球墨铸铁金相检验检测：关键项目与技术要求

一、金相检验的核心检测项目

1. 石墨形态分析

• 球化率 衡量石墨球化程度的指标，以球形石墨占总石墨的比例计算。根据GB/T 9441标准，球化率需≥80%（一级），低于60%判定为不合格。通过金相显微镜观察至少100个石墨颗粒进行统计。
• 石墨大小 石墨直径通常在2080μm范围内分级（如6级：2030μm，5级：30~40μm）。细小均匀的石墨提升材料强度，粗大石墨易引发应力集中。
• 分布均匀性 观察石墨是否呈弥散分布，避免局部聚集（如“石墨开花”现象），否则将削弱基体连续性。
• 石墨数量（石墨面积率） 通常控制在10%~15%，过高会降低基体承载能力，过低则影响减震性和切削性。

2. 基体组织分析

• 铁素体与珠光体比例
  • 铁素体基体（≥85%）提供高韧性，适用于低温或冲击环境（如汽车底盘件）。
  • 珠光体基体（≥90%）具有高硬度，适用于耐磨件（如齿轮）。
  • 混合基体需明确比例（如铁素体+30%珠光体），通过硝酸酒精腐蚀后观察层片结构。
• 碳化物与磷共晶
  • 碳化物（如Fe3C）含量应＜3%，过量会引发脆性。磷共晶（呈网状）需＜2%，否则降低抗疲劳性能。
• 晶粒度 依据ASTM E112评级，晶粒细小（7~10级）可提升综合力学性能。

3. 其他关键检测项

• 缺陷检测
  • 微观缩松：评估孔隙尺寸（一般要求＜50μm）及分布密度。
  • 夹杂物：分析氧化物、硫化物类型及含量（按ASTM E45标准评级）。
• 球化衰退评估 在铸件边缘或厚大截面处检查是否出现蠕虫状石墨（需与心部对比）。
• 界面结合状态 观察石墨球与基体界面是否存在微裂纹或脱粘，反映铸造冷却工艺的合理性。

二、检测流程与技术要求

1. • 取样位置：优先选择铸件受力关键区域（如法兰根部）及易出现缺陷的部位（厚壁处）。
   • 制备流程：切割→镶嵌→研磨（逐级至2000#砂纸）→抛光（金刚石悬浮液）→腐蚀（4%硝酸酒精，10~20秒）。
2. • 设备：光学显微镜（100~500倍）配合图像分析软件（如ImageJ）。
   • 石墨分析：未腐蚀状态下测量球化率及尺寸分布。
   • 基体分析：腐蚀后观察珠光体片层间距（＜1μm为优）及碳化物形态。
3. • 按ISO 16112或GB/T 9441标准出具报告，包含高清金相照片、球化率统计表及缺陷评级。

三、常见问题与改进方向

• 球化不良 成因：残余镁含量过低或冷却过快。需调整球化剂（Ce/Mg比例）或增加孕育处理。
• 基体异常 珠光体超标：添加硅铁促进铁素体化；碳化物过多：提高浇注温度或加入Sb抑制形成。
• 缩松缺陷 优化冒口设计或采用冷铁控制凝固顺序。

四、结语