样台、抛光机、砂纸、腐蚀剂等。

2. 材料：灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁金相试样。

四、实验步骤1. 试样制备：将铸铁试样加工成一定厚度和尺寸，然后用砂纸进行粗磨、细磨和精磨，直至表面光滑。

接着用抛光机进行抛光，使试样表面达到镜面效果。

2. 腐蚀：将抛光后的试样放入腐蚀剂中，根据铸铁种类选择合适的腐蚀时间，使石墨和金属基体在腐蚀过程中呈现不同的形态。

3. 观察：将腐蚀后的试样放入金相显微镜载物台，用显微镜观察石墨和金属基体的形态、分布、大小等特征。

4. 分析：根据金相组织的特点，判断铸铁的种类、性能和缺陷。

五、实验结果与分析1. 灰铸铁：灰铸铁的金相组织主要由石墨和金属基体组成。

石墨呈片状，分布不均匀，大小不一。

金属基体为珠光体，分布较均匀。

灰铸铁具有良好的铸造性能和一定的机械性能。

2. 球墨铸铁：球墨铸铁的金相组织主要由球状石墨和金属基体组成。

球状石墨呈球形，分布均匀，大小一致。

金属基体为珠光体，分布较均匀。

球墨铸铁具有较高的强度、塑性和韧性，广泛应用于汽车、机床、矿山等领域。

3. 可锻铸铁：可锻铸铁的金相组织主要由石墨和金属基体组成。

石墨呈团絮状，分布均匀，大小一致。

金属基体为铁素体，分布较均匀。

可锻铸铁具有较高的塑性和韧性，适用于制造要求较高塑性和韧性的零件。

六、实验总结通过本次实验，我们掌握了铸铁金相组织观察的基本方法，了解了灰铸铁、球墨铸铁和可锻铸铁的金相组织特点。

灰铸铁金相能力验证一、引言灰铸铁是一种常见的铸铁材料，具有优良的机械性能和低成本的特点。

为了验证灰铸铁的金相能力，本文将从灰铸铁的组织结构、金相分析方法以及金相测试结果等方面进行深入探讨。

二、灰铸铁的组织结构灰铸铁的组织结构主要由铁素体、珠光体和渗碳体组成。

其中，铁素体是主要的组织相，珠光体是固溶体的析出相，而渗碳体则是由高温下的碳原子扩散形成的。

2.1 铁素体铁素体是由α-Fe组成的一种铁碳固溶体，其晶粒较大且呈板状排列。

铁素体的存在使得灰铸铁具有良好的韧性和可加工性。

2.2 珠光体珠光体是由铁素体中的C和Si等元素形成的一种固溶体。

珠光体的存在使得灰铸铁具有一定的硬度和耐磨性。

2.3 渗碳体渗碳体是由高温下的碳原子扩散形成的一种碳化物相，主要由Fe3C组成。

渗碳体的存在使得灰铸铁具有一定的强度和硬度。

三、金相分析方法金相分析是研究材料组织结构和性能的重要手段，对于灰铸铁的金相能力验证也是必不可少的。

3.1 金相试样的制备金相试样的制备是金相分析的第一步，通常需要将灰铸铁样品进行切割、打磨和腐蚀等处理，以获得适合金相观察的试样。

3.2 金相显微镜观察金相显微镜是金相分析的主要工具，可以观察灰铸铁的组织结构和相态。

通过金相显微镜的观察，可以得到灰铸铁的相组成、晶粒大小和分布等信息。

3.3 金相测试结果的分析根据金相显微镜观察得到的图像，可以进行金相测试结果的分析。

通过对相组成、晶粒大小和分布等进行定量分析，可以评估灰铸铁的金相能力。

四、金相测试结果根据金相分析的结果，可以得到灰铸铁的金相测试结果。

以下是一些常见的金相测试结果：1.相组成：灰铸铁中的相组成主要由铁素体、珠光体和渗碳体组成。

通过金相测试，可以确定各相的比例和分布情况。

2.晶粒大小：灰铸铁的晶粒大小对其力学性能和加工性能有重要影响。

金相测试可以测量灰铸铁中晶粒的大小和分布情况。

3.相间连续性：灰铸铁中不同相之间的连续性对其性能影响较大。

液压铸铁铸件检验标准1.范围本标准规定了用灰铸铁和球墨铸铁铸造的液压铸铁件的技术要求和验收规范。

本标准适用于液压泵、液压马达、液压缸和液压阀等液压元件的铸造承压壳体或结构件的铸件。

本标准使用于砂型或导热性与砂型相当的铸型中铸造的灰铸铁件.使用其他铸型铸造的灰铸铁件也可以参考使用。

2.术语和定义GB/T 5611确立的术语以及下列术语和定义适用于本标准。

1)铸件的主要壁厚 relevant wall thickness铸件的主要壁厚是指用以确定铸件材料力学性能的铸件断面厚度.由供需双方商定。

2)石墨球化处理 graphite spheroidizing treatment在铁液中加入球化剂.使铁液凝固过程析出的碳形成以球状石墨形态为主的工艺过程。

3.灰球铸铁件3.1 灰铸铁件3.1.1 灰铸铁牌号本标准的材料牌号表示方法.符合GB/T 5612的规定。

本标准中.单铸试棒是以直径Φ30mm的单铸试棒加工的标准试样所测得的最小抗拉强度。

附铸试棒（块）是根据铸件的实际壁厚.选择相应的截面尺寸与铸件一同冷却的附铸试棒（块）加工的标准拉伸试样。

本体试样为取自铸件本体材料制成的标准拉伸试样。

