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對安裝過程中斷裂的汽車球鐵件進行金相分析，找出影響球鐵件性能的組織，分析形成原因，研究生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制與檢驗方法。那么，影響球墨鑄鐵件質(zhì)量的金相組織有那些，造成金相組織不合格的原因是什么，生產(chǎn)廠如何進行質(zhì)量控制？這些問題成為我們關(guān)注的問題。下面我將根據(jù)理化室對球墨鑄鐵件的檢驗，對上述問題做簡要介紹。

1、影響球墨鑄鐵件性能的組織

1.1石墨形狀

球墨鑄鐵，顧名思義，最顯著的特點是石墨呈球狀。球墨鑄鐵中的石墨越圓整、細小、分布越均勻，對金屬基體的割裂作用和引起的應(yīng)力集中就越小，球鐵件的性能就越好。石墨圓整情況是用球化率表示的，球鐵件的質(zhì)量一般是以球化率來評定的。按GB/ T9441《球墨鑄鐵金相檢驗》要求，石墨形狀共分六級，四級以上合格，球化率達到75%以上。下圖是球化級別圖(取自標(biāo)準(zhǔn))。

1.2 基體組織

球墨鑄鐵的基體組織依牌號不同而不同。我廠常用的QT400-15、QT450-10牌號的鑄鐵是鐵素體球鐵，具有一定強度、良好的沖擊韌性和塑性，其正常基體組織以鐵素體為主，伴有少量珠光體、滲碳體、磷共晶。鐵素體含量愈高則韌性愈好；珠光體數(shù)量增加，則沖擊值和伸長率下降；滲碳體和磷共晶含量高則鑄件強度、韌性都差。本文討論針對鐵素體球鐵。下圖是鐵素體基體、珠光體+鐵素體基體的組織形貌圖。

2、生產(chǎn)過程中斷裂件的金相組織及形貌

2.1石墨球化不良

生產(chǎn)中斷裂件最常出現(xiàn)的是石墨球化不良。有的斷裂件石墨完全呈片狀，沒有石墨球；有的斷件石墨基本上呈片狀，還攙雜著厚片狀與蠕蟲狀，有極少量球狀石墨(石墨衰退形貌)見圖1。這兩種石墨形態(tài)都使球鐵的性能急劇下降。

2.2石墨漂浮

石墨漂浮也是我們?nèi)粘Ｉa(chǎn)中?？吹降娜毕菪螒B(tài)。石墨漂浮的特征是在鑄件的上表面聚集了大量石墨，球狀石墨形態(tài)已被破壞，成為“開花狀”。石墨漂浮通常是大型、厚壁球鐵件中一種常見的缺陷。石墨漂浮的存在降低了鑄件的力學(xué)性能，也影響了鑄件的表面質(zhì)量。見圖2、圖3。

2.3珠光體含量超標(biāo)

鐵素體球鐵除了要有強度還要有一定的韌性，所以對球鐵件基體組織中的珠光體含量有控制要求，一般控制在20%以內(nèi)。圖4中珠光體含量達到了50%使該件強度高，韌性差，在安裝過程發(fā)生斷裂。

2.4滲碳體、磷共晶含量分別控制在3%和1%以下，多會使鐵素體球鐵件強度、韌性大幅下降。

3、造成金相組織不合格的原因

3.1石墨球化不良

影響石墨球化的因素眾多，化學(xué)成分控制不好，阻礙石墨化的元素過多；孕育、球化過程控制不好；鐵水冷卻過快；澆注時間過長等都會影響球化效果。我廠發(fā)生過球鐵模具剛一使用就斷裂的情況，主要原因是硫元素超標(biāo)導(dǎo)致石墨呈粗大片狀。為了獲得球狀石墨，鐵水的含硫量必須嚴(yán)格控制；另外，澆注時間過長導(dǎo)致石墨衰退也是球化不良的主要原因。

3.2石墨漂浮

石墨漂浮產(chǎn)生原因是由于碳、硅含量高、鐵液冷卻速度慢，析出多量大徑石墨，并在鑄件上部偏析而聚集。鑄件愈大，澆鑄溫度愈高，冷卻速度越慢，則鐵水在鑄型內(nèi)保持高溫液態(tài)時間長，石墨有足夠的上浮時間，因而石墨漂浮愈嚴(yán)重。防止石墨漂浮應(yīng)采取的措施①嚴(yán)格控制碳硅 當(dāng)量；②提高冷卻速度，在壁厚處放置冷鐵等；③加入少量強烈阻止石墨化的元素，如加入鉬可防止石墨漂??；④嚴(yán)格控制稀土元素殘留量。

3.3基體組織中珠光體超標(biāo)的原因

鑄件冷卻過快。

3.4造成滲碳體超標(biāo)的原因

鑄件冷卻過快；化學(xué)成分控制不好，如：鐵水中硅含量過低；球化劑過多；孕育處理不良；造成磷共晶超標(biāo)的原因是： P元素含量超標(biāo)。

4、球鐵件生產(chǎn)過程質(zhì)量控制與檢驗

球鐵件由于需要對鐵水進行孕育、球化處理，過程質(zhì)量控制非常重要。首先要做好原材料進廠化驗工作；其次要做好爐前化驗，嚴(yán)格成分控制；要按照鐵水重量添加適量的孕育劑和球化劑；要嚴(yán)格控制每包鐵水的澆注時間，防止?jié)沧⒌胶笃谑ネ?。鑄鐵件是以機械性能作為驗收標(biāo)準(zhǔn)的，在澆注后期取樣做性能試驗可以及時發(fā)現(xiàn)鑄件是否存在孕育、球化不良或石墨衰退等質(zhì)量問題。另外，冬季是鑄件質(zhì)量問題高發(fā)季節(jié)，因環(huán)境溫度低會造成鐵水冷卻過快，產(chǎn)生過冷石墨或過多珠光體，所以冬季鐵水澆注后要注意鑄件的保溫。另外，球鐵件除了做機械性能試驗或金相檢驗外，合格的球鐵件的斷口、敲擊的聲音也非常有特點，有經(jīng)驗的檢查員可以利用這兩種方法對鑄件質(zhì)量進行初步檢驗，防止出現(xiàn)批量不合格品。

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