球铁的金相组织
风电底座球铁铸件力学性能与金相组织的研究
Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔ ｈ ｅ ｍ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ｍ ｉ ｅ ｒ ｏ ｓ ｔ ｒ ｕ ｅ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ Ｑ Ｔ ４ ０ ０ － １ ８ Ａ Ｌ ｇ ｒ ａ ｄ ｅ ｎ ｏ ｄ ｕ ｌ ａ ｒ ｉ ｒ ｏ ｎ￣ｕ ｎ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ａ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ｗ ｉ ｎ ｄ ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ
风 电底座球铁铸件 力学性能与金相组 织的研究
颜
（ １ ． 上海大学
伟 ， 苟华 强 ２ ， 杨 弋涛 １
２ ０ ０ ０ ７ ２ ； ２ ． 浙江佳力风能技术有限公司 ， 浙江 杭州 ３ １ １ ２ ４ １ ）
材料科学 与工程学 院， 上海
摘要 ： 对 比分析 了 Ｑ Ｔ ４ ０ ０ — １ ８ Ａ Ｌ风电球墨铸铁件底座的本体以及附铸试块 的力学性能 、 金相组织 ， 结果表 明： 珠光体 以及夹 杂物的存在对铸件本体力学性能有不利影响 ， 使 本体性能与附铸试块相 比存在很大的差异 ， 需要对生产过程作严格 的质量
控制 ； 珠光体体积分数越高 ， 低温冲击值及其伸长率越低 ； 石墨球直径越小 ， 石墨分布越均匀， 低温冲击值 、 伸长率 以及抗拉
强度越高 ； 石墨球数增加 ， 低温冲击值以及Байду номын сангаас长率呈增加 的趋势 。
关键 词 ： 风电球墨铸 铁件 ； 力学性能 ； 金相组织 中图分类号 ： Ｔ Ｇ ２ ５ ５ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ３ — ８ ３ ４ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ — ０ ０ ３ １ — ０ ５
ＹＡＮ Ｗｅ ｉ ， ＧＯＵ Ｈｕａ — ｑｉ ａｎ ｇ ， ＹＡＮＧ Ｙｉ —ｔ ａ ｏ
球 墨 铸 铁
1.2 球墨铸铁的热处理
球墨铸铁的热处理工艺：
主要有退火、正火、调质、等温淬火
1.2 球墨铸铁的热处理
退火的目的在于获得铁素体基体。球化剂增大 铸件的白口化倾向，当铸件薄壁处出现渗碳体时，为 了获得塑性好的铁素体基体，并改善切削性能，消除 铸造应力，根据铸铁的铸造组织，可采用两种退火工 艺。
正火的目的在于温度，又分高温正火（完全奥氏 体化正火）和低温正火（不完全奥氏体化正火）两种。
1.1 球墨铸铁的成分、组织、
性能和用途
应用：
由于球铁具有优异的力学性能，因此可用 于负荷较大、受力较复杂的零件，甚至能代替碳 钢制造某些零件。
如珠光体基体的球铁，常用于制造柴油机曲 轴、连杆、齿轮、机床主轴、蜗轮、蜗杆，轧 钢机的轧辊，水压机的工作缸、缸套、活塞等。 而铁素体的球铁，可用于制造受压阀门、机 器底座、汽车后桥壳等。
工 程 材 料 及 热 处 理
球墨铸铁
石墨成球状的铸铁称为球墨铸铁，是 在灰口铸铁的铁液中加入球化剂（稀土镁合 金等）和变质剂（硅铁）进行球化变质处理 后得到的。
