1、石墨的球化率及球化级别图 131001 100 图 131002 100图 131003 100 图 131004 100 图 131003 100 图 131004 100图 号 ： 131001 131006 浸 蚀 剂 ： 未 浸 蚀材 料 名 称 ： 球 墨 铸 铁 处 理 情 况 ： 铸 态组 织 说 明 ：图 131001： 图 中 石 墨 呈 球 状 ， 少 数 团 状 ， 球 化 率 为 95%， 球 化 级 别 为 1 级 。图 131002： 图 中 石 墨 大 部 分 呈 球 状 ， 余 为 团 状 和 极 少 量 团 絮 状 ， 球 化 率 为90% 95%， 球 化
2、级 别 为 2 级 。图 131003： 图 中 石 墨 大 部 分 呈 团 状 和 球 状 ， 余 为 团 絮 状 ， 球 化 率 为 80% 90%，球 化 级 别 为 3 级 。图 131004： 图 中 石 墨 大 部 分 呈 团 絮 状 和 团 状 ， 少 量 蠕 虫 状 ， 球 化 率 为70% 80%， 球 化 级 别 为 4 级 。图 131005： 图 中 石 墨 呈 分 散 分 布 的 蠕 虫 状 和 球 状 、 团 状 、 团 絮 状 ， 球 化 率 为60% 70%， 球 化 级 别 为 5 级 。图 131006： 图 中 石 墨 呈 聚 集 分 布 的 蠕 虫 状
3、和 片 状 及 球 状 、 团 状 、 团 絮 状 ， 球 化 级 别 为6 级 。球 化 率 及 球 化 级 别 按 照 GB/T9441-1988 球 墨 铸 铁 金 相 检 验 评 定 ， 该 标 准 将 球 化级 别 分 为 6 级 。 首 先 观 察 整 个 受 检 面 ， 之 后 ， 从 最 差 的 区 域 开 始 ， 连 续 观 察 5 个 视 场 ，以 其 中 3 个 最 差 视 场 的 多 数 对 照 级 别 图 谱 评 定 。提 高 球 化 率 的 关 键 是 球 化 处 理 和 孕 育 处 理 。球 化 处 理 方 法 ： 采 用 稀 土 镁 合 金 的 凹 坑 冲 入
4、法 ， 简 单 易 行 ， 但 烟 尘 较 大 。 采 用 低 稀 土镁 合 金 盖 包 处 理 ， 镁 的 收 得 率 可 达 50%以 上 ， 且 可 解 决 烟 尘 问 题 。孕 育 处 理 可 采 用 二 次 或 三 次 孕 育 ， 球 化 包 内 孕 育 剂 可 用 75 硅 铁 ， 浇 包 内 可 加 抗 衰退 (例 如 含 钡 )孕 育 剂 。 倘 有 必 要 ， 再 用 随 流 孕 育 或 型 内 孕 育 。5 级 球 化 和 6 级 球 化 的 石 墨 都 是 以 蠕 虫 状 石 墨 为 主 ， 5 级 球 化 是 蠕 虫 状 石 墨 呈 分 散分 布 ； 6 级 球 化 是
5、 蠕 虫 状 石 墨 呈 聚 集 分 布 。 两 者 主 要 区 别 如 下 ：(1) 宏 观 组 织 聚 集 分 布 时 ， 断 口 上 出 现 稀 疏 的 小 黑 点 ， 蠕 虫 状 石 墨 聚 集 程 度 增 加 时 ，黑 点 增 大 ， 数 量 也 随 之 增 加 和 密 集 ； 蠕 虫 状 石 墨 分 散 分 布 时 ， 其 数 量 较 聚 集 分 布 为 少 ，断 口 不 会 出 现 小 黑 点 。(2) 微 观 特 征 蠕 虫 状 石 墨 分 散 分 布 时 ， 其 长 宽 比 较 小 ， 呈 短 而 粗 的 棒 状 ， 端 部 圆 钝 ，常 与 团 状 共 存 。 4 5 条
6、蠕 虫 状 石 墨 丛 集 一 处 者 ， 称 为 聚 集 分 布 ， 此 时 蠕 虫 状 石 墨 弯 曲 、扭 转 的 趋 势 增 加 。 观 察 三 维 形 貌 ， 聚 集 分 布 的 几 条 蠕 虫 状 石 墨 往 往 是 同 一 蠕 虫 状 石 墨 的不 同 分 枝 ， 这 种 结 构 ， 比 表 面 积 较 大 ， 分 枝 与 分 枝 间 的 距 离 较 近 ， 有 利 于 碳 的 扩 散 ， 故铸 态 或 热 处 理 后 ， 聚 集 分 布 的 蠕 虫 状 石 墨 周 围 容 易 形 成 铁 素 体 。(3) 化 学 成 分 蠕 虫 状 石 墨 聚 集 分 布 时 ， 宏 观 化
7、学 成 分 中 残 留 镁 量 和 稀 土 量 都 较 低 ，含 硅 量 较 高 。球墨铸铁的特性 QT400-15（铁素体 100%）作 为 钢 的 替 代 品 ， 1949 年 人 类 开 发 了 球 墨 铸 铁 。 铸 钢 含 碳 量 少 于 0.3%， 而 铸 铁 和球 墨 铸 铁 含 炭 量 量 则 至 少 为 3%。 铸 钢 中 的 低 含 碳 量 使 得 作 为 游 离 石 墨 存 在 的 碳 不 会 形成 结 构 薄 片 。 铸 铁 内 的 碳 天 然 形 式 是 游 离 石 墨 薄 片 形 式 。 在 球 墨 铸 铁 内 ， 这 种 石 墨 薄 片通 过 特 殊 的 处 理
8、方 法 变 化 成 微 小 的 球 体 。 这 种 改 进 后 的 球 体 使 得 使 得 球 墨 铸 铁 比 铸 铁 和钢 相 比 具 有 更 加 优 异 的 物 理 性 能 。 正 是 这 种 碳 的 球 状 微 观 结 构 ， 使 得 球 墨 铸 铁 具 有 更 加良 好 的 展 延 性 和 抗 冲 击 性 ， 而 铸 铁 内 部 的 薄 片 形 式 导 致 铸 铁 没 有 展 延 性 。 通 过 铁 素 体 基体 可 获 得 最 佳 的 展 延 性 ， 因 此 ， 所 有 美 国 尼 伯 科 球 墨 铸 铁 的 压 力 负 载 部 件 都 经 过 铁 素 体化 退 火 周 期 的 工
9、艺 处 理 。 球 墨 铸 铁 内 部 的 球 状 结 构 也 能 够 消 除 铸 铁 内 部 的 薄 片 石 墨 容 易产 生 的 裂 缝 现 象 。 在 球 墨 铸 铁 的 微 观 照 片 中 ， 可 以 看 见 裂 缝 游 行 到 石 墨 球 后 终 止 。 在 球墨 铸 铁 行 业 内 ， 这 些 石 墨 球 称 为 “裂 缝 终 结 者 ”， 因 为 它 们 具 有 阻 止 断 裂 的 能 力 。 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
10、。 球 墨 铸 铁 与 铸 铁 （ 灰 铸 铁 ） 的 比 较 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 -成 本 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 与 铸钢 的 比 较 球 墨 铸 铁 的 强 度 和
11、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 比 铸 钢 成 本 低 。 球 墨 铸 铁 的 低 成 本 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 。
