铸态铁素体球墨铸铁金相试样制备体会
球墨铸铁金相试样制备中的常见缺陷及其原因分析
球墨铸铁金相试样制备中的常见缺陷及其原因分析
谈 浩¹，王松林¹，王继成²
（1. 铜陵学院，安徽 铜陵 244000 ；2. 机械工程学院，安徽 铜陵 244000）
摘 要 ：介绍球墨铸铁金相试样制备过程中易出现常见缺陷（假象、曳尾、浮雕和花斑）的几个环节。通过对工艺、工艺参数的
收稿日期 ：2019-11 作者简介 ：谈浩，男，生于 19ห้องสมุดไป่ตู้7 年，汉族，安徽合肥人，本科，研究方向 ：材料 成型、控制工程。
组织中的曳尾 ：该表征是因为在试样抛光过程中，长时间 单方向抛光导致的石墨球沿抛光方向变形。（如图 4 所示）。
图 3 组织中的假象 200X 图 4 组织中的曳尾 500X 组织中的黑点 ：组织中的这些黑点大多是研磨和抛光过程中 的微小颗粒嵌入试样表面或抛光后试样表面未完全清理导致的。通 过浮雕检测显示这些黑点的确不属于铁素体基体。（如图 6 所示）。
2 结果及讨论 2.1 球墨铸铁试样制备中常见的缺陷及应对措施
文献标识码 ：A
文章编号 ：11-5004（2019）11-0197-2
球墨铸铁的力学性能取决于铸铁中石墨的形状、大小、球数 和铸铁的基本组织，而研究石墨的形状、大小、球数和基本组织 的优劣就必须进行金相检验。但在金相试样制备过程中的每一 步都可能会造成很多常见的缺陷，从而严重影响对球墨铸铁基 本组织的评判。本研究通过对金相试样制备中磨制工艺、抛光工 艺和腐蚀工艺的工艺参数进行优化或改变，通过显微分析和工 艺检测以对比排除的方法来消除这些常见缺陷，以期获得一套 完整的工艺参数。
试样表征及其对应试样的制备过程。 球墨铸铁的组织 ：这是球墨铸铁的真实组织。在制备的过程 中必须准确地把握住各个制备环节，并熟练操作。（如图 1 所示）。 组织中的花斑 ：该表征是试样在腐蚀的过程中因为过度腐 蚀，导致真实组织中白色的铁素体基体发黑以及球墨模糊，从而 难以进行辨认和分析。（如图 2 所示）。
球墨铸铁金相试样制备方法与技巧
球墨铸铁金相试样制备方法与技巧
球墨铸铁金相试样制备是一项非常重要的工作，其质量直接影响着试样的金相分析结果。
下面将介绍球墨铸铁金相试样制备方法与技巧。
1.试样制备前的准备
（1）试样必须从球墨铸铁毛坯上取样，切割时不得损伤试样表面，避免影响金相检测结果。
（2）试样应当具有典型的组织结构，并尽量减少试样的变形，如出现变形，可采取磨机处理。
2.试样切割
（1）将试样放置于切割机上，调整好切割刀的高度。
（2）利用钳子夹紧试样，然后开启切割机，沿着试样表面快速切割，避免过度加工导致切屑过多。
（3）切割完毕后，用清洁棉布擦拭试样表面，确保其表面干净。
3.试样研磨
（1）用粗磨片进行初步的研磨，研磨时间不宜过长，以免过度研磨导致试样表面粗糙。
（2）将试样放入细磨片中进行细磨，磨制时间应逐渐加长，直到试样表面光滑细腻。
（3）研磨完毕后，用洁净的棉布擦拭试样表面，确保其表面干净。
4.试样腐蚀
（1）将试样放入腐蚀液中，浸泡一定时间，以使其表面形成一层均匀的氧化膜。
（2）腐蚀液的浓度和浸泡时间应根据试样材料和试验要求进行调整。
5.试样清洗
（1）将试样取出腐蚀液，用流动水清洗至试样表面不再有腐蚀液残余。
（2）用酒精或丙酮擦拭试样表面，使其表面彻底干净，避免在显微镜下出现杂质和干扰。
通过以上步骤，可以制备出高质量的球墨铸铁金相试样，以满足金相分析的要求。
浅谈铸铁金相试样制备方法
