球墨鑄鐵件金相組織分析與控制

摘 要：球墨鑄鐵件的金相分析工作是有效解決球墨鑄鐵件在生產加工，以及實際使用過程中斷裂問題的代表性手段，本文圍繞球墨鑄鐵件金相組織分析與控制問題，選取三個具體方面展開了簡要的分析論述。

關鍵詞：球墨鑄鐵件；金相；組織分析；控制手段

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.015

鋼鐵是最近四十余年期間我國發展過程中運用的極其重要的鑄造類金屬材料類型，而在球墨鑄鐵件的制作加工過程中，由于對球狀石墨應用技術材料的引入運用，導致應力技術參數項目集中實現狀態的顯著減小，以及基體技術結構實際遭致的技術破壞現象表現程度顯著降低，因而客觀上導致球墨鑄鐵應用技術材料的抗拉強度技術參數表現水平、塑性技術參數表現水平，以及韌性技術參數表現水平均明顯高于其他類型的鑄鐵應用技術材料。在與具備同等性鋼材應用技術材料組織結構相對照條件下，球墨鑄鐵材料的塑性明顯低于鋼材、疲勞強度與一般技術性能表現類型的中碳鋼基本一致，其屈強比技術參數的表現水平介于0.70-0.80之間，基本上可以達到常規碳鋼應用技術材料的二倍水平，與此同時，球墨鑄鋼材料的經濟性造價成本水平明顯低于普通鋼材，因而往往能夠獲得更加廣泛且充裕的實踐性應用技術空間。最近幾年以來，隨著球墨鑄鐵件在我國大陸地區應用范圍的不斷擴展，球墨鑄鐵件在其具體的生產、安裝，以及應用過程中發生的斷裂問題，逐步引起了廣泛關注，而想要切實解決好球墨鑄鐵件在生產、安裝，以及實際使用過程中的斷裂現象，應當針對斷裂件展開全面系統的金相分析，進而發現斷裂件在生產加工技術處理過程中存在的技術缺陷，并對其展開針對性處置，有鑒于此，本文將會圍繞球墨鑄鐵件金相組織分析與控制展開簡要闡釋。

1 影響球墨鑄鐵件技術性能的組織結構因素

1.1 石墨形狀影響因素

所謂球墨鑄鐵，按照其名稱表述的基本含義角度展開分析，其最為顯著的技術表現特點，就在于其中實際應用的石墨物質的幾何圖形表現狀態具備較為充分的球狀特征。從具體面對的材料技術性能表現狀態角度展開分析，石墨物質的圓整技術表現狀態越好，顆粒分布細小表現狀態越充分，顆粒分布技術表現狀態越均勻，則其在具體的技術應用實踐過程中，對金屬性基體技術結構所引致的割裂技術作用或者是應力集中技術作用就越微小，從而能夠切實確保球墨鑄鐵件的技術性能處于穩定良好表現狀態。

在現有的技術發展背景之下，石墨應用技術材料的圓整程度表現狀態通常是借由球化率參數指標項目來進行評定的，同時球墨鑄鐵件的生產加工質量水平和技術性能表現狀態，也是借由球化率參數指標項目進行評定的。

遵照現行國家標準規范文件GB/T9441《球墨鑄鐵金相檢驗》中列示的相關技術要求，石墨應用材料形狀性技術表現特征通常可以被劃分為六個具體的等級，其中通常認為形狀評價技術等級結果在四級或者是以上，并且球化率參數項目測定計算數值水平在75.00以上條件下，認為石墨應用材料的形狀特征達到合格技術標準。

1.2 基體組織影響因素

在現有的技術發展背景條件下，通常認為具備不同牌號特征的球墨鑄鐵應用材料，一般會具備彼此差異特征極其顯著的基體組織結構。例如T400-15和QT400-10的球墨鑄鐵應用技術材料，兩種材料在基礎性技術類型表現特征層面均屬于鐵素體球墨鑄鐵材料，具備表現狀態較為良好的強度參數狀態，沖擊韌性參數狀態，以及塑性技術性能，并且以鐵素體結構構成了材料的主要基體組織部分，同時包含和涉及了較少數量表現規模的珠光體結構形態、滲碳體結構形態，以及磷共晶結構形態。從技術性能表現特征角度展開闡釋分析，通常認為鐵素體部分的含量規模越高，則韌性基礎參數項目的表現狀態就越好；在珠光體結構形態的含量規模不斷增加的實踐背景之下，通常會導致球墨鑄鐵件的沖擊值參數水平和伸長率參數水平顯著下降；而滲碳體結構形態和磷共晶結構形體含量增加，通常會對球墨鑄鐵件的強度技術參數和韌性技術參數表現狀態均造成較為顯著的不良影響。

2 球墨鑄鐵件生產過程中斷裂件的金相組織及其形態特征

第一，石墨應用技術材料發生球化狀態不良現象。在球墨鑄鐵件生產加工過程中發生斷裂件技術現象條件下，最為常見的技術性引致原因，就在于石墨應用技術材料的球化表現狀態明顯不良。技術檢測結果顯示，有一定數量比例的球墨鑄鐵斷裂件中，其石墨應用技術材料完全呈現片狀表現特征，其中不包含任何石墨球結構形態；有一定數量比例的球墨鑄鐵斷裂件中，其應用的石墨應用技術材料整體上呈現片狀的表現特點，同時摻雜有一定數量比例的厚片狀和蠕蟲狀表現結構，以及極其微少數量的具備衰退形態表現特征的球狀石墨應用材料。在上述兩種技術形態表現類型的石墨應用技術材料引入運用的實踐背景下，通常會導致實際加工形成的球墨鑄鐵件的技術性能表現狀態發生明顯下降。

