灰铸铁金相分析

灰铸铁缺陷产生的原因分析及预防措施一、影响灰铸铁力学性能的主要因素：化学成份 (C 、Si 、Mn 、P 、S 合金元素)灰铸铁的力学性能金相组织石墨的形状、大小、分布 和数量以及基体组织工艺、冶金因素：主要有冷却速度，铁液的过热处理、孕育处理、炉料特性等 (1)关于冷却速度的影响 铸铁是一种对冷却速度敏感性很大的材料，同一 铸件的厚壁和薄壁部份，内部和外表都可能获得相差悬殊的组织，俗称为组织 的不均匀性。

因为石墨化过程在很大程度上取决于冷却速度。

影响铸件冷却速 度的因素较多：铸件壁厚和分量、铸型材料的种类、浇冒口和分量等等。

由于 铸件的壁厚、分量和结构取决于工作条件，不能随意改变，故在选择化学成份 时应考虑到它们对组织的影响。

(2)关于铁液孕育处理的影响 孕育处理就是在铁液进入铸件型腔前，把孕育 剂附加到铁液中以改变铁液的冶金状态，从而可改善铸铁的显微组织和性能。

对灰铸铁而言，进行孕育处理是为了获得 A 型石墨、 珠光体基体、 细小共 晶团的组织，以及减少铸件薄壁或者边角处的白口倾向和对铸件壁厚的敏感性； 对可锻铸铁而言，是为了缩短短退火周期，增大铸件的允许壁厚和改善组织的 结构；对球墨铸铁而言，是为了减少铸件白口倾向，提高球化率和改善石墨的 圆整性。

(3)关于铁液过热处理的影响。

提高铁液过热温度可以： ①增加化合碳含量和 相应减少石墨碳含量， ②细化石墨， 并使枝晶石墨的形成， ③消除铸铁的 “遗 传性”，④提高铸件断面上组织的均匀性， ⑤有利于铸件的补缩。

同样，铁液保 温也有铁液过热的类似作用。

工艺因素和冶金因素(4)关于炉料特性的影响实际生产中往往发现改变金属炉料(例如采用不同产地的生铁或者改变炉料的配比等)而化学成份似乎无变化的情况下铸铁具有不同的组织和性能，这说明原材料的性质直接影响着用它熔炼出来的铸铁的性质，称为铸铁的：“遗传性”为此，采用提高铁液温度和使用多种铁料配料可消除这种“遗传性”，并改善铸铁的组织和性能。

灰铸铁的金相组织（GB/T7216-1987）石墨分布形状分类（GB/T7216-1987）名称 代号 说明片状 A 片状石墨均匀分布菊花状 B 片状与电状石墨聚集成菊花状分布块片状 C 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 点、片状枝晶间石墨成无向分布枝晶片状 E 短小片状枝晶石墨呈方向性分布星状 F 星状（或蜘蛛状）与短片状石墨混合均匀分布灰铸铁的石墨长度分级（GB/T7216-1987）级别 1 2 3 4 5 6 7 8 名称 石长100 石长75 石长38石长18石长9石长4.5石长2.5 石长1.5石墨长度/mm ＞100 ＞50~100 ＞25~50＞12~25＞6~12＞3~6 ＞1.5~3 ＞1.5灰铸铁的基体组织特征（GB/T7216-1987）组织名称 说明铁素体 白色块状组织为α铁素体片状珠光体 珠光体中碳化物和铁素体均成片状，近似平行排列粒状珠光体 在白色铁素体基体上分布着粒状碳化物托氏体 在晶界呈黑团状组织，高倍观察时，可看到针片状铁素体和碳化物的混合体粒状贝氏体 在大块铁素体上有小岛状组织，岛内可能是奥氏体，奥氏体分解产物（珠光体或马氏体）针状贝氏体 形状呈针片状，高倍观察时，可看到针片状铁素体上分布着电状碳化物，边缘多分枝，无明显夹角关系。

马氏体 高碳马氏体外形为透镜状，有明显的中脊面，不回火时针面明亮，有明显的60度或120度夹角特征。

珠光体间间距分级（GB/T7216-1987）级别 名称 说明1索氏体型珠光体 放大500倍下，铁素体和渗碳体难以分辨2细片状珠光体放大500倍下，片间距≤1mm 3中等片状珠光体放大500倍下，片间距＞1~2mm 4粗片状珠光体放大500倍下，片间距＞2mm级别 1 2 3 4 5 6 7 8 名称 珠98 珠95 珠90 珠80 珠70 珠60 珠50 珠40 珠光体数量（%） ＞98 ＜98~95 ＜95~85＜85~75＜75~65＜65~55＜55~45 ＜45碳化物数量分级（GB/T7216-1987）级别 1 2 3 4 5 6名称 碳1碳3碳5碳10碳15碳20碳化物数量（%） ≈1 ≈3 ≈5 ≈10≈15≈20磷共晶类型（GB/T7216-1987）类型 组织与特征二元磷共晶 在碳化铁上均匀分布着奥氏体分解产物的颗粒在碳化铁上分布着奥氏体分解产物的颗粒及粒状、条状碳化三元磷共晶物二元磷共晶-碳化物复合物 二元磷共晶和大块状的碳化物三元磷共晶-碳化物复合物 三元磷共晶和大块状的碳化物磷共晶数量分级（GB/T7216-1987）级别 1 2 3 4 5 6名称 磷1磷2磷4磷6磷8磷10磷共晶数量（%） ≈1≈2≈4≈6≈8≥10级别放大10倍 放大40倍单位面积中实际共晶团数量（个/cm2)1 ＞400 ＞25 ＞10402 ≈400 ≈25 ≈10403 ≈300 ≈19 ≈7804 ≈200 ≈13 ≈5205 ≈150 ≈9 ≈3906 ≈100 ≈6 ≈2607 ≈50 ≈3 ≈1308 ＜50 ＜3 ＜130。

