球铁缺陷和金相教学课件

球墨铸铁件的生产典型缺陷和金相检验2019年4月球墨铁球墨铸铁是指铁液在凝固过程中碳以球型石墨析出的铸铁。与灰铸铁相比,其金相组织的最大不同是石墨形状的改变,避免了灰铸铁中尖锐石墨的存在,使得石墨对金属基体的切口作用大为减少,基本消除了片状石墨引起的应力集中现象,使得金属基体的强度利用率达到70-90%,从而使金属基体的性能得到很大程度的发挥。球瞾鑄铁的特性球墨铸铁可以像钢一样,通过热处理和合金化等措施来进一步提高其使用性能。比如,处理过的球墨铸铁可以取得很好的韧性,延伸率高达24%;抗拉强度可以高达1400MPa,基本接近钢材。与钢材相比,球墨铸铁还有很多优点。比如铸造性能好,成本相对较低。由于球墨铸铁产量的不断增加,性能不断开发,现已成功部分取代了锻钢和铸钢,成为前景广阔的金属结构材料。球墨鑄铁的金相与力学性能金相组织与力学性能的关系力学性能与金属的金相组织密切相关,什么样的金相结构决定了什么样的力学性能。球墨铸铁也不例外,只有石墨球化,才能发挥金属基体的作用,使铸铁的力学性能大幅度提高。也只有石墨球化,进一步改变基体的性能才更有意义。因此,对球墨铸铁的金相研究,是我们了解球墨铸铁,使用球墨铸铁的前提条件。球状石墨的形成球状石墨的形成经历了形核与生长两个阶段。其中的形核是石墨的首要过程,铁液在熔炼及随后的球化、孕育处理中产生大量的非金属夹杂物,初生的夹杂物非常小,在随后浇铸、充型、凝固过程相互碰撞、聚合变大,上浮或下沉,成为石墨析出的核心。球状石墨核心形成以后,碳原子开始在核心基底上堆砌,石墨最终生成的形状决定受工艺条件影响的生长方式。所以,石墨生长过程的控制是获得球状石墨的关键。球状石墨的核心单个夹杂物复合夹杂物球状石墨的核心形核的条件石墨形核的条件石墨的形核分均质形核和异质形核均质形核:的微观原子团(G6)n—晶胚铁液过冷度达200-300C异质形核:形核基底的外来质点符合晶格匹配关系(失配度δ<12%)界面能要求——外来质点被石墨润湿形核物质1、石墨:未溶石墨、添加晶体石墨、非平衡石墨2、岩状结构碳化物基底3、氧化物、硫化物/氧化物5、铋及铋的化合物球墨铸铁孕育的目的球墨铸铁的孕育是指向铁水中加入一定数量的球化剂和孕育剂,通过球化及孕育处理使铁水在凝固时碳以球状石墨的形式形核和生长。凝固后铸铁的组织中得到球状石墨的铸铁。一般在浇注之前,在铁液中加入少量球化剂(通常为镁、稀土镁合金或含铈的稀土合金)和孕育剂(通常为硅铁),使铁水凝固后形成球状石墨。球化处理和孕育处理是生产球墨铸铁的重要环节。球墨铸铁进行孕育处理的目的是为消除球墨铸铁的白口化倾向、消除过冷石墨、促进石墨化、细化共晶团及减少晶间偏析等。球墨铸铁的孕育球化处理是球铁生产的基础,孕育处理是球铁生产的关键,孕育效果决定了石墨球的直径、石墨球数和石墨球的圆整度。为了保证孕育效果,孕育处理采用多级孕育处理。孕育处理越接近浇注,孕育效果越好。从孕育到浇注需要一定的时间,该时间越长,孕育衰退就越严重球化衰退防止:球化衰退的原因一方面和Mg、RE元素由铁液中逃逸减少有关,另一方面也和孕育作用不断衰退有关,为了防止球化衰退,采取以下措施:A、铁液中应保持有足够的球化元素含量;G、降低原铁液的含硫量,并防止铁液氧化;