引言概述铸铁是一种有广泛应用的金属材料，在机械制造、建筑、汽车和航空航天等行业中都有重要的作用。
为了研究和评价铸铁材料的性能，金相试样制备是必不可少的步骤之一。
本文将深入探讨铸铁金相试样的制备方法，包括试样的裁剪、研磨抛光、腐蚀处理以及显微分析等。
正文内容1.试样的裁剪1.1选择合适的试样形状和尺寸1.2使用合适的工具进行试样的裁剪1.3小心操作以避免试样变形或损坏1.4清洁试样以去除杂质1.5标记试样以方便后续的处理和分析2.试样的研磨抛光2.1选择合适的砂纸或砂轮进行初步研磨2.2使用细砂纸或细砂轮进行精细研磨2.3控制研磨的压力和速度，以避免过度破坏试样形貌2.4检查试样表面的光洁度，确保达到要求2.5清洁试样并用洗净试样和酒精擦拭以去除研磨残留物3.试样的腐蚀处理3.1选择适当的腐蚀液和腐蚀时间3.2将试样浸泡在腐蚀液中，确保完全覆盖试样表面3.3控制腐蚀温度，以实现理想的腐蚀速率3.4定期检查试样的腐蚀情况，以确定腐蚀是否完成3.5清洗试样并用洗净试样和酒精擦拭以去除腐蚀液和产物残留物4.试样的显微分析4.1使用金相显微镜观察试样的组织结构4.2根据试样的组织结构进行分析和描述4.3使用显微硬度计对试样进行硬度测试4.4根据试样的显微硬度进行材料性能评估4.5利用其他金相技术对试样进行进一步的分析和研究5.试样制备中的注意事项5.1严格遵守试样制备的标准操作规程5.2注意安全，避免试样制备中的伤害事故5.3保持实验室的整洁和卫生，减少交叉污染的风险5.4仔细记录试样制备的过程和结果，以备后续分析和备案5.5不断学习和改进试样制备技术，以提高工作效率和试样质量总结通过本文的讨论，我们可以看出铸铁金相试样的制备是一个多步骤、复杂而重要的过程。
正确的试样制备方法可以保证试样的质量和精度，为后续的金相分析提供可靠的数据基础。
在试样制备过程中，我们需要注意选择合适的工具和材料，控制好各个环节的操作参数，同时加强实验室管理和安全意识。
球墨铸铁,金相报告
球墨铸铁,金相报告
球墨铸铁是一种具有高强度、耐磨性和耐腐蚀性的合金材料，属于铸铁的一种。
它的特点是铸件后球化处理，使铸件表面得到球状的石墨组织，形成球墨铸铁。
球墨铸铁中的球状石墨颗粒能使铸件具有良好的弹性、抗震性和不易断裂等优点。
本次实验的球墨铸铁样品采用经过球化处理的球墨铸铁，研究样品的金相组织结构和宏观性能。
实验目的是为了分析球墨铸铁的特点及性能，并为其在工业生产中的应用提供参考。
实验过程中，采用金相显微镜对球墨铸铁样品进行了观察和分析。
经过观察，球墨铸铁的基体为铁素体，表面布满球状的石墨颗粒。
石墨颗粒分布均匀，大小不等，其中较大的石墨颗粒可能会影响材料的强度和韧性。
从金相显微镜照片中可以看到，球墨铸铁在球状石墨的作用下，具有较高的韧性和塑性，这是铸铁材料中其它种类所不具备的。
接下来，进行了宏观性能测试，测试了球墨铸铁的拉伸强度和硬度。
实验结果显示，球墨铸铁的拉伸强度为320MPa，硬度为180HBS。
球墨铸铁的高拉伸强度和硬度使其具有较高的耐磨性和耐腐蚀性，可用于各种机械零件等。
总的来说，球墨铸铁具有高强度、较高的韧性和塑性、耐磨性和耐腐蚀性等优点。
虽然球墨铸铁中石墨颗粒大小不一，但是由于其表面是球状的石墨组织，使得其具有相对较高的韧性和塑性。
因此，球墨铸铁在工业生产中具有广泛的应用前景，可用于制造机械零件、汽车零部件、水泵、风力发电机等。
简述金相试样制备过程中的心得
简述金相试样制备过程中的心得
金相试样制备是金相分析中的一项重要工作，制备过程需要仔细操作和严格控制，以下是我在实践中总结的一些心得体会：