铸造性能好 成本低廉 生产方便
1.1 球墨铸铁的成分、组织、 性能和用途
与灰铸铁相比，它的硫含量较低，而 碳含量较高，一般为过共晶成分，以利于石 墨球化。
但是调质处理一般只适用于小尺寸的铸件，当 尺寸过大时，铸件内部淬不透，处理效果不好。
1.2 球墨铸铁的热处理
淬火等温淬火时，将零件加热到奥氏体区，保温一定时 间后，在300℃左右的等温盐浴中冷却并保温，使基体 在此温度下转变为下贝氏体。球墨铸铁经等温淬火后不 仅可以获得较高的强度，同时还具有良好的塑性和韧性。
1.2 球墨铸铁的热处理
完全奥氏体正火工艺曲线图
球铁常见缺陷及特征
1.常见缺陷及特征：1.1球化不良和球化衰退球化不良指球化处理未达到球化等级要求。
球化衰退指浇注后期的磨球球化元素残留量过低引起球化不合格。
二者缺陷特征相同。
宏观特征：铸件断口为银灰色上分布芝蔴状黑色斑点，其数量多，直径大，表明程度严重。
全部呈暗灰色粗晶粒，表明完全不球化。
金相组织：集中分布大量厚片状石墨，其数量越多、面积率增加，表明程度严重，完全不球化者呈片状石墨。
产生原因：原铁液含硫高、严重氧化的炉料中含有过量反球化元素；处理后铁液残留镁和稀土量过低。
铁液中溶解氧量偏高是球化不良的重要原因。
选用低硫焦炭、低硫金属炉料，必要时进行脱硫处理，废钢除锈，必要时增加球化剂中稀土元素用量，严格控制球化工艺。
1.2缩孔和缩松特征和产生原因：缩孔产生于铁液温度下降发生一次收缩阶段。
如大气压把表面疑固薄层压陷，则呈现表面凹陷及局部热节凹陷，否则铁液中气体析出至顶部壳中聚集成含气孔的内壁光滑的暗缩孔，也有时与外界相通形成明缩孔，则内表面虽也光滑，但已被氧化。
球墨铸铁共晶凝固时间比灰铸铁长，呈粥状凝固，凝固外壳较薄弱，在二次膨胀时在石墨化膨胀力作用下使外壳膨胀，松弛了内部压力。
因此在第二次收缩过程中，最后凝固的热节部位内部压力低于大气压，被树枝晶分隔的小溶池处成为真空区，完全凝固后成为孔壁粗糙，排满树枝晶的疏松孔，即缩松缺陷。
肉眼可见的称为宏观缩松，它产生于热节区残余铁液开始大量凝固的早期，包括了残余铁液的一次收缩和二次收缩，因而尺寸略大而内壁排满枝晶，呈灰暗疏松孔或蝇脚痕状黑点。
显微镜下可见的称为微观缩松，它产生于二次收缩末期，共晶团或其集团间的铁液在负压下得不到补缩凝固收缩而成，常见于厚断面处。
1.3皮下气孔形貌特征：铸件表皮下2—3mm处均匀或蜂窝状分布的球形、椭圆球状或针孔状内壁光滑孔洞，直径0.5-3mm，可在热处理和抛丸清理后暴露或机加工时发现，小件中较多。
形成原因：含镁铁液表面张力大，易形成氧化膜，阻碍析出气体和侵入气体排出，滞留于皮下而形成。
球墨铸铁基地金相组织
球墨铸铁基地组织光学放大倍数：400×浸蚀剂：4%硝酸酒精材料及状态：球墨铸铁热处理：完全奥氏体化、正火组织及说明：珠光体+牛眼状铁素体 。
牛眼状铁素体 ：正火冷却时，若以稍慢的冷却速度通过Ar3～Ar1温度范围，在球墨周围形成环状铁素体 ，冷却速度越慢，牛眼越厚。
光学放大倍数：400×浸蚀剂：4%硝酸酒精材料及状态：球墨铸铁热处理：正火组织及说明：珠光体+破碎状铁素体。
破碎状铁素体 ：低于但又接近Ac3临界温度正火时产生,即正火加热时未溶解的铁素体 。
