灰铸铁的基本组织解析

4.3.2.1 石墨分布形态

片状石墨是灰铸铁特有的石墨形态。国标GB/T 7216—2009《灰铸铁金相检验》将石墨的二维形态分成A、B、C、D、E、F等六种类型，见表4-2。片状石墨的二维形态各异，却具有共同的特点，即石墨片细而长，端部尖锐，表明石墨片较为光滑。图4-10~图4-14所示为不同形态的石墨组织。

铸铁的共晶团是石墨和奥氏体组成的共晶体。灰铸铁中共晶团是由石墨—奥氏体交叉生长，石墨端部始终伸向铁液并领先向铁液生长而形成的。灰铸铁共晶团大致呈球形，石墨核心向各个方向弯曲分枝，在同一共晶团内，石墨片的各个分枝往往连接在一起，连成一个球形整体。

在实际铸件中，往往同时存在几种石墨形态。图4-15~图4-18所示为多种石墨形态共存的组织。石墨的分布形态影响铸件的力学性能，比较而言，以A型和B型石墨的分布形态为好。

表4-2 片状石墨的分布形状及形成原因

4.3.2.2 缺陷组织

铸件缺陷名目较多，国标都以缺陷外观特征作为分类依据。包括孔眼、裂纹、表面缺陷、形状尺寸或重量不合格、铸件组织性能不合格等五类。其中铸件组织不合格主要包括铸件夹杂、缩孔和缩松、魏氏石墨和网状石墨等三类；而铸造裂纹一旦出现，铸件势必报废。下面主要介绍组织缺陷和裂纹。

（1）铸件夹杂　铸件夹杂是由铸件内或表面上存在的和基本金属成分不同的质点，包括渣、砂、涂料层、氧化物、硫化物、硅酸盐等。图4-19所示为灰铸铁中存在夹杂物的未经腐蚀的组织。

（2）缩孔和缩松　缩孔和缩松是铸件中常见的一类缺陷。缩孔通常在铸件内部、表面或近表面处有大小不等的光滑孔眼，形状有圆的、长的及不规则的，有单个的，也有聚集成片的，颜色为白色或带一层暗色，有时由于高温阶段氧化会覆有一层氧化皮。缩松则存在于铸件厚断面内部，两交界面、厚断面和厚断面交界处的内部或表面，形状不规则、孔内粗糙不平，晶粒粗大，有时呈枝晶状分布。图4-20和图4-21所示为典型缩孔和缩松缺陷组织。

（3）魏氏石墨和网状石墨　当铁液中的铅含量较高时（Pb>0.005%），尤其是与较高的氢含量相互作用，在厚大断面的铸件很容易形成魏氏石墨。当这类铸件凝固完毕，继续冷却时，奥氏体中的碳要析出，成为固态下的二次石墨。在正常情况下，二次石墨仅使共晶石墨片增厚，这对力学性能不会产生很大影响。但氮和氢含量高时，会使奥氏体一定晶面上石墨表面能降低，使二次石墨沿着奥氏体一定晶面长大，伸入金属基体中，在显微镜下观察，在片状石墨的侧面长出许多像毛刺一样的小石墨片，俗称“石墨长毛”，这就是魏氏石墨及形成原因。在铸铁中的铝能促使铁液吸氢，而增加其氢含量，因此铝对魏氏石墨的形成也有间接的影响。此外，当灰铸铁中存在微量碲元素，会导致石墨以网状方式析出。图4-22~图4-24所示为未经腐蚀的魏氏石墨和网状石墨的组织。图4-25~图4-27为腐蚀后魏氏石墨和网状石墨组织图，其基体组织为珠光体。

（4）铸造裂纹　铸件的裂纹缺陷主要可分为热裂纹和冷裂纹。热裂纹是铸件在凝固后期，在接近固相线的高温下形成的，与合金成分、铸型、浇注系统有密切关系，热裂纹处往往会伴随有高温氧化。冷裂纹是在较低温度下，由于热应力和收缩应力的综合作用，铸件内应力超过合金的强度而产生。所有减小铸件内应力或降低合金脆性的因素都能防止冷裂。灰铸铁中由于片状石墨的割裂，石墨边缘会成为裂纹的主要扩展路径。图4-28和图4-29所示为灰铸铁中低倍裂纹形貌和裂纹两侧的高倍组织图，裂纹通常沿石墨边沿进行扩展，并且在高温下，裂纹两侧还会出现氧化现象。