1. 选择合适的试样材料：试样材料的纯度和成分对试样制备的结果有重要影响。
要根据需要选择合适的试样材料，保证其纯度和代表性。
2. 切割和磨削：在切割试样时，要注意保持切割面的平整和光滑。
在磨削过程中，要均匀施力，避免磨削过度或不足，造成表面粗糙度或失真。
3. 嵌埋、打磨和抛光：嵌埋试样时，要控制好嵌埋材料的使用量和温度，确保试样能够充分嵌入。
打磨和抛光要采用逐渐细磨的方法，避免过度磨损试样表面。
4. 清洗和干燥：试样制备完成后，要彻底清洗掉嵌埋材料和其他污染物，确保试样表面干净无杂质。
将试样干燥，并防止二次污染。
5. 防止交叉污染：在制备过程中，要防止不同试样之间的交叉污染。
可以采用不同工具和容器来分别处理各个试样，避免混淆。
6. 控制制备条件：制备过程中，要严格控制制备条件，如切割速度、磨削力度、嵌埋温度等，确保重复性和准确性。
7. 保护试样表面：在试样制备过程中，要注意保护试样表面免受损坏和腐蚀。
可以使用保护液、蜡膏等方法进行保护。
8. 记录和标记：制备完成后，要详细记录试样的制备过程和相关信息，并进行标记，以便后续分析和对比。
以上是我在金相试样制备过程中的心得体会，通过仔细操作和严格控制试样制备条件，可以获得高质量、准确可靠的金相试样。
球铁铸造实验结果汇报
出铁水要迅速，避免小流倒出，以免热量损耗过多 致使球化剂、孕育剂粘附在炉底，造成球化不良。 球化反应完成后迅速取样，浇注。 实验浇注的铸型为U型试块
采用以上的的处理工艺生产的铸件，分别对其化学 成分，力学性能以及金相组织进行了观察和测定。 所使用的设备为：华银布氏硬度计（HB-3000）、 电子光学显微镜（ Nikon eclipse MA 100 ）、摆锤式 冲击试验机(JB-300B)、电液伺服万能拉力机，光谱 仪、游标卡尺，中频感应电炉，热分析仪
为此在铸态条件下获得各种性能的铸件是 社会生产所急需的。所以我们期望通过此 次试验在铸态下获得金属基体为铁素体的 QT400-18的铸件，铁素体和珠光体混合基 体的QT600-3的铸件以及珠光体基体的 QT700-2的铸件。同事也希望通过这次实 验加深大家对球铁相关知识的认识以及锻 炼大家的创新能力，动手能力，理论联系 实际的能力以及团队合作能力等一些综合 实践能力。
（2）抛光： 采用机械抛光，抛光时先将抛光织物长毛 绒或丝绒用水浸湿，然后平整地装在抛光机的抛光 盘上。将配好的抛光液（AL2O3或Cr2O3或MgO溶液） 倒在抛光盘上（以在试样上形成的水膜5～10秒钟 干为宜），打开电源，手握试样试磨面朝下，轻轻 地放在抛光盘的2/3半径处，使细磨的划痕方向与 抛光盘的旋转方向垂直，且沿与抛光盘旋转方向相 反旋转，直至磨面光亮无痕为止，一般为3～5分钟 。抛光时宜选用润滑性良好的煤油作润滑剂，这样 不但容易得到光亮无痕的金相磨面，而且还能清晰 、真实地显示出石墨球的光学性能。
冲击韧性实验实验原理和方法
将加工好的试样放在试验 机的支座上，再将具有一 定重量 m 的摆锤举至一定 的高度 H1，使其获得一定 的位能mgH1，再将其释放 ，冲断试样。摆锤的剩余 能量为 mgH2。摆锤冲断 试样所失去的能量（ mgH1- mgH2 ），此即冲击 负荷使试样破断所作的功 ，称冲击功，单位为J, 以 Ak表示。则有 Ak= （mgH1mgH2 ）。
铸铁金相组织实验报告
一、实验目的1. 了解铸铁的基本组成和分类。
2. 掌握铸铁金相组织观察的基本方法。
