[灰铸铁铸件生产技术灰铸铁组织灰铸铁组织]职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库灰铸铁铸件生产技术课程灰铸铁的组织灰铸铁的金相组织主要由基体组织和片状石墨组成，除此以外，还有少量氧化物、碳化物、磷化物、硫化物等夹杂物。一、灰铸铁中的石墨组织灰铸铁结晶时，由于冷却速度和硅元素的影响发生了石墨化现象，灰铸铁中大量的碳以石墨的形式存在。石墨本身有两个显著特点：一是密度小（约为2.25g/cm3），其在铸铁中占有的体积较大，质量分数约为3%的石墨在铸铁中占到10%的体积；二是石墨硬度、强度很低，而且较脆。因而，片状石墨在灰铸铁中存在，不仅减少了基体组织的有效承载面积，而且相当于许多裂口一样，对金属基体起到割裂作用。同时，由于引起应力集中，致使金属集体的力学性能不能充分发挥，从而使灰铸铁的抗拉强度较低，塑性几乎为零。灰铸铁中石墨的形状、分布、大小和数量对灰铸铁的性能产生了决定性的作用。1.石墨形态灰铸铁中的石墨以片状为主，同时存在少量蠕虫状、团虫状、团块状和球状石墨等。图2-1是灰铸铁放大100倍时的金相组织。如果将通过深度腐蚀后观察石墨的立体形态，就会看到各共晶团内的石墨是一簇簇的，由同一核心组成，呈花朵状，如图1所示。图1灰铸铁的金相组织（×100）图2石墨的形态2.片状石墨的分布GB/T7216-2009《灰铸铁金相检验》规定将片状石墨的分布形态分为六种，如图3所示。（c）（a）（b）（（c）（a）（b）（d）（e）（f）图3片状石墨的分布类型（a）A型；（b）B型；（c）C型；（d）D型；（e）E型；（f）F型片状石墨的六种分布形式的特征、形成条件及其对灰铸铁力学性能的影响见表1。其中A型和D型石墨的扫描电镜照片如图4所示。表1片状石墨的六种分布形状分布形式代号特征形成条件对铸铁力学性能的影响细片状A片状石墨呈无方向均匀分布接近共晶的亚共晶成分，砂型铸造，冷却速度不大时在六种分布形式中，A型石墨是灰铸铁中经常出现的一种，而且使铸铁具有比较好的力学性能菊花状B片状及细小卷曲的片状石墨聚集成菊花状分布接近共晶的亚共晶成分，冷却速度较A型大，核条件较A型石墨差其力学性能较A型差块片状C初生的粗大直片状石墨，相当于A型石墨中分布有粗大的块状，且无方向性多出现在具有过共晶成分的铸铁中，特别是铸件厚大，冷却速度较慢时易出现由于石墨粗大，其力学性能急剧下降枝晶点状D细小卷曲的片状石墨在枝晶间呈无方向分布多出现在冷却速度较大，碳、硅含量较低的亚共晶灰铸铁中常出现在含碳量较低的高牌号、薄壁铸件中，性能较E型石墨好枝晶片状E片状石墨在枝晶二次分枝间呈方向性分布多出现在远离共晶点的亚共晶成分中，但冷却速度较D型小由于晶间石墨分布有方向性，力学性能较差星状F初生的星状（或蜘蛛状）石墨，相当于粗大的C型石墨上生长着许多小片状石墨，均匀无方向性经常出现在过共晶成分的高碳铸铁中，冷却速度较C型大的薄壁铸件中使铸件力学性能降低从表中可见，相同条件下，片状石墨的六种分布形式中以细小的A型石墨出现时，灰铸铁的性能较好。（a）（b）图4A型和D型石墨的扫描电镜照片（a）A型石墨；（b）D型石墨3.片状石墨的长度灰铸铁中石墨越长，即石墨片越粗大，力学性能越差。根据GB/T7216-2009的规定，石墨长度在放大100倍的金相显微镜下进行检验，共分为八级，见表2。检验时可对照标准图册进行评定。表2石墨长度分级（×100倍）级别12345678名称石长100石长75石长38石长18石长9石长4.5石长2.5石长1.5石墨长度/mm＞100＞50~100＞25~50＞12~25＞6~12＞3~6＞1.5~3≤1.54.石墨数量在基体组织、石墨大小及其分布相同的情况下，石墨数量增加，减小了铸件有效承载面积，使力学性能下降。因此，越是高牌号灰铸铁，要求石墨数量越少。由于石墨数量是指石墨片在金相照片上所占的面积分数，目前尚无统一的评价标准。二、灰铸铁的基体组织灰铸铁的铸态组织基体组织一般有铁素体（F）、珠光体（P）以及铁素体与珠光体的混合基体（F＋P），如图5所示。（a）（b）（c）图5灰铸铁的基体组织（a）铁素体基体；（b）珠光体基体；（c）混合基体如出现白口化现象时，会存在低温莱氏体组织。热处理状态下，其基体组...