4.3.2.3 基体组织

实际生产中应用的灰铸铁主要是以珠光体为基体，随着基体中珠光体含量的增加和细化（片间距减小、分散度增大），铸铁的强度、硬度和耐磨性将提高。灰铸铁的耐磨性也是随基体强度提高而增加的。灰铸铁的基体组织相当于钢的组织，常见的有铁素体基体、铁素体+珠光体基体、珠光体基体三种类型。其中铁素体+珠光体基体最为常见。珠光体基体灰铸铁的强度大于混合基体灰铸铁的强度，混合基体灰铸铁的强度大于铁素体基体灰铸铁的强度。图4-30所示为铁素体基体的灰铸铁。图4-31~图4-39所示为铁素体+珠光体混合基体的灰铸铁，其中随珠光体的比例不断提高，灰铸铁的强度随之提高。

由于大部分灰铸铁件要作低温时效以消除应力，较少进行改变组织的热处理，而灰铸铁基体组织中的铁素体，使铸铁的强度和耐磨性降低，所以铸态的基体组织对性能有着重要影响。因此评定珠光体数量是判断灰铸铁质量的一个重要依据。根据珠光体数量的变化和对强度的影响，我国将珠光体数量分为八级。图4-40所示为珠光体基体的灰铸铁。

珠光体的形态在基体组织中一般呈片状，偶尔也有粒状珠光体的形态。片状珠光体的粗细会影响材料的力学性能，不过珠光体的粗细对材料力学性能的影响不如珠光体数量的多少对力学性能影响来得显著。由于原材料质量和变质剂、孕育剂的使用，在铸件中还可能出现不同类型的夹杂物；冷却条件不同，会导致石墨的形态不同，也会导致在同一铸件中有时会出现不同区域基体组织分布不均匀的现象。图4-41~图4-53中均有夹杂物出现，基体为珠光体组织，其中图4-52、图4-53基体组织中则出现了铁素体，成为铁素体+珠光体混合基体的灰口铸铁，并且石墨形态为D型石墨。

图4-54所示是刹车盘的铸造缺陷的宏观形貌。图4-55~图4-60是对应区域的显微组织图片，石墨呈片状，其中氧化比较严重的区域表现为珠光体+铁素体+网状氧化皮夹杂+块状氧化物，如图4-55~图4-58所示；氧化非常严重的区域，组织为铁素体+魏氏石墨+块状氧化物，如图4-59、图4-60所示。

为提高灰铸铁强度或表面耐磨性，有时采用等温淬火处理或表面淬火处理。图4-61所示为经等温淬火处理，显微组织为贝氏体+马氏体+片状石墨。图4-62、图4-63所示为经表面淬火处理，显微组织为高碳马氏体+网状碳化物+残余奥氏体+片状石墨。

图4-64~图4-66所示是合金铸铁（气缸套）对应的显微组织，为珠光体+铁素体+B型及D型石墨。

4.3.2.4 碳化物和磷共晶

（1）碳化物　铸铁结晶时，根据化学成分和冷却速度不同，铁液可以按照Fe-C（石墨）稳定系相图结晶，也可以按照Fe-Fe₃C亚稳定系相图结晶，如果按照后者，则碳以渗碳体形式存在。实际生产中，灰铸铁中的碳化物很少，但在合金铸铁和耐磨铸铁中，会有较多碳化物存在，根据碳化物形态，可分为针条状碳化物、网状碳化物、块状碳化物和莱氏体状碳化物。碳化物具有很高的硬度，脆性很大，会降低铸铁的韧性，并且在加工时，成为硬质点，恶化加工性能，因此碳化物在铸铁中是缺陷相。国家标准将碳化物分为六级：碳1、碳3、碳5、碳10、碳15、碳20，表示碳化物含量的体积分数。