3. 通过金相显微镜观察，分析灰铸铁、球墨铸铁和可锻铸铁的金相组织特点。
4. 学习如何根据金相组织判断铸铁的性能。
二、实验原理铸铁是一种以铁为主要成分，含有一定量碳、硅、锰、硫、磷等元素的合金。
铸铁按石墨形态分为灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁等。
铸铁的金相组织主要由石墨和金属基体组成，金属基体可以是铁素体、珠光体或奥氏体等。
三、实验仪器与材料1. 仪器：金相显微镜、显微镜载物台、金相试样台、抛光机、砂纸、腐蚀剂等。
2. 材料：灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁金相试样。
四、实验步骤1. 试样制备：将铸铁试样加工成一定厚度和尺寸，然后用砂纸进行粗磨、细磨和精磨，直至表面光滑。
接着用抛光机进行抛光，使试样表面达到镜面效果。
2. 腐蚀：将抛光后的试样放入腐蚀剂中，根据铸铁种类选择合适的腐蚀时间，使石墨和金属基体在腐蚀过程中呈现不同的形态。
3. 观察：将腐蚀后的试样放入金相显微镜载物台，用显微镜观察石墨和金属基体的形态、分布、大小等特征。
4. 分析：根据金相组织的特点，判断铸铁的种类、性能和缺陷。
五、实验结果与分析1. 灰铸铁：灰铸铁的金相组织主要由石墨和金属基体组成。
石墨呈片状，分布不均匀，大小不一。
金属基体为珠光体，分布较均匀。
灰铸铁具有良好的铸造性能和一定的机械性能。
2. 球墨铸铁：球墨铸铁的金相组织主要由球状石墨和金属基体组成。
球状石墨呈球形，分布均匀，大小一致。
金属基体为珠光体，分布较均匀。
球墨铸铁具有较高的强度、塑性和韧性，广泛应用于汽车、机床、矿山等领域。
3. 可锻铸铁：可锻铸铁的金相组织主要由石墨和金属基体组成。
石墨呈团絮状，分布均匀，大小一致。
金属基体为铁素体，分布较均匀。
可锻铸铁具有较高的塑性和韧性，适用于制造要求较高塑性和韧性的零件。
六、实验总结通过本次实验，我们掌握了铸铁金相组织观察的基本方法，了解了灰铸铁、球墨铸铁和可锻铸铁的金相组织特点。
技术干货：铸态铁素体球墨铸铁件质量控制
技术干货：铸态铁素体球墨铸铁件质量控制铸态铁素体基体球墨铸铁的生产有很多方面要加以注意，否则难以达到客户要求。
例如原材料的选择、熔炼工艺的制定、温度的控制、炉前球化孕育处理。
通过几年的摸索，对于生产球墨铸铁有了自己的一些经验，现加以介绍。
1、生产的基本条件 1.1熔炼设备铸态铁素体球铁对原铁水的质量要求是：化学成分稳定，符合设计要求；好的冶金质量，洁净，无氧化现象；高的出铁温度（一般1500-1550℃）。
1.2造型设备球墨铸铁凝固时有石墨析出，膨胀量大，生产上可利用这一特点，采用刚性铸型，避免铸型胀大，获得致密、无缩孔，无宏观缩松的铸件。
2、原材料的控制 2.1铸造生铁生铁应高碳低硅、低磷低硫。
干扰元素少。
但如含有干扰元素，就导致球化不良。
对石墨片粗大、渣气孔较多的生铁也就尽量不用或少用。
选定生铁时，首先要根据球铁的基体要求及回炉料用量来确定生铁的硅量(定牌号)。
其次，根据韧性要求和热处理与否限定锰量(定分组)。
生铁中的磷硫量则越少越好。
磷的分级和硫的分类，各种生铁的界定量不太一样。
球铁用生铁有特级磷(P≤0.05%)和特类硫(S≤0.02%)。
炼钢生铁有特类硫(S≤0.02%)，但磷一般较高。
铸造生铁没有特级磷和特类硫，其一级磷和一类硫分别为≤0.06%和≤0.03%。
因铁矿来源的不同，生铁中常含有Cu、Cr、Mo、Ti、Sn、Al、Pb、Bi、Te、Cd、Zn、As和Sb等微量元素。