光学放大倍数：400× 浸蚀剂：4%硝酸酒精 材料及状态：球墨铸铁热处理：沃斯回火组织及说明：上贝氏体 光学放大倍数：400× 浸蚀剂：4%硝酸酒精 材料及状态：球墨铸铁热处理： 沃斯回火组织及说明：下贝氏体光学放大倍数：400× 浸蚀剂：4%硝酸酒精 材料及状态：球墨铸铁 热处理：淬火组织及说明：淬火马氏体+残余奥氏体光学放大倍数：400× 浸蚀剂：4%硝酸酒精 材料及状态：球墨铸铁 热处理：淬火+回火组织及说明：回火马氏体光学放大倍数：500× 浸蚀剂：4%硝酸酒精 材料及状态：球墨铸铁 热处理：淬火组织及说明：淬火马氏体+残余奥氏体光学放大倍数：500× 浸蚀剂：4%硝酸酒精 材料及状态：球墨铸铁 热处理：淬火组织及说明：淬火马氏体+残余奥氏体光学放大倍数：500×浸蚀剂：4%硝酸酒精材料及状态：球墨铸铁热处理：淬火组织及说明：淬火马氏体+残余奥氏体Array光学放大倍数：500×浸蚀剂：4%硝酸酒精材料及状态：球墨铸铁热处理：淬火组织及说明：淬火马氏体+残余奥氏体。
金相组织照片全
1、组织成分：35钢（C-0.35%、Mn-0.8%）盘条；热处理状态：球化退火；金相组织：铁素体＋颗粒状渗碳体；腐蚀剂：3%硝酸酒精浸蚀。
2：组织成分：82B（C-0.82%、Mn-0.8%、Cr-0.2%）盘条心部偏析；热处理状态：热轧态；金相组织：珠光体＋网状渗碳体；腐蚀剂：3%硝酸酒精浸蚀。
3：组织成分：35CrMo（C-0.35%、Cr-0.9%、Mo-0.2%）盘条；热处理状态：热轧态；金相组织：珠光体＋铁素体；腐蚀剂：3%硝酸酒精浸蚀。
4：组织成分：低碳微合金板（C-0.06%、Nb、Mo、V微量）；热处理状态：热轧态；金相组织：铁素体＋粒状贝氏体；腐蚀剂：3%硝酸酒精浸蚀。
5：组织成分：低碳微合金板（C-0.04%、Mo、Nb、V、Ni、Cu微量）；热处理状态：热轧态；金相组织：板条贝氏体铁素体＋粒状贝氏体；腐蚀剂：3%硝酸酒精浸蚀。
板条贝氏体铁素体低碳钢（含碳量小于0.15%）典型的贝氏体组织，由带有高位错密度的板条铁素体晶体组成，若干铁素体板条平行排列构成板条束，一个奥氏体晶粒可形成很多板条束，板条界为小角度晶界，板条束界面则为大角度晶界，鉴于其板条的特征，故称板条铁素体。
板条间可能有条状分布的MA岛。
板条F的鉴别要依靠TEM，由于低角度晶界难以显示，光镜下板条F束常成为无特征的F晶粒。
然而，经适当的深侵蚀，在光镜下仍能观察到依稀可见的板条轮廓，在扫描电镜下它的特征更为清晰。
特别是当板条间有MA小岛分布时，平行排列的板条F特征显示得更为清晰可靠，所以，根据经验在光镜下鉴别针状F是可能的。
粒状贝氏体与板条贝氏体铁素体相比形成温度稍高，组织形态稍有不同。
相同的是基体上都带有板条的轮廓，说明铁素体的形成在一定程度上也是依靠切变机制，此外都有弥散的岛状组织分布于铁素体基体上。
不同的是，粒状贝氏体中小岛更接近于粒状或等轴形状。
6：球铁金相图片，pixelink 130万像素数字摄像头拍摄。
球墨铸铁件金相组织分析与控制
球墨铸铁件金相组织分析与控制球墨铸铁件的金相分析工作是有效解决球墨铸铁件在生产加工，以及实际使用过程中断裂问题的代表性手段，本文围绕球墨铸铁件金相组织分析与控制问题，选取三个具体方面展开了简要的分析论述。
标签：球墨铸铁件；金相；组织分析；控制手段钢铁是最近四十余年期间我国发展过程中运用的极其重要的铸造类金属材料类型，而在球墨铸铁件的制作加工过程中，由于对球状石墨应用技术材料的引入运用，导致应力技术参数项目集中实现状态的显著减小，以及基体技术结构实际遭致的技术破坏现象表现程度显著降低，因而客观上导致球墨铸铁应用技术材料的抗拉强度技术参数表现水平、塑性技术参数表现水平，以及韧性技术参数表现水平均明显高于其他类型的铸铁应用技术材料。
