石墨的球化率及球化级别
球墨铸铁原材料选用总结
球墨铸铁原材料选用总结。
一、球墨铸铁的分类与应用球墨铸铁的分类主要依据其石墨形态和球化率，通常可分为A 型、B型、C型、D型四类。
其中A型球墨铸铁的球化率较低，石墨呈薄片形态；B型球墨铸铁的球化率略高于A型，石墨呈簇状分布；C型球墨铸铁的球化率在80%以上，石墨为大型球状石墨；而D型球墨铸铁的球化率更高，石墨呈小颗粒状。
球墨铸铁广泛应用于汽车、机械制造、管道、航空等领域，主要用于生产轴承盖、轴座、机械零部件、水泵、油泵、飞机发动机外壳等不同类型的机械零件。
二、原材料选择的重要性球墨铸铁的质量直接影响生产批次的质量和企业的生产效率。
原材料的选择及加工工艺的完善是确保球墨铸铁产品质量和提高生产效率必不可少的关键环节。
正确选择适合自己生产需求的原材料可以有效降低生产成本，提高产品的生产效率和降低生产事故的风险。
在球墨铸铁生产中，主要涉及以下两种类型的原材料：石墨球化剂和铸造沙。
石墨球化剂主要用于促进石墨的球化，以防止铸造中出现灰铁母体和对钢的杂质形成。
而铸造沙主要用于给定型进行造型、制作并从型中挖出铸件。
不同的原材料会对生产效率和产品质量产生不同程度的影响，因此选择适合生产要求的不同类型的原材料显得尤为重要。
三、原材料选用的基本原则1、质量为先：原材料质量是保障产品质量的基本保证，因此必须保证选用的原材料质量达到标准，符合生产要求。
2、经济合理：在满足产品质量的前提下，应优先选择价格合理的原材料。
不仅可以降低生产成本，还可以提高生产效率。
3、适用性强：选用的原材料必须符合生产要求，具有良好的使用性能和适用性。
4、稳定可靠：选用的原材料必须源自稳定靠的供应商，并且生产满足常规标准。
5、环境友好：选用的原材料应具有环境友好性，不会产生对环境或身体有害的化学物质。
四、石墨球化剂的选用石墨球化剂是控制球墨酸度的重要原材料。
传统的球化剂通常有钡、锆、钙等金属元素。
近年来，氮化硅、钛、铝等新型球化剂逐渐得到应用并取得良好的效果。
球化率 Spheroidization rate(中英文对照)
球化率球化率定义：以石墨为例。
在金相检验中，通常所见到的是几种形态的石墨共存。
在这种情况下，评定石墨的球化质量须用球化率来解决。
所谓球化率，是指在规定的视场内，所有石墨球化程度的综合指标。
它反映该视场内所有石墨接近球状的程度。
球化分级：国家标准根据石墨形态及其分布和球化率，将球墨铸铁石墨球化分为1-6级。
球墨铸铁的力学性能在很大程度上决定于球化率。
球化率与力学性能的关系：一般来说，在其他条件相同的情况下，球化率愈高，力学性能也高。
Spheroidization rateSpheroidization rate definition:Taking example for the graphite. In the metallographic examination, often see is the coexistence of several forms of graphite. In this case, spheroidization quality assessment of graphite spheroidization rate must be used to solve.The so-called nodularity, refers to the field of view, the comprehensive index of all graphite spheroidization degree. It reflects the view of all the nearly spherical degree of graphite.Ball grading:According to the national standard of graphite morphology and distribution and spheroidization rate of nodular graphite cast iron ball, will be divided into 1-6 grade. The mechanical properties of nodular cast iron depends very much on the spheroidization rate.The relationship between the ball rate and mechanical properties:Generally speaking, in other conditions are the same, the spheroidization rate is higher, the mechanical properties of high.。
球化级别
根据GB9441-88，判定加入微量合金元素Mo后的球化级别：
（1）按石墨的面积率划分石墨形态，面积大于或等于0.81为球状石墨；
面积率为0.80-0.61为团状始末；面积率为0.60-0.41为团絮状石墨；面积率为
0.40-0.10为蠕虫状石墨；面积率小于0.10为片状石墨。
（2）根据石墨的形态及其分布和球化率，参考其对机械性能影响的趋势和
工艺特点，将球化分为六级（见表）。
表球化分级
球化级别说明
1级石墨呈球状，少量团状，允许极少量团絮状，球化率不低于95%
2级石墨大部分呈球状，余为团状和极少量团絮状，球化率90%到小于95%
3级石墨大部分呈团状和球状，余为团絮状，允许有极少量蠕虫状，球化率80%小于90% 4级石墨大部分呈团絮状和团状，余为球状和少量蠕虫状，球化率70%到小于80%
5级石墨呈分散分布的蠕虫状和球状、团状、团絮状、球化率60%到小于70%
6级石墨呈聚集分布的蠕虫状和片状及球状、团状、团絮状
根据GB9441-88石墨大小的球化分级如表。
表石墨大小分级mm
级别石墨直径（100×）
3级＞25～50
4级＞12～25
5级＞6～12
6级＞3～6
7级＞1.5～3
8级≤1.5。
球墨铸铁的石墨形态及大小.pptx
其外形近似圆球状， 在放大100倍的金相显 微镜下观察，其周界呈 比较圆滑的圆形或椭圆 形，如图1（a）所示。
