球墨铸铁件的缺陷和金相检验2012年讲解课件

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1、让我们共同学习、共同提升2012年10月6日培训内容球墨铸铁件的生产典型缺陷和金相检验主讲人：王艳珍为什么要化验？化验分析是冶金工业的必要组成部分，它对指导生产及调整配料具有重要意义。例如在原料购进和熔炼过程中，提供正确数据，可以保证产品质量和产量，节约材料，更快促进铸造生产的发展和铸造技术水平的提高，并给铸造技术工作者提供工作上的方便。铸造学上的产品分类铸钢、灰铸铁、球磨铸铁、可锻铸铁、耐磨铸铁、抗磨铸铁、冷硬铸铁、耐蚀铸铁、耐热铸铁九大类，而现在铸造车间生产以球磨铸铁为主，所有产品都含有碳、硅、锰、磷、硫五大元素，但是标准不同，机械性能也不同，化学成分直接影响着机械性

2、能。什么是球磨铸铁？球墨铸铁是指铁液在凝固过程中碳以球型石墨析出的铸铁。与灰铸铁相比，其金相组织的最大不同是石墨形状的改变，避免了灰铸铁中尖锐石墨的存在，使得石墨对金属基体的切口作用大为减少，基本消除了片状石墨引起的应力集中现象，使得金属基体的强度利用率达到70－90％，从而使金属基体的性能得到很大程度的发挥。球墨铸铁的特性球墨铸铁可以像钢一样，通过热处理和合金等措施来进一步提高其使用性能。比如，处理过的球墨铸铁可以取得很好的韧性，延伸率高达24％；抗拉强度可以高达1400MPa，基本接近钢材，与钢材相比，球墨铸铁还有很多优点。比如铸造性能好，成本相对较低。由于球墨铸铁产

3、量的不断增加，性能不断开发，现已成功取代了锻钢和铸钢，成为前景广阔的金属结构材料。球墨铸铁的金相与力学性能金相组织与力学性能的关系力学性能与金属的金相组织密切相关，什么样的金相结构决定了什么样的力学性能。球墨铸铁也不例外，只有石墨球化，才能发挥金属基体的作用，使铸铁的力学性能大幅度提高。也只有石墨球化，进一步改变基体的性能才更有意义。因此，对球墨铸铁的金相研究，是我们了解球墨铸铁，使用球墨铸铁的前提条件。球状石墨的形成球状石墨的形成经历了形核与生长两个阶段。其中的形核是石墨的首要过程，铁液在熔炼及随后的球化、孕育处理中产生大量的非金属夹杂物，初生的夹杂物非常小，在随后浇铸

4、、充型、凝固过程相互碰撞、聚合变大，上浮或下沉，成为石墨析出的核心。球状石墨核心形成以后，碳原子开始在核心基底上堆砌，石墨最终生成的形状决定受工艺条件影响的生长方式。所以，石墨生长过程的控制是获得球状石墨的关键。球墨铸铁孕育的目的球墨铸铁的孕育是指向铁水中加入一定数量的球化剂和孕育剂，通过球化及孕育处理使铁水在凝固时碳以球状石墨的形式形核和生长。凝固后铸铁的组织中得到球状石墨的铸铁。一般在浇注之前，在铁液中加入少量球化剂（通常为镁、稀土镁合金或含铈的稀土合金）和孕育剂（通常为硅铁），使铁水凝固后形成球状石墨。球化处理和孕育处理是生产球墨铸铁的重要环节。球墨铸铁进行孕育处理

5、的目的是为消除球墨铸铁的白口化倾向、消除过冷石墨、促进石墨化、细化共晶团及减少晶间偏析等。球墨铸铁的孕育球化处理是球铁生产的基础，孕育处理是球铁生产的关键，孕育效果决定了石墨球的直径、石墨球数和石墨球的圆整度。为了保证孕育效果，孕育处理采用多级孕育处理。孕育处理越接近浇注，孕育效果越好。从孕育到浇注需要一定的时间，该时间越长，孕育衰退就越严重。球化衰退防止：球化衰退的原因一方面和Mg、RE元素由铁液中逃逸减少有关，另一方面也和孕育作用不断衰退有关，为了防止球化衰退，采取以下措施：A、铁液中应保持有足够的球化元素含量；B、降低原铁液的含硫量，并防止铁液氧化；C、缩短铁液经球

6、化处理后的停留时间；D、铁液经球化处理并扒渣后，为防止Mg、RE元素逃逸，可用覆盖剂将铁液表面覆盖严，隔绝空气以减少元素的逃逸。球化分级球化分级球化级别说明球化率（％）1级石墨呈球状，少量团絮，允许极少量团絮状≥952级石墨大部分呈球状，余为团状和极少量团絮状90－953级石墨大部分呈团状，余为团絮状，允许有极少量蠕虫状80－904级石墨呈大部分絮状或团状，余为球状、少量蠕虫状70－805级石墨呈分散分布的蠕虫状、片状及球状、团状、团絮状60－706级石墨呈聚集分布的蠕虫状、片状及球状、团状、团絮状小于60%石墨大小球墨铸铁石墨球的大小对力学性能的影响很大，减小石墨球径，

7、增加石墨球在单位面积的个数可以明显地提高球墨铸铁的强度、塑性和韧性。石墨球径的减小，使单位面积上球墨铸铁数量增多，可使抗疲劳强度提高，因此，细化石墨也是提高抗疲劳强度的一个要求。珠光体的粗细球墨铸铁的化验成分选择适当的化学成分是保证球墨铸铁获得良好的金相组织和高性能的基本条件，化学成分的选择既要利于石墨的球化和获得满意的基体，以期获得满意的性能，又要使球墨铸铁具有良好的铸造性能。球墨铸铁的成分一般是指五个元素：碳、硅、锰、磷、硫化学成分——碳碳是球墨铸铁的基本元素，碳高有助于石墨化。由于石墨呈球状后石墨对机械性能的影响已减小到