（2）磷化物　铸铁中经常含有较多的磷，磷在奥氏体或铁素体中的溶解度很小。固态纯铁中能溶解磷1.2%（质量分数），而含碳3.5%（质量分数）的铸铁中，只能溶解磷0.3%（质量分数），再加上结晶偏析的结果，常常会有磷共晶出现。因为磷共晶的熔点较低，在铁液结晶凝固时，由于偏析形成的富磷液体被挤到奥氏体的晶粒间的空隙处，凝固后形成连续的或不连续的晶界网状的磷共晶。当铸铁中磷含量较高时，磷共晶常以连续网状分布在共晶团的团界上，显著地降低铸铁的强度，增加脆性。但如果在一定范围内提高铸铁的磷含量，使基体上存在少量均匀而孤立分布的磷共晶，则不仅不降低强度，反而有利于提高铸铁的耐磨性，磷使相图上的共晶点左移，降低铸铁的熔点和共晶温度，提高铁液的流动性，改善铸造性能。

铸铁中的磷共晶的常见类型有四种：二元磷共晶、三元磷共晶、二元磷共晶-碳化物复合物、三元磷共晶-碳化物复合物。这四种类型的磷共晶显微组织分别如图4-67~图4-79所示。其中图4-67~图4-69中所示的磷共晶呈断续网状；图4-70~图4-74中所示主要是二元磷共晶，图4-75和图4-76中所示既有二元磷共晶，又有部分三元磷共晶；图4-77~图4-79所示为复合磷共晶组织。

4.3.2.5 共晶团

共晶团是奥氏体和石墨的共晶晶粒，研究共晶团尺寸的大小，可以了解铸铁性能的变化，特别是当生产高牌号孕育铸铁时可以根据共晶团的细化程度，看出孕育剂作用的效果，为生产工艺提出改进方向。光学显微镜下观察共晶团的边界呈白色，一般认为是低熔点合金元素的偏析区。但在亚共晶灰铸铁中，如低熔点物质较少时，在共晶团边界上也清楚地看到初生奥氏体枝晶。共晶团的细化能提高灰铸铁的强度，因此可以通过共晶团数量的多少或尺寸大小评定铸铁的质量。国家标准规定灰铸铁共晶团的检验在放大倍数10倍或40倍下，枝晶为70mm的视场内，观察共晶团的个数，或者由每平方厘米内实际共晶团的数目来评定级别，图4-80~图4-83所示为放大10倍观察的不同级别共晶团的组织照片。