其外形似团 状，周界有明显 的凹凸不平，如 图1（b）所示。
球墨铸铁铸件生产技术课程
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团虫状外形比团状更 不规则，边缘明显向外 伸长，呈团虫状，如图1 （c）所示。
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球墨铸铁的石墨形态及大小
制作人：牛艳娥 榆林职业技术学院
球墨铸球铁墨铸铸铁件铸生件产生产技技术术课课程程
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CONTENTS
01
石墨的形态
02
石墨的球化分级
03
石墨的大小
球墨铸铁铸件生产技术课程
90
石墨大部分呈团状，余为团絮状，允许有极少量蠕虫状
80
石墨大部分呈团絮状或团状，余为球、团状、团絮状；
60
石墨呈聚集分布的蠕虫状、片状及球状、团状、团絮状。
50
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石墨的大小
球墨铸铁金相检验标准将石墨球大小分为六级， 见图3和表2。石墨球的大小对球墨铸铁力学性能的影 响也很大。减小石墨球径，增加石墨球在单位面积上 的个数可以明显地提高球墨铸铁强度、塑性和韧性。 更重要的是，石墨球径的减小，使单位面积上球墨数 增多，可使抗疲劳强度提高。因此，细化石墨也就成 为提高抗疲劳强度的一个重要要求。
团虫状
在各种石墨形态中，以 圆球状石墨最好，它对金属 基体的割裂作用最小；而团 状和团虫状石墨就比球状石 墨差，当团虫状石墨大量出 现会使铸铁的力学性能急剧 降低。
球墨铸铁管理论重量表
球墨铸铁管是一种铸铁，是铁，碳和硅的合金。
球墨铸铁中的石墨以球形石墨的形式存在。
通常，石墨的尺寸为6-7级，铸管的球化度要求为1-3级（球化率≥80％）。
因此，材料本身的机械性能得到了更好的改善，具有铁的本质和钢的性能。
球墨铸铁退火组织为铁素体和少量珠光体，力学性能良好。
一根DN 100球墨铸铁管重95kg
一根DN 150球墨铸铁管重144Kg
一根DN200球墨铸铁管重194kg
一根DN300球墨铸铁管重323kg
一根dn400球墨铸铁管重482kg
一根DN500球墨铸铁管重669kg
一根DN600球墨铸铁管重882kg
一根DN800球墨铸铁管重1394kg
一根DN 1000球墨铸铁管重2017kg
一根DN 1200球墨铸铁管重2758公斤
一根DN 1400球墨铸铁管重3669kg
一根DN 1600球墨铸铁管重4668kg
球墨铸铁管主要称为离心球墨铸铁管。
它具有钢铁性能的特性，具有优异的耐腐蚀性，延展性，密封效果好，易于安装，主要用于市政，工矿企业的供水，输气，输油等。
供水管材具有较高的性价比。
与PE管相比，球墨管的安装时间比PE管简单，快捷，安装后的内外轴承压力更好。
从气密性和防腐性的角度来看，球形石墨管安装后的密封性较好，可以通过各种防腐措施提高防腐性能。
就水力性能而言，由于球墨铸铁管的规格通常是指内径，因此，PE管的规格通常是指外径。
在相同规格的条件下，球形石墨管可以获得更大的径流；从综合安装和维护成本的角度来看，球墨铸管具有更好的性价比。
内壁喷涂锌和水泥砂浆防腐材料。
铸铁牌号及表示方法
铸铁牌号及表示方法：（根据GB5612-85）各种铸铁代号，由表示该铸铁特征的汉语拼音字母的第一个大写正体字母组成。
当两种铸铁名称的代号字母相同时，可在该大写正体字母后加小写正体字母来区别。
同一名称铸铁，需要细分时，取其细分特点的汉语拼音第一个大写正体字母，排列在后面。
铸铁名称，代号及牌号表示方法铸铁名称...............代号牌号.....................实例灰铸铁......................HT.........................HT100蠕墨铸铁..................RuT........................RuT400球墨铸铁..................QT.........................QT400-17黑心可锻铸铁...........KHT........................KHT300-06白心可锻铸铁...........KBT........................KBT350-04珠光体可锻铸铁.......KZT........................KZT450-06耐磨铸铁..................MT.........................MT Cu1PTi-150抗磨白口铸铁...........KmBT....................KmBTMn5Mo2Cu抗磨球墨铸铁...........KmQT....................KmQTMn6冷硬铸铁..................LT...........................LTCrMoR耐蚀铸铁..................ST..........................STSi15R耐蚀球墨铸铁...........SQT.......................SQTAl15Si5耐热铸铁..................RT..........................RTCr2耐热球墨铸铁..........RQT........................RQTA16奥氏体铸铁..............AT.........................----...牌号中代号后面的一组数字，表示抗拉强度值；有两组数字时，第一组表示抗拉强度值，第二组表示延伸率值。
石墨的球化率及球化级别
图131001 100×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 100×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%，球化级别为2级。
