球墨铸铁QT500-7 金相分析

cjstgm · 发表于 2009-5-15 22:19:30

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球墨铸铁QT500-7 金相分析坛中高手，我遇到一个关于球铁金相方面的问题需要各位指点：供应商送来了Y型试块，要求分析石墨球化率，石墨球大小级别，珠光体含量
材质：QT500-7
检验标准：GB 9441-88
试块：Y型试块 U*V*X*Y=25*55*40*140mm 图片附下

图1. Y型试块图
$ l0 H* D2 C# d6 `1 g 取样部位.JPG

问题：
1.取样金相观察发现，试样近表面与中心位置的球化率和球墨大小有非常大的差异，请高手进行评判。
2.为何表面与心部石墨分布与型态会有如此的不同？

图2. 近表面金相图片 100倍标尺100μm
100X 100um 近表面1.JPG

图3. 心部图片 100倍标尺100μm
100X 100um 心部.JPG

1 B0 x* Q3 v5 r; e/ g) Q+ [" S

( o' j' E+ l: D& w* D& N图4. 珠光体含量 100倍标尺100μm
珠光体含量.JPG

[ 本帖最后由 cjstgm 于 2009-5-18 07:58 编辑 ]

武昌鱼 · 发表于 2009-5-16 13:03:48

个人认为，这个由于是板形试样，石墨分布与形态差异主要原因是冷却速度和温度梯度以及成分偏析所导致的。

在各种合金铸造时，要获得化学成分完全均匀的铸件是十分困难的，特别是厚壁铸件在凝固以后，截面上的不同部位，以及晶粒内部，产生的化学成分不均匀现象，称为偏析。
　　偏析现象主要是由于合金在结晶过程中溶质再分配而产生的。晶体的枝晶在长大的过程中，由于结晶的速度大于溶质的扩散速度使得初次结晶的固相与液相浓度不同，先析出来的晶体与后析出来的晶体的化学成分也不同。甚至在同一晶粒内先结晶出来的部分和后结晶出来的部分也有差异。这样使铸件各部分化学成分不均匀。
铸铁件的偏析可以分为四种类型：晶内偏析、晶界偏析、区域偏析、比重偏析，前两种为微观偏析，后两种为宏观偏析。
①晶内偏析。偏析元素在晶粒内分布不均匀。经长时间的高温扩散退火虽能减少晶间偏析，但完全消除是不可能的。
②晶界偏析。铸铁共晶团晶界的偏析物最常见的是磷共晶。
③区域偏析。铸铁件在结晶过程中，凝固温度偏低的液相(含有偏析物质)，在大气压力下，流体静压力、气体压力或石墨化与收缩引起的压力等作用下发生位移，造成铸件各层或各部分成分差异的现象称之为区域偏析。

[ 本帖最后由武昌鱼于 2009-5-16 13:09 编辑 ]

cjstgm · 发表于 2009-5-16 16:47:37

非常感谢2楼楼主的详细回复，我还想知道，按照GB9441，该样品是否合格？

wx040407 · 发表于 2009-5-17 12:52:37

理论上说，近表面与心部应该有一定的差别，对于标准试块是不会有比较明显的差别的。从楼主贴的图片看来，代表近表面的图片的金相组织并不真实，这可能与制样有关（研磨和抛光过程）将石墨变形和脱落，如果你是用的一个比较大的样品，你可以看抛光面边缘与心部有什么不同。因为铁水中的碳含量是不会相差太大的（在取样的小方条内）冷速快的近表面部分如果石墨小，那么数量一定会多，而且更均匀，楼主的图片没有这个特征。

cjstgm · 发表于 2009-5-17 13:48:36

楼上wx040407主任：
你好！感谢你的指点，金相图片中石墨小的是心部组织，石墨球大的是近表面组织，试块厚度尺寸为 25mm。现在我非常不理解的是为何表里会有如此的不一致？？（我们共做了5个样，情况都是这样，所以可以排除金相制样方面的问题）

奇奇 · 发表于 2009-5-17 20:53:03

是否石墨化不良？猜测

wesley_zhu · 发表于 2009-5-18 09:04:18

是不是可能成分有偏析？珠光体对照标准图，大概只有20%左右，可能达不到你500-7的要求吧。
球化率应该是合格的。

wx040407 · 发表于 2009-5-18 12:29:06

原帖由 cjstgm 于 2009-5-17 13:48 发表 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif
! v% M/ j- b4 t' `! ^+ I) l5 o楼上wx040407主任：
% X: S. r( w& p7 ]4 p 你好！感谢你的指点，金相图片中石墨小的是心部组织，石墨球大的是近表面组织，试块厚度尺寸为 25mm。现在我非常不理解的是为何表里会有如此的不一致？？（我们共做了5个样，情况都是这样， ...

That's impossible!!!