图4-10a　100×

图4-10b　100×

图号：4-10 材料：灰铸铁

处理工艺：铸造缓慢冷却　浸蚀方法：未浸蚀

组织说明：黑色片状为A型石墨，片状石墨在黄色基体上均匀分布。

图4-11a　100×

图4-11b　100×

图号：4-11 材料：共晶高磷合金铸铁（气缸套）

处理工艺：离心铸造（快速冷却） 浸蚀方法：未浸蚀

组织说明：B型石墨（黑色），片状与点状石墨聚集成菊花状分布；心部为少量点状，外围为卷曲片状石墨。

图4-12a　100×

图4-12b　100×

图号：4-12 材料：灰铸铁（气缸套）

处理工艺：离心铸造缓慢冷却 浸蚀方法：未浸蚀

组织说明：图4-12a所示为C型石墨，带尖角块状和特别粗大片状初生石墨。图4-12b中左部大块、长条状为C型石墨，右下部存在少量E型石墨。

图4-13a　100×

图4-13b　100×

图号：4-13 材料：亚共晶灰铸铁

处理工艺：铸造快速冷却 浸蚀方法：未浸蚀

组织说明：D型石墨，黑色点状、细片状石墨呈无序状态在枝晶间分布，为过冷石墨，黄色的枝晶为先析出奥氏体组织所处区域。

图4-14a　100×

图4-14b　100×

图号：4-14 材料：亚共晶灰铸铁

处理工艺：铸造缓慢冷却 浸蚀方法：未浸蚀

组织说明：E型石墨，短小片状石墨呈有序状态在枝晶间分布，厚壁件缓慢冷却形成石墨的有序排列。

图4-15 100×

图号：4-15 材料：灰铸铁

处理工艺：铸造快速冷却 浸蚀方法：未浸蚀

组织说明：F型石墨，石墨呈星状（或蜘蛛网状）与短片状混合均与分布。

图4-16 100×

图号：4-16 材料：灰铸铁

处理工艺：铸造 浸蚀方法：未浸蚀

组织说明：E型+D型混合石墨，黑色片状为E型石墨，棕色为D型石墨。

图4-17a　100×

图4-17b　100×

图号：4-17 材料：灰铸铁

处理工艺：铸造 浸蚀方法：未浸蚀

组织说明：E型+D型石墨，图4-17a中D型石墨多，图4-17b中E型石墨多。

图4-18a　100×

图4-18b　100×

图号：4-18 材料：铌铬合金铸铁（活塞环）

处理工艺：铸造 浸蚀方法：未浸蚀

组织说明：图4-18a为A型+F石墨，图4-18b为A型+E型+F石墨。

图4-19a　100×

图4-19b　100×

图号：4-19 材料：灰铸铁

处理工艺：铸造 浸蚀方法：未浸蚀

组织说明：图4-19a为A型石墨（黑色粗大片状）+硫化物及钛化物夹杂（小颗粒）；图4-19b为A型（黑色长条）+E型石墨（排列有序的细小条状）+夹杂（点状、颗粒状和小块状）。

图4-20a　100×

图4-20b　100×

图号：4-20 材料：灰铸铁

处理工艺：铸造 浸蚀方法：未浸蚀

组织说明：图4-20a为A型石墨（黑色条状）+显微缩松（黑色的大块状区域）；图4-20b为A型石墨（黑色条状）+枝晶状缩松（深黑色）。

图4-21a　100×

图4-21b　50×

图号：4-21 材料：灰铸铁

处理工艺：铸造 浸蚀方法：未浸蚀

组织说明：图4-21a为A型石墨（细小条状）+枝晶缩松（黑色块状区域）；图4-21b为A型石墨（细小条状）+缩松孔（中心黑色区域）+氧化皮夹杂（缩松孔周围黑色小块，有沿晶特征）。

图4-2 2100×

图号：4-22 材料：灰铸铁

处理工艺：铸造 浸蚀方法：未浸蚀

组织说明：二次石墨（细小的网状石墨）+魏氏石墨（大片石墨周围分布有细小的二次石墨）。

图4-23 100×

图号：4-23 材料：灰铸铁

处理工艺：铸造 浸蚀方法：未浸蚀

组织说明：魏氏石墨+少量夹杂（点状和颗粒状）。

图4-24a　100×

图4-24b　200×

图号：4-24 材料：灰铸铁

处理工艺：铸造 浸蚀方法：未浸蚀

组织说明：微量元素Te、Pb等干扰所形成的网状石墨组织，其他点状为Te、Pb的夹杂物。

图4-25a　500×

图4-25b　500×

图号：4-25 材料：灰口铸铁

处理工艺：铸造 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀、DIC照明

组织说明：片状珠光体和微量元素Pb、Al等干扰所形成的魏氏石墨。

图4-26a　400×

图4-26b　400×

图号：4-26 材料：灰铸铁

处理工艺：铸造 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀

组织说明：蓝棕色片状珠光体，沿石墨边沿分布的白色铁素体，微量元素Pb、Al等干扰所形成的魏氏石墨（黑色）。

图4-27a　400×

图4-27b　400×

图号：4-27 材料：灰铸铁

处理工艺：铸造 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀

组织说明：蓝白色片层和棕色区域为珠光体，少量铁素体沿石墨周围分布，微量元素Te、Pb等干扰所形成的网状石墨。

图4-28a　100×

图4-28b　100×

图号：4-28 材料：灰铸铁

处理工艺：铸造 浸蚀方法：未浸蚀

组织说明：图4-28a为基体+D型石墨，铸件表面薄壁处出现裂纹，裂纹处存在大量过冷石墨，裂纹沿石墨延伸。图4-28b形态同图4-28a，但图下部零件表面处存在明显的氧化层。

