球墨铸铁的球化率,就是石墨球化得好不好,直接决定铁水浇成铸件后能不能达到牌号要求。我在金相室干了十几年,QT450-10这种牌号接得最多,一年几百批次。按GB/T 9441-2009《球墨铸铁金相检验》评球化率,看着是拿试样在显微镜下对照标准图,实际里面的门道比新手想的多。
取样位置和试样制备是第一步
球化率评定的前提是试样有代表性。壁厚100mm的铸件,表皮和心部冷速差一截,石墨球化情况能差两个级别。我一般取铸件壁厚的中间区域做金相,一次磨两块,一块看球化率,一块看珠光体含量。试样磨到2000目水砂纸,再抛光到镜面,用2%硝酸酒精侵蚀几秒。侵蚀过头,铁素体组织糊成一片,石墨和基体界线看不清,评级就悬了。这一步我盯得最紧,抛光布每两天换一次,氧化铝悬浊液粒度0.5μm,平时用正置金相显微镜在明场下评定,必要时加偏振光PLM看石墨的微观形貌。
球化率的评定方法和实例
按GB/T 9441-2009,在放大100倍下选石墨均匀分布的代表性视场,对照球化等级图评级。QT450-10牌号要求球化率一般不低于80%,对应2级左右。去年有一批汽车支架铸件,球化率只评到3级,退回车间查工艺,发现球化剂加入量从1.3%降到1.1%,加上铁水在包内停留时间拖到20分钟,球化衰退了。补加0.2%的球化剂,孕育量从0.4%提到0.6%,球化率回到2级。球化衰退主要是硫和氧把球化元素消耗掉,铁水在包内停留超过15分钟,球化率肉眼可见地往下掉。
还有一种是厚大铸件上的石墨漂浮,铁水碳当量偏高或者浇注温度太高,石墨上浮到铸件上部,剖开一看上半部全是开花状石墨,球化率根本评不上。遇到这种先查配料,原铁水碳当量建议控制在4.3%至4.7%。
珠光体含量和硬度要一起看
QT450-10以铁素体基体为主,珠光体含量通常不超过20%。珠光体上来了,强度上来,延伸率掉下去。同一个铸件珠光体从10%涨到25%,布氏硬度能从160HBW升到190HBW,延伸率从12%掉到7%。我评完球化率,顺手把珠光体含量和布氏硬度一起报出去,客户拿这三样数字核对牌号,基本不会翻车。
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