石墨的球化率及球化级别图131003 100×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 100×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131003 100×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131004 100×图131006：图中石墨呈聚集分布的蠕虫状和片状及球状、团状、团絮状，球化级别为6级。
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。
球化分级
球化分级(摘自GB/T9441-1988) 发布时间：2007-3-1 13:34:34 浏览次数：4球化分级说明球化率/%1级石墨呈球状,少量团状,允许极少量团絮状》952级石墨大部分呈球状,余为团状和极少量团絮状90-<953级石墨大部分呈团状和球状,余为团絮状,允许有极少量蠕虫状80-<904级石墨大部分呈团絮状和团状,余为球状和少量蠕虫状70-<805级石墨呈分散分布的蠕虫状、球状、团状、团絮状60-<706级石墨呈聚集分布的蠕虫状、片状及球状、团状、团絮状资讯来源：国家标准化管理委员会发布人：国际铸业咨询单铸试块的力学性能(摘自GB/T1348-1988) 发布时间：2007-3-1 12:17:46 浏览次数：5单铸试块的力学性能(摘自GB/T1348-1988)牌号抗拉强度σ/Mpa屈服强度σ/Mpa断后伸长率σ/Mpa供参考最小值硬度HBS 主要金相组织QT400-18 400 250 18 130-180 铁素体QT400-15 400 250 15 130-180 铁素体QT450-10 450 310 10 160-210 铁素体QT500-7 500 320 7 170-230 珠光体+铁素体QT600-3 600 370 3 190-270 珠光体+铁素体QT700-2 700 420 2 225-305 珠光体QT800-2 800 480 2 245-335 珠光体或回火组织QT900-2 900 600 2 280-360 贝氏体或回火马氏体资讯来源：国家标准化管理委员会发布人：国际铸业咨询网3强化熔化及球化孕育工艺，引进和推广包外孕育工艺。
3.1冲天炉在熔炼之前，必须要根据铸件要求进行配料计算，而配料计算的基础是必须先知道铸件所需的化学成份以及原材料（生铁、回炉铁、废钢、铁合金等）的化学成份，同时要根据以往的熔炼经验得出各元素的烧损率。
一般是碳、硫增加，硅锰烧损。
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石墨的球化率及球化级别
图131001 100×图
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图131003 100×图
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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,余为团状与极少量团絮状,球化率为90%～＜95%,球化级别为2级。
图131003:图中石墨大部分呈团状与球状,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与团状,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与球状、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与片状及球状、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。
提高球化率的关键就是球化处理与孕育处理。
球化处理方法:采用稀土镁合金的凹坑冲入法,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级球化与6级球化的石墨都就是以蠕虫状石墨为主, 5级球化就是蠕虫状石墨呈分散分布;6级球化就是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,数量也随之增加与密集;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就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,宏观化学成分中残留镁量与稀土量都较低,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%,而铸铁与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就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与钢相比具有更加优异的物理性能。
正就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与抗冲击性,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,可以瞧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,意思就是球墨铸铁具有铸钢的强度,也有铸铁优异的抗腐蚀性。
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就是60k,而铸铁的抗拉强度只有31k。
球墨铸铁的屈服强度就是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与铸钢的强度就是可比的。
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与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。