在与具备同等性钢材应用技术材料组织结构相对照条件下，球墨铸铁材料的塑性明显低于钢材、疲劳强度与一般技术性能表现类型的中碳钢基本一致，其屈强比技术参数的表现水平介于0.70-0.80之间，基本上可以达到常规碳钢应用技术材料的二倍水平，与此同时，球墨铸钢材料的经济性造价成本水平明显低于普通钢材，因而往往能够获得更加广泛且充裕的实践性应用技术空间。
最近几年以来，随着球墨铸铁件在我国大陆地区应用范围的不断扩展，球墨铸铁件在其具体的生产、安装，以及应用过程中发生的断裂问题，逐步引起了广泛关注，而想要切实解决好球墨铸铁件在生产、安装，以及实际使用过程中的断裂现象，应当针对断裂件展开全面系统的金相分析，进而发现断裂件在生产加工技术处理过程中存在的技术缺陷，并对其展开针对性处置，有鉴于此，本文将会围绕球墨铸铁件金相组织分析与控制展开简要阐释。
1 影响球墨铸铁件技术性能的组织结构因素1.1 石墨形状影响因素所谓球墨铸铁，按照其名称表述的基本含义角度展开分析，其最为显著的技术表现特点，就在于其中实际应用的石墨物质的几何图形表现状态具备较为充分的球状特征。
从具体面对的材料技术性能表现状态角度展开分析，石墨物质的圆整技术表现状态越好，颗粒分布细小表现状态越充分，颗粒分布技术表现状态越均匀，则其在具体的技术应用实践过程中，对金属性基体技术结构所引致的割裂技术作用或者是应力集中技术作用就越微小，从而能够切实确保球墨铸铁件的技术性能处于稳定良好表现状态。
完整版球铁的金相组织资料课件 (一)
完整版球铁的金相组织资料课件 (一)完整版球铁的金相组织资料课件球铁是一种重要的工业原材料，对于钢铁行业具有重要的作用。
球铁是一种含碳量高于铸铁的灰铸铁，主要含有球状石墨，因其韧性和机械强度高，被广泛用于桥梁、机械、铁路、汽车等领域。
金相组织是分析和了解球铁性质的基本方法。
下面是关于完整版球铁的金相组织资料课件的详细介绍。
1.球铁的基本概念球铁是一种含碳量高于铸铁的铸造合金，含碳量一般在 2.0-4.0%之间。
在球铁中，碳主要以球状石墨的形式存在。
球铁的主要特点是高韧性和机械强度，常用于铸造大件工件。
2.球铁的金相组织球铁的金相组织主要由铁素体、珠光体和球状石墨组成。
铁素体和珠光体是铁与碳的化合物，可以通过金相显微镜观察到。
球状石墨是球铁的重要组成部分，大小和分布对球铁的性能有重要影响。
扫描电镜可以用于观察球状石墨的形貌和分布。
3.球铁的热处理过程球铁的热处理工艺一般包括退火、正火和淬火。
其中，退火可以改善球铁的加工性能和韧性；正火可以提高球铁的硬度和强度；淬火可以提高球铁的硬度和耐磨性。
热处理过程对球铁的金相组织和性能有重要影响。
4.球铁的应用领域球铁广泛应用于机械、汽车、铁路、船舶等领域。
球铁的高韧性和机械强度使其成为制造大型机械零部件和工程结构件的重要材料。
在汽车工业中，球铁作为汽车发动机缸体和曲轴盖等重要部件的材料被广泛采用。
总之，完整版球铁的金相组织资料课件对于了解球铁的性质、制造和应用都具有重要意义。
通过学习和研究，可以进一步提高球铁的制造和应用水平，并为相应领域的发展做出贡献。
球墨铸铁技术介绍
弹性模量：159,000~172,000MPa
➢ 球墨铸铁的弹性模量随球化率的降低而降低。
球墨铸铁的验收
➢ 以抗拉强度和延伸率两个指标作为验收依据。 ➢ 生产工艺稳定的条件下，可根据硬度值进行验收。
硬度与强度的对应关系必须建立在球化合格，化学成 分、孕育稳定的基础上。
的基体类型。
焊补性
➢ 球墨铸铁不能焊接，只能焊补。