HT250灰铸铁灰铸铁性能分析材料名称：灰铸铁牌号：HT250标准：GB 9439-88●特性及适用范围：为珠光体类型的灰铸铁。

其强度、耐磨性、耐热性均较好，减振性良好，铸造性能较优，需进行人工时效处理。

可用于要求高强度和一定耐蚀能力的泵壳、容器、塔器、法兰、填料箱本体及压盖、碳化塔、硝化塔等；还可制作机床床身、立柱、气缸、齿轮以及需经表面淬火的零件●化学成份：碳C ：3.16～3.30硅Si：1.79～1.93锰Mn：0.89～1.04硫S ：0.094～0.125磷P ：0.120～0.170●力学性能：抗拉强度σb (MPa)：250硬度：(RH=1时)209HB试样尺寸：试棒直径：30mm●热处理规范及金相组织：热处理规范：（由供方定，以下为某试样的热处理规范，供参考）铸态金相组织：片状石墨＋珠光体生产HT200 HT250 灰铸铁，灰铸铁性能用途及。

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。

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。

高清金相图谱之白口铸铁与灰铸铁（80张，彩色）白口铸铁是由化学成分中的碳以碳化物形式存在、铸态组织不含石墨、断口呈白色的铸铁，组织与碳含量的关系如图所示。

铁碳合金亚稳定凝固相图及组织白口铸铁可分为3类：（1）CE<>，Sc<>（共晶度Sc指铸铁含碳量与共晶点实际碳量的比值）的为亚共晶白口铸铁，高温组织为枝晶状奥氏体和莱氏体（连续的渗碳体上分布着岛状奥氏体），室温时组织为珠光体和莱氏体；（2）CE=4.3%，Sc=1的共晶白口铸铁；（3）CE>4.3%，Sc>1的为过共晶白口铸铁，组织为初晶渗碳体（大板条状）和莱氏体。

灰铸铁灰铸铁是石墨呈片状分布，断裂时断口呈暗灰色的铸铁。

根据化学成分在Fe-C相图上的位置，灰铸铁分为亚共晶、工具、过共晶三种。

灰铸铁的凝固组织包括初生奥氏体、初生石墨、共晶体（共晶石墨+共晶奥氏体）以及共晶晶粒边界区生长的组织。

详细介绍请查看“一文了解铸铁”。

金相赏析材料亚共晶白口铸铁放大倍数400X处理工艺铸态平衡冷却浸蚀剂4%硝酸酒精溶液组织说明大块黑色区域为珠光体，枝晶状不明显，分布在麻点状的共晶莱氏体基体上，在枝晶珠光体边缘有一圈纯色组织为析出的二次渗碳体组织。

材料亚共晶白口铸铁放大倍数400X处理工艺铸造快速冷却浸蚀剂4%硝酸酒精溶液组织说明大块蓝黑色枝晶状区域为先析出奥氏体转变成的珠光体，分布在麻点状的共晶莱氏体基体上，枝晶珠光体边缘纯色组织为析出的二次渗碳体。

材料共晶白口铸铁放大倍数500X处理工艺铸造平衡冷却浸蚀剂4%硝酸酒精溶液组织说明由圆粒状或条状分布的珠光体(黑色)与渗碳体基体(黄色)构成的机械混合物，平衡冷却时粒状珠光体较多，也称蜂窝状莱氏体。

材料共晶白口铸铁放大倍数200X处理工艺铸造快速冷却浸蚀剂4%硝酸酒精溶液组织说明由圆粒状或条状分布的珠光体(黑色)与渗碳体基体(其它色)构成的机械混合物，快速冷却时条状珠光体明显，也称板条状莱氏体。

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。

铸铁金相图谱赏析（一）铸铁金相图谱赏析（二）铸铁金相图谱赏析（三）金相组织解析金相组织,用金相方法观察到的金属及合金的内部组织.可以分为:1.宏观组织.2.显微组织.金相即金相学，就是研究金属或合金内部结构的科学。

不仅如此，它还研究当外界条件或内在因素改变时，对金属或合金内部结构的影响。

所谓外部条件就是指温度、加工变形、浇注情况等。

所谓内在因素主要指金属或合金的化学成分。

金相组织是反映金属金相的具体形态，如马氏体，奥氏体，铁素体，珠光体等等。

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α-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acm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。

在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。

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。

铸铁金相图谱赏析（一）时间:2010-01-23 08:05:02来源:作者:点击: 1次铸铁金相图谱赏析（二）时间:2010-01-23 10:59:27来源:作者:点击: 1次铸铁金相图谱赏析（三）时间:2010-01-23 11:01:59来源:中国金相网作者:点击: 1次金相组织解析时间:2009-12-01 19:36:11来源:作者:点击: 247次金相组织,用金相方法观察到的金属及合金的内部组织.可以分为:1.宏观组织.2.显微组织.金相即金相学，就是研究金属或合金内部结构的科学。

不仅如此，它还研究当外界条件或内在因素改变时，对金属或合金内部结构的影响。

所谓外部条件就是指温度、加工变形、浇注情况等。

所谓内在因素主要指金属或合金的化学成分。

金相组织是反映金属金相的具体形态，如马氏体，奥氏体，铁素体，珠光体等等。

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α-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acm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。

在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。

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。