其中As、Pb、Zn、Ti、Bi、Sb、Cd和Te等超过一定含量，或干扰球化，或生晶界脆性相，或生硬质点，从而影响着球化成败、球铁的韧性和切削加工性。
这些干扰元素的作用很复杂，它们共存时，有倍增效应或抵消作用，机理有待进一步研究。
为了控制干扰元素，需对生铁中微量元素总量(∑T)加以限制。
例如德国规定∑T≤0.0745%，日本规定为∑T≤0.089%，其中Ti不大于50%∑T。
我国目前一般约定为∑T≤0.1%，其中Ti≤0.045%。
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铸态铁素体球墨铸铁金相试样制备体会
莱钢集团机械制造有限公司(山东27l004) 李建彩马利永秦英超
我公司相当一部分铸件是以本公司自行研制的QT400-20为材质，其基体组织主要为铁素体。
在生产中，我们对每一件产品都制作了附铸试样并对其进行力学性能及金相检验。
值得注意的是，在金相试样制备过程中，由于材料软硬程度、磨光程度及抛光程度的差异，试样会或多或少地出现变形损伤层。
经抛光后．若变形损伤层未消除或又出现了新的变形损伤层，经侵蚀后，基体组织就会出现假象，影响测定结果，尤其是硬度较低的材料，此种现象较为严重。
而我公司生产的OT400-20产品，其硬度在150HB左右，属低硬度材料，所以在磨光、抛光及侵蚀过程中，稍有不慎，就会产生扰乱缺陷，影响对基体组织的正确判断。
我们结合近期工作中积累的经验，将球墨铸铁金相试样制作过程中的心得体会与大家共享。
1．球墨铸铁金相试样的制备
(1) 磨光过程控制铸态球墨铸铁含碳量相对较高，碳又呈现石墨状，有一定润滑作用，加之硬度较低，因此当该种试样在磨床上粗磨之后，只要先后用400#和600#金相砂纸干磨即可。
若经多重砂纸磨制、磨制时间过长以及磨制用力过大或用力不均，都会出现变形损伤层，且在下一个工艺环节也难以消除。
压力过大时，甚至会使试样表面升温而引起基体组织变化。
根据实践经验，球墨铸铁试样经磨床粗磨后，一般用400#和600#两种砂纸分别经3～4min 和2～3min的磨削即可。
磨削时用力均匀得当，600#砂纸比400#砂纸用力稍轻一些。
(2) 抛光过程控制抛光时，首先要注意Cr2O3抛光液的加入量，抛光液加入不足会降低抛光能力，延长抛光时间，甚至会使石墨或夹杂物拽出，影响石墨大小的判断；抛光液加入过多，硬的Cr2O3，颗粒会划伤观察面，影响试验效果。
理想的加入量应是在试样离开抛光盘后，其抛光面上水雾在l～5s内蒸发掉。
在这种理想情况下，用力均匀地抛光3～5min即可。
若抛光不彻底，则基体组织会不清晰或不出观，甚至出现假象影响观察结果。
对于铁索体球墨铸铁(QT400-20)来说，若抛光程度不够就经腐蚀，则有时会出现类似于粒状珠光体的组织，造成假象，易误认为是珠光体过多，此种情况下对试样施加很小的力甚至利用其自重在抛光盘中心抛光1min左右，该现象即可消除。
抛光过程中，若抛光面出现划痕，可采用以下措施去除：①在抛光片中心部位减轻抛光压力。
②清洁或更换抛光布。
③配置新的抛光液。
(3) 侵蚀过程控制一般以3％硝酸酒精溶液作为侵蚀剂，侵蚀时间以1～2min为宜。
若侵蚀时间过长，则在观察面上容易出现黑白晶粒相间甚至铁素体发黄现象，影响观察效果；若侵蚀时间过短，铁素体晶界可能不明显。
2．结语
通过上述方式，可以快速便捷地制作出铁素体球墨铸铁金相试样，为准确可靠的金相判定提供有力的保障。