球墨鑄鐵金相檢驗檢測：關鍵項目與技術要求

一、金相檢驗的核心檢測項目

1. 石墨形態分析

• 球化率 衡量石墨球化程度的指標，以球形石墨占總石墨的比例計算。根據GB/T 9441標準，球化率需≥80%（一級），低于60%判定為不合格。通過金相顯微鏡觀察至少100個石墨顆粒進行統計。
• 石墨大小 石墨直徑通常在2080μm范圍內分級（如6級：2030μm，5級：30~40μm）。細小均勻的石墨提升材料強度，粗大石墨易引發應力集中。
• 分布均勻性 觀察石墨是否呈彌散分布，避免局部聚集（如“石墨開花”現象），否則將削弱基體連續性。
• 石墨數量（石墨面積率） 通常控制在10%~15%，過高會降低基體承載能力，過低則影響減震性和切削性。

2. 基體組織分析

• 鐵素體與珠光體比例
  • 鐵素體基體（≥85%）提供高韌性，適用于低溫或沖擊環境（如汽車底盤件）。
  • 珠光體基體（≥90%）具有高硬度，適用于耐磨件（如齒輪）。
  • 混合基體需明確比例（如鐵素體+30%珠光體），通過硝酸酒精腐蝕后觀察層片結構。
• 碳化物與磷共晶
  • 碳化物（如Fe3C）含量應＜3%，過量會引發脆性。磷共晶（呈網狀）需＜2%，否則降低抗疲勞性能。
• 晶粒度 依據ASTM E112評級，晶粒細小（7~10級）可提升綜合力學性能。

3. 其他關鍵檢測項

• 缺陷檢測
  • 微觀縮松：評估孔隙尺寸（一般要求＜50μm）及分布密度。
  • 夾雜物：分析氧化物、硫化物類型及含量（按ASTM E45標準評級）。
• 球化衰退評估 在鑄件邊緣或厚大截面處檢查是否出現蠕蟲狀石墨（需與心部對比）。
• 界面結合狀態 觀察石墨球與基體界面是否存在微裂紋或脫粘，反映鑄造冷卻工藝的合理性。

二、檢測流程與技術要求

1. • 取樣位置：優先選擇鑄件受力關鍵區域（如法蘭根部）及易出現缺陷的部位（厚壁處）。
   • 制備流程：切割→鑲嵌→研磨（逐級至2000#砂紙）→拋光（金剛石懸浮液）→腐蝕（4%硝酸酒精，10~20秒）。
2. • 設備：光學顯微鏡（100~500倍）配合圖像分析軟件（如ImageJ）。
   • 石墨分析：未腐蝕狀態下測量球化率及尺寸分布。
   • 基體分析：腐蝕后觀察珠光體片層間距（＜1μm為優）及碳化物形態。
3. • 按ISO 16112或GB/T 9441標準出具報告，包含高清金相照片、球化率統計表及缺陷評級。

三、常見問題與改進方向

• 球化不良 成因：殘余鎂含量過低或冷卻過快。需調整球化劑（Ce/Mg比例）或增加孕育處理。
• 基體異常 珠光體超標：添加硅鐵促進鐵素體化；碳化物過多：提高澆注溫度或加入Sb抑制形成。
• 縮松缺陷 優化冒口設計或采用冷鐵控制凝固順序。

四、結語