心部石墨小，不均匀，难道会有反白口现象，基体组织中观察到渗碳体？不太可能。

tpyxy · 发表于 2009-5-18 12:31:25

1、球化分级：外表面为3级（球化率80%~90%），内心为4级（球化率70%~80%）。
2、石墨大小分级：外表面为5级，内心为6级。
3、珠光体为20%。
腐蚀后，看基体，珠光体20%偏低，最好控制在35%~45%的范围内。
石墨数量偏少。内心球化级别低，具体合格是否得看客户的要求。

cylin123 · 发表于 2009-5-18 13:25:01

石墨球化率應有90%以上

JKL336 · 发表于 2009-5-18 18:20:22

先查此工件工作面及工作面深度要求，再进行判别，无法查找的话，按2mm工作面判别！！！

cjstgm · 发表于 2009-5-18 20:09:42

非常感谢坛中专家的指点。我打过硬度，该试样的硬度在162/165HB左右，按照国标应该在170/230HB,另外送检的同批次抗拉强度试棒也发现有一件抗拉强度只有480Mpa，所以该批次铸件我们判定为不合格。
现在我还有个问题：在铸件没有其他铸造缺陷的前提下，抗拉强度的高低是否与珠光体有直接的关系？我想应该是的，但供应商告诉我“灰铁的强度与珠光体有密切关系，球铁的强度与珠光体关系不大”不知该说法是否正确？还烦请各位专家指点！

[ 本帖最后由 cjstgm 于 2009-5-18 20:13 编辑 ]

wahg · 发表于 2009-5-19 13:35:26

"球铁的强度与珠光体关系不大”这种说法是错误的。球铁在许多情况下都是通过正火时的加热温度，及随后的冷却速度来调节珠光体含量和分布形态，达到控制铸件强度和塑性。

[ 本帖最后由 wahg 于 2009-5-19 13:38 编辑 ]

tpyxy · 发表于 2009-5-19 15:33:00

一、灰铁、球铁硬度与基体关联，关键的看两种材质的基体状态：
1、灰铁的主要基体为珠光体，请见附件“汽车用灰铁SAE J431”有关灰铁硬度要求。
2、球铁的主要基体则根据牌号有明显的区别：请见附件“球铁用球铁SAE J434”有关球铁硬度要求。
  （1）、QT400-18:主要基体为铁素体，硬度偏低。
  （2）、QT450-12:主要基体为铁素体、少量珠光体，硬度适中。
  （3）、QT500-7 : 主要基体为珠光体和铁素体，根据零件的形状、厚度，决定哪种基体稍多一些。
  （4）、QT700-3 : 主要基体为珠光体，硬度偏高。
球铁的硬度范围大，随着球铁珠光体的增加，硬度增加，但是相比较灰铁来讲，变化不明显，因为灰铁的主要基体为珠光体，而球铁有铁素体基体存在。所以客户的工程师的说法是有针对性的，在一定的范围内有道理。
当然，当球铁牌号接近QT700-3甚至更高，基体主要为珠光体，所以此时硬度，球铁、灰铁与基体的关联就一样了。

tiesu · 发表于 2009-5-31 10:36:49

请问楼上有QT450-12的材质吗？还有我做拉伸试验的时候材质是QT450-10的，试棒的抗拉强度怎么达到500MPa了，可是看金相的时候珠光体的数量只有5% 。还有我想问一下对于QT4 50-10的材质一般抗拉强度上限有没有规定我怎么有时候做试棒的时候都超过500MPa 了。

lhb198375 · 发表于 2009-6-3 19:32:53

强度超过了，就怕延伸率达不到呀？基体中珠光体含量高了

cabsun · 发表于 2010-5-31 14:48:07

请问楼上有QT450-12的材质吗？还有我做拉伸试验的时候材质是QT450-10的，试棒的抗拉强度怎么达到500MPa了，可是看金相的时候珠光体的数量只有5% 。还有我想问一下对于QT4 50-10的材质一般抗拉强度上限有没有规 ...
5 H# }' p/ B6 _3 Atiesu 发表于 2009-5-31 10:36 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif

QT450-12 牌号是美制牌号，全部列出来是65-45-12，这三个数据单位依次是ksi ksi 无，依次表示抗拉强度，屈服强度，延伸率12%。
ksi到MPa的换算是KSI*6.9=MPa
所以LZ你测到抗拉500MPa是合格的

f030913 · 发表于 2010-6-4 11:58:21

应该与壁厚关系不大，主要问题应该是孕育剂分散不均匀，导致各处形核不一致，石墨球生长产生较大差别。

wxyyf · 发表于 2012-2-1 14:18:17

本帖最后由 wxyyf 于 2012-2-2 09:57 编辑

补充问一点，希望各位大侠给予帮助，不胜感激！
在其他条件相同的情况下，粗片状珠光体的QT,与细片状珠光体多的QT，哪种性能更好一点，（强度，延伸率，冲击功等）为什么！
谢谢

bobqu · 发表于 2012-2-1 15:38:13

一般来讲都是组织越细越好，机械性能好。

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