➢ 球墨铸铁中稀土镁合金含量较高时，在焊缝和近焊 缝区易产生白口或马氏体组织，形成内应力和裂 纹。
➢ 国家标准GB/T10044－1988规定了适用于球墨铸 铁焊补用的焊条，按照要求，可获得高强度珠光体 基体球墨铸铁的焊缝。
9
铁素体球墨铸铁（F体高韧性）
➢ 铸造工艺合理稳定，为保证性能，规定按硬度验收 时，必须检验金相组织，其球化率不得低于4级。
➢ 即使硬度和球化合格，由于基体其中存在渗碳体、 磷共晶、高硅固溶强化等，强度和韧性也可能达不 到要求。
➢ 生产工艺不稳定时，不能根据硬度值验收。
13
冲击韧度
➢ 铁素体球墨铸铁由于含硅量变化，贝氏体球墨铸铁 由于上、下贝氏体及奥氏体数量变化，冲击韧度的 变化范围较大。
强度和塑性
➢ 球墨铸铁的强度和塑性主要取决于基体组织
• 下贝氏体B下或回火马氏体M回强度最高； • 其次是上贝氏体B上、索氏体S体、珠光体P体、F体； • 铁素体增多，强度下降，延伸率增加； • 奥氏体或铁素体强度较低，塑性较好。
➢ 球墨铸铁的屈服点σ0.2高，超过正火45钢 ➢ 比强度σ0.2/σb也高于钢
布氏硬度HBS
四种退火球墨铸铁的高温硬度
180
球墨铸铁末尾金相样标准
球墨铸铁末尾金相样标准
球墨铸铁末尾金相样标准是指对球墨铸铁的金相组织进行检测和评估的标准方法。
球墨铸铁是一种具有高强度、良好塑性和耐磨性能的铸铁材料，广泛应用于汽车制造、工程机械和管道等行业。
金相样标准是对球墨铸铁材料的金相组织进行分析的一项重要测试。
金相样是
通过对球墨铸铁材料进行制备和处理，然后进行金相显微镜观察和分析得出的一个样品。
金相样的制备通常包括打磨、腐蚀、酸洗等步骤，以确保观察到的金相组织准确无误。
球墨铸铁的金相组织评估主要包括铸态组织和热处理组织两个方面。
铸态组织
是指铸铁材料在铸造过程中形成的金属组织，一般分为铁素体和珠光体两种结构。
观察铸态组织可以了解铸铁的凝固过程、冷却速率等信息，以确定其力学性能和微观结构。
热处理组织是指球墨铸铁经过不同的热处理工艺后形成的金属组织。
热处理包
括退火、正火和淬火等工艺，目的是改善球墨铸铁的力学性能和耐磨性。
通过观察热处理后的金相组织，可以评估热处理工艺对球墨铸铁材料微观组织和性能的影响。
球墨铸铁末尾金相样标准在球墨铸铁制造和应用中具有重要意义。
通过金相样
的制备和观察，可以了解球墨铸铁的组织结构和性能，为产品质量控制和工艺改进提供依据。
金相样标准的制定和实施有助于加强球墨铸铁材料的质量管控，提高产品的稳定性和持久性。
球墨铸铁金相组织缺陷原因及防止方法概述
球墨铸铁金相组织缺陷原因及防止方法概述摘要：比较了球墨铸铁与灰铸铁、碳钢的优缺点，介绍了显微缩松，夹渣，石墨漂浮, 开花石墨球化，球化衰退，如球墨铸铁显微组织缺陷的特点，分析了化学成分、浇注温度、铸造工艺设计、砂型的紧性，组织基因的大小等因素,铸件壁厚对这些缺陷的形成有影响，并提出了相应的预防措施。
最后，指岀球墨铸铁的显微结构决定了铸件的属性，可以采取根据各种金相组织缺陷形成的原因从而采用相应的措施，以提高铸件的质量，提高企业的市场竞争力和经济效益。
关键词：球墨铸铁；金相组织；缺陷；防止措施［前言与灰铸铁不同的是，石墨铸铁中的石墨是球形的，在基质上分解效率较低，使其不耐拉伸、可塑性和灵活性，一切都高于灰色铸铁；与碳钢相比，它的可塑性较低，疲劳与普通中等碳钢相比，儿乎是普通碳钢的两倍，山于其生产成本低于钢。