标准拉伸试样的形状和尺寸应按GB/T 9439-2010的规定。

本公司常用的HT200、HT250、HT300及HT350灰铸铁件的力学性能及金相组织见表1。

3.1.2 灰铸铁件的化学成分若需方的技术条件中包含化学成分的验收要求时.按需方规定执行。

若需方对化学成分没有要求时.化学成分由供方自行确定.化学成分不作为铸件的验收依据。

但化学成分的选取必须保证铸件材料满足本标准所规定的力学性能和金相组织的要求。

化学成分的检测频次和数量.供需双方商定或由供方自行确定。

3.1.3 灰铸铁的力学性能在单铸试棒上还是在铸件本体或附铸试棒上测定力学性能.以抗拉强度还是以硬度作为性能验收指标.均必须在订货协议或需方技术要求中明确规定。

铸件的力学性能验收指标应在订货协议中明确规定。

新修订的四项 铸铁国家标准东南大学材料学院 孙国雄新修订的四项铸铁国家标准GB/T 1348－(2009) 球墨铸铁件 GB/T 9439－(2009) 灰 铸 铁 件 GB/T 9441 －(2009) 球墨铸铁金相检验 GB/T 7216 －(2009) 灰铸铁金相检验原标准已经迫切需要修订原标准分别修订于20年前（灰铸铁金相标准修订于 1987年，其余三项修订于1988年）。

20年来中国的铸 造业无论从规模、产量、技术、装备及管理都有了极大 的变化与发展。

2001年起我国就已经成为世界铸件产量 最大的国家。

20年来世界科学技术的发展及对于清洁生产的迫切化， 提高了对铸件的要求，促进了铸造技术（工艺、材质、 铸造方法、装备及控制等）及铸造工厂现代管理的快速 发展。

经济全球化的发展使中国的铸造业已经进入国际竞争的 阶段，出现了“国际竞争国内化和国内竞争国际化”的状 况。

中国的铸件已经销往世界上大多数制造业大国。

因 此我们的国家标准也应该与相应的国际标准接轨。

修订国际标准的目的：解决我国国家标准总体技术水平低、市 场适应性差、体系结构不合理等问题； 建立先进科学、适应社会主义市场经济 体制的标准体系 ； 全面落实国家标准的维护和管理任务， 建立相应的管理机制，从根本上提高国 家标准的时效性。

4，中华人民共和国国家标准GB/T 7216-XXXX 代替GB/T 7216-1987灰铸铁金相检验 Metallographic test for gray cast iron与ISO/DIS 945-1：2005相比的 技术性差异——修改采用了ISO/DIS 945-1:2005中的Ⅰ型石 墨部分，并在结构上作了编辑性修改； ——本标准增加了石墨分布形状F型，代替 ISO/DIS 945-1:2005标准附录B的C′型。

——石墨分布形状的说明中增加F型的说明。

——增加了珠光体数量、碳化物数量、磷共晶 数量、共晶团数量的评定方法及相应评级图。

灰铸铁金相检验标准灰铸铁是一种广泛用于机械制造的铸铁材料，其性能直接关系到零部件的质量和使用寿命。

金相检验是对灰铸铁材料进行质量检测的重要手段，通过金相检验可以了解材料的组织结构、缺陷情况和性能特点，为生产工艺和质量控制提供重要依据。

本文将介绍灰铸铁金相检验的标准内容和要点，以便于相关人员进行准确、规范的检验工作。

一、金相检验的目的。

灰铸铁金相检验的主要目的是了解材料的组织结构和性能特点，包括晶粒大小、石墨形态、基体组织、缺陷情况等。

通过金相检验可以评定材料的组织均匀性、强度和硬度等性能指标，为材料的选用和工艺设计提供依据。

二、金相检验的标准。

1. 样品的制备，样品的制备是金相检验的第一步，样品的制备质量直接关系到检验结果的准确性。

样品的制备应符合相关标准要求，包括样品的切割、研磨、腐蚀和清洗等步骤。

2. 显微组织观察，金相检验的核心是对样品的显微组织进行观察和分析。

观察时应选取代表性的区域，包括铁素体、珠光体、渗碳体和石墨等组织结构，以了解材料的组织均匀性和形貌特征。

3. 组织定量分析，除了显微组织观察外，金相检验还需要对组织结构进行定量分析，包括晶粒大小、石墨形态、基体组织比例等参数的测定，以便于对材料性能进行评定。

4. 缺陷检测，金相检验还需要对材料的缺陷情况进行检测，包括气孔、夹杂、裂纹等缺陷的类型和分布情况，以评定材料的质量状况。

三、金相检验的要点。

1. 样品的制备应符合标准要求，避免制备过程对样品组织结构的影响。

2. 显微组织观察时应选取代表性的区域，避免观察结果的片面性和不准确性。

3. 组织定量分析需要准确的测试方法和仪器设备，以确保分析结果的准确性和可靠性。

4. 缺陷检测需要综合运用不同的检测方法，对材料的缺陷进行全面、深入的分析。

四、金相检验的意义。

灰铸铁金相检验是对材料质量进行评定的重要手段，通过金相检验可以了解材料的组织结构、性能特点和缺陷情况，为材料的选用和工艺设计提供依据。