第二，石墨漂浮現象的發生。在針對球墨鑄鐵斷裂件組織實施基礎性技術狀態表現特征檢測技術活動過程中，石墨漂浮技術現象通常也具備表現顯著的常見性。石墨漂浮現象的主要表現特征，在于球墨鑄鐵件的表面結構中聚集了較大數量的石墨應用技術材料，直接導致球狀石墨應用技術材料的整體技術形態特征遭遇破壞。從具體的發生條件角度分析，石墨漂浮技術現象通常在大型球墨鑄鐵件和厚壁球墨鑄鐵件中具備常見性。石墨漂浮技術現象的發生，通常會顯著降低球墨鑄鐵件的機械力學技術性能，同時也會對球墨鑄鐵件表面結構的質量技術水平造成顯著的破壞作用。

第三，珠光體結構形態含量水平明顯超標。對于鐵素體球墨鑄鐵件而言，其本身不僅應當具備較好的機械強度表現特征，還應當具備表現程度充分的韌性參數，因此在這一技術要求標準的直接控制和約束條件下，通常認為應當將球墨鑄鐵件基體組織結構中的珠光體結構形態的含量數值水平控制在合理區間，其通常將其嚴格控制在20.00%之內，技術性研究與分析資料顯示，部分球墨鑄鐵件中珠光體結構形態含量規模的顯著增加，韌性技術性能指標表現狀態明顯變差，導致相關的球墨鑄鐵件在實際安裝和技術使用過程中，極易發生表現程較為明顯的斷裂技術現象。

第四，如果將滲碳體結構形態和磷共晶結構形態的含量水平嚴格控制在3.00%，以及1.00%指標水平之下，通常會導致鐵素體球墨鑄鐵件的機械強度表現狀態，以及韌性技術參數表現狀態發生明顯下降。

3 引致球墨鑄鐵件金相結構技術形態的不合格的主要原因

3.1 石墨球化技術狀態不良

引致石墨球化技術狀態不良的因素具備多種多樣性：（1）化學成分結構控制工作存在缺陷，導致影響石墨球化技術過程實現的化學元素物質過多；（2）在孕育和球化過程中未能實現良好穩定的技術控制；（3）球墨鑄鐵件鑄造加工過程中鐵水冷卻速度過快；（4）球墨鑄鐵件澆筑加工技術環節的持續時間過長。

3.2 石墨漂浮現象的引致原因

在現有的技術發展背景之下，石墨漂浮現象的發生，通常認為與球墨鑄鐵件加工應用材料中的碳元素和硅元素含量水平過高，以及鑄鐵液體冷卻技術過程實現速率過慢，大半徑石墨應用技術材料析出數量過多，及其在球墨鑄鐵件表面結構之上的大量偏析和聚集等因素具備直接相關性。在常規性技術發展演進條件下，通常認為，球墨鑄鐵件的自身形制越大，澆鑄加工過程中的溫度參數水平越高，將會導致其冷卻技術過程實現速度明顯變慢，如果鐵水物質在鑄造模型內部的高溫液態維持時間過長，將會導致石墨應用技術材料在實際生產加工作業過程中獲取到數量充足的上浮技術時間，導致石墨漂浮技術現象明顯加劇。

4 結束語

針對球墨鑄鐵件金相組織分析與控制，本文擇取影響球墨鑄鐵件技術性能的組織結構因素、球墨鑄鐵件生產過程中斷裂件的金相組織及其形態特征，以及引致球墨鑄鐵件金相結構技術形態的不合格的主要原因三個具體方面展開了簡要論述，旨意為相關領域的研究人員提供借鑒。

參考文獻：

[1]蘇以人.球墨鑄鐵件低溫沖擊韌度不足的原因及其改善[J].熱處理技術與裝備，2015（02）：12-16.

[2]李冬琪，徐德民，于海生.高端球墨鑄鐵件的研制與應用[J].現代鑄鐵，2015（05）：26-31.

[3]趙霞，高麗敏，劉興.滲硼對球墨鑄鐵組織和耐磨性能的影響[J].黑龍江科技學院學報，2010（02）：121-123.

[4]趙海東，柳百成，劉蔚羽，王東濤.球墨鑄鐵件微觀組織的數值模擬[J].機械工程學報，2000（02）：76-80.

[5]徐振宇，李大勇，王利華.球墨鑄鐵球化孕育效果評價方法研究進展評述[J].鑄造，2014（03）：237-244.

[6]趙琪，王今勝，李照磊，徐玉松.低溫高韌性球鐵的制備及其性能的研究[J].熱加工工藝，2013（21）：43-45.

[7]李斌，劉憲民，郭經慶，焦守民，劉東明，李木森.退火對QT350-22球墨鑄鐵組織和性能影響[J].熱處理技術與裝備，2015（06）：54-57.

[8]修坤，畢勇，王建東.球墨鑄鐵件表面球化衰退的微觀組織特征及防止措施[J].鑄造，2016（02）：162-165.

作者簡介：肖艷（1972-），女，主要從事金屬的機械性能及組織檢驗。