此外，在球墨铸铁生产中，除了铸造缺陷外，还会出现一些独特的组织缺陷，如明显的微孔和夹渣、石墨浮花、石墨球化不良和球化衰退、口口和反白口、片状石墨和破碎石墨、磷共晶等。
这些组织缺陷各有特点，且相互关联，严重影响铸件的性能。
2显微缩松2.1特征球墨铸铁中的缩松是铸件硬化时岀现的缺陷，而山于无铁液的补充从而出现了缺陷。
除了肉眼可见的松树宏观缩松外，除了出现在金属显微镜下外，还存在明显的边界；一般情况下，间隙呈金刚石角状（严格地说，微孔不属于金相缺陷范畴）。
收缩降低了铸件的力学性能，影响了加工铸件的表面质量。
2.1.1浇注温度铸件浇注温度高，有利于补缩；但浇注温度过高会增加液态收缩量，不利于消除缩孔、缩松。
2.1.2砂型紧实度砂岩厚度太低或不均匀，在金属或石墨膨胀的静态圧力下，这种类型的型壁可能会变形使型腔扩大，不能很好地利用石墨化膨胀进行自补缩，容易导致铸件产生缩松。
2.1.3铸造工艺设计浇注系统、冒口、冷却器设计不当，不能保证液态金属的连续凝固;此外，冒口的数量和尺寸，以及与铸件的正确连接，都会影响冒口的进给效果，使铸件收缩疏松。
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球铁的金相组织
用镁和铈处理的铁液有较大的结晶过冷和形成白口的倾向， 硅能减小这种倾向。此外，硅还能细化石墨，提高石墨球 的圆整度。
但硅又降低铸铁的韧性，并使韧性-脆性转变温度升高。 因此在选择碳硅含量时，应按照高碳低硅的原则，一般认
为Si>2.8%时，会使球墨铸铁的韧性降低，故当要求高 韧性时，应以此值为限，如铸件是在寒冷地区使用，则含 硅量应适当降低。 对铁素体球铁，一般控制碳硅含量为：
C3.6%~4.0%，Si2.4%~2.8%； 对珠光体球铁，一般控制碳硅含量为：
C3.4%~3.8%，Si2.2%~2.6%。 球铁的金相组织
(2) 锰
球墨铸铁中锰所起的作用与其在灰铸铁中所起的作用不同。在灰铸铁中， 锰除了强化铁素体和稳定珠光体外，还能减小硫的危害作用；在球铁中， 由于球化元素具有很强的脱硫能力，因而锰已不再能起这种有益的作用。 而由于锰有严重的正偏析倾向，有可能富集于共晶团晶界处，严重时会 促进形成晶间碳化物，因而显著降低球墨铸铁的韧性。
球铁的金相组织
球墨铸铁的生产
球墨铸铁的生产过程包含以下几个环节：熔炼合 格的铁液，球化处理，孕育处理，炉前检查，浇 注铸件，清理及热处理，铸件质量检查。
在上述各个环节中，熔炼优质铁液和进行有效的 球化—孕育处理是生产的关键。
球铁的金相组织
1. 化学成分的选定
选择适当化学成分是保证铸铁获得良好的组织状 态和高性能的基本条件，化学成分的选择既要有 利于石墨的球化和获得满意的基体，以期获得所 要求的性能，又要使铸铁有较好的铸造性能。
球墨铸铁的生产
球铁的金相组织
1. 球铁牌号及ห้องสมุดไป่ตู้学性能（GB1348-88）
表2-1 单铸试块的力学性能
牌号
QT400-18 QT400-15 QT450-10 QT500-7 QT600-3 QT700-2 QT800-2 QT900-2
σb /MPa σ0.2/MPa (kgf/mm2) (kgf/mm2)
球铁的金相组织
1.1基本元素
(1) 碳和硅
由于球状石墨对基体的削弱作用很小，故球墨铸铁 中石墨数量多少，对力学性能的影响不显著，当含碳量在 3.2%~3.8%范围内变化时，实际上对球墨铸铁的力学性 能无明显影响。确定球墨铸铁的含碳量时，主要从保证铸 造性能考虑，为此将碳当量选择在共晶成分左右。
由于球化元素使相图上共晶点的位置右移，因而使 共晶碳当量移至4.6%~4.7%左右，具有共晶成分的铁液 流动性最好，形成集中缩孔倾向大，铸铁的组织致密度高。 当碳当量过低时，铸件易产生缩松和裂纹。碳当量过高时， 易产生石墨漂浮现象，其结果是使铸铁中夹杂物数量增多， 降低铸铁性能，而且污染工作环境。
在特殊情况下，经供需双方同意，允许根据铸件本体所测 得的硬度值规定球铁的硬度牌号，见GB1348-88。
球铁的金相组织
2.金相组织
正常组织：细小圆整的石墨球+金属基体 铸态组织：通常基体为铁素体与珠光体的混合组织；由于二
次结晶条件的影响，铁素体通常位于石墨球周围，形成“牛 眼状组织”。 热处理组织：通过不同的热处理工艺，可以方便的调整球铁 的基体组织。
（含硅量）、石墨球大小及形状、残留的自由渗碳体及夹 杂物、铁素体的晶粒度等。
球铁的金相组织
（3）混合基体球铁 ➢ 基体组织：为铁素体和珠光体混合组织。 ➢ 典型牌号：QT500-7 ➢ 性能特点：较好的强度和韧性配合。 （4）奥氏体-贝氏体球铁（ADI球铁） ➢ 与普通球铁相比，具有强度、塑性和韧性都很高的综合力
学性能，优于珠光体球铁，也优于经过调质处理的球铁。 ➢ 性能特点：抗拉强度σb=900～1400MPa
延伸率δ＞10% 冲击韧性、抗疲劳性能、耐磨性都很高。
球铁的金相组织
4.金相组织评定
按GB9441-88《球墨铸铁金相》，对球铁的金相组织进行评定。指 标有：球化级别、石墨大小、珠光体粗细和数量、分散的铁素体的数 量、磷共晶和碳化物。
（1）球化级别1~6级，一般要求1~3级。 （2）石墨大小3~8级，一般要求石墨直径6~8级。 （3）珠光体的粗细和数量。 ➢ 珠光体粗细度分为：粗片状珠光体、片状珠光体、细片状珠光体。 ➢ 一般要求为细片状珠光体。 ➢ 对于高韧性球铁，珠光体要少，特别是QT400-18，不允许有珠光体，
或其量<1%，其余为铁素体。 （4）高韧性球铁中不允许出现磷共晶和碳化物。
球铁的金相组织
3.基体组织类型
（1）珠光体球铁 ➢ 基体组织：以珠光体为主，余量为铁素体，一般可在铸态
获正火态获得。 ➢ 典型牌号：QT600-3、QT 700-2、QT800-2 ➢ 性能特点：抗拉强度σb、硬度HB高，延伸率δ低。 （2）铁素体球铁 ➢ 基体组织：以铁素体为主，余量为珠光体。 ➢ 典型牌号：QT400-18、QT 400-15、QT450-10 ➢ 性能特点：塑性和韧性较高，强度较低。 ➢ 影响铁素体球墨铸铁塑性和韧性的主要因素为化学成分
高温退火：全体素体 正 火：全珠光体 调 质：马氏体 等温淬火：奥氏体+贝氏体
球铁的金相组织
目前，可以通过各种工艺手段，在铸态获得铁素体或几 乎全部为珠光体的球墨铸铁，除去了退火或正火处理， 缩短生产周期，降低成本。
在通常的生产条件下，由于某些化学元素的偏析以及球 铁的凝固特性等原因，在共晶团界处会出现一些非正常 组织，如渗碳体、磷共晶等杂质相，应该加以限制。
δ
供参考
(%)
硬度（HB） 主要金相组织
18 130~180
铁素体
15 130~180
铁素体
10 160~210
铁素体
7 170~230
铁素体+珠光体
3 190~270
珠光体+铁素体
2 225~305
珠光体
2 245~335 珠光体或回火组织
2 280~360 贝氏体或回火马氏体
球铁的金相组织
球铁力学性能的验收依据，主要为抗拉强度（σb）和伸长 率（δ），如用户有特殊需要，冲击韧性、屈服点、硬度 也可作为附加的验收依据，必要时还应对金相组织进行检 验。