图4-29a　500×

图4-29b　500×

图号：4-29 材料：灰铸铁

处理工艺：铸造 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀

组织说明：基体组织为珠光体（蓝白色相间的细小片层状）+D型石墨（无序排列的黑色条状），深棕色区域为裂纹呈沿石墨延伸状态。

图4-30a　400×

图4-30b　400×

图号：4-30 材料：灰铸铁

处理工艺：铸造 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀、DIC照明

组织说明：铁素体（图4-30a中纯的橙色或图4-30b中紫红色）+片状石墨（黑色），图4-30a有微量珠光体（蓝色的小块状）。

图4-31a　400×

图4-31b　400×

图号：4-31 材料：灰铸铁

处理工艺：铸造 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀、DIC照明

组织说明：不同偏光处理，基体组织呈现不同颜色，图4-31a中铁素体基体为红色，图4-31b中呈橙色，块状区域为珠光体（上图墨绿色、下图蓝色），黑色均为片状石墨，珠光体含量较少。

图4-32a　400×

图4-32b　400×

图号：4-32 材料：灰铸铁

处理工艺：铸造 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀、DIC照明

组织说明：基体组织为白色的铁素体和彩色的片层状的珠光体，黑色的片状石墨，珠光体含量较图4-31有明显增加。

图4-33 100×

图号：4-33 材料：灰铸铁

处理工艺：铸造 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀

组织说明：基体铁素体（黄色）+珠光体（褐色），分布有E型及D型石墨。

图4-34 400×

图号：4-34 材料：灰铸铁

处理工艺：铸造 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀、DIC照明

组织说明：铁素体（白色）+珠光体（黄蓝色片层）+黑色片状A型石墨。

图4-35a　400×

图4-35b　400×

图号：4-35 材料：灰铸铁

处理工艺：铸造 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀、DIC照明

组织说明：等轴状铁素体（图4-35a红色、图4-35b白色）+片层状珠光体（图4-35a墨绿色、图4-35b蓝色）+片状石墨，图4-35b中有少量点状、小块状钛化物、硫化物夹杂。

图4-36 400×

图号：4-36 材料：灰铸铁

处理工艺：铸造 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀

组织说明：铁素体（白色）+珠光体（蓝色）及黑色片状石墨。

图4-37 100×

图号：4-37 材料：灰铸铁

处理工艺：铸造 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀、DIC照明

组织说明：基体为少量铁素体（黄色）+大量细小片状珠光体（深色区域），分布有片状石墨。

图4-38a　400×

图4-38b　100×

图号：4-38 材料：灰铸铁

处理工艺：铸造 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀、DIC照明

组织说明：基体为铁素体（黄色）+珠光体（蓝色层片），黑色为片状石墨。

图4-39a　400×

图4-39b　400×

图号：4-39 材料：灰铸铁

处理工艺：铸造 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀

组织说明：极少的铁素体（黄色块状）+珠光体（蓝、绿、棕色与黄色层片分布）及黑色片状石墨。

图4-40a　500×

图4-40b　500×

图号：4-40 材料：灰铸铁

处理工艺：铸造 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀

组织说明：细片状珠光体+黑色大片状的石墨（图4-40a明场照明，珠光体中黄色为铁素体相，细小的黑色片为渗碳体相，图4-40b暗场照明，基体组织的显示正好相反，白色细片为渗碳体相，黑色的细片为铁素体相）。

图4-41a　500×

图4-41b　500×

图号：4-41 材料：灰铸铁

处理工艺：铸造 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀

组织说明：经DIC照明偏光显示，基体为珠光体，呈颜色丰富的片层组织，长条状深棕色为片状石墨，图4-41b中有少量棱角分明，亮黄色的四方块为钛化物夹杂。

图4-42a　500×

图4-42b　500×

图号：4-42 材料：灰铸铁

处理工艺：铸造 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀、DIC照明

组织说明：黑色大片状石墨+少量硫化物夹杂（小点状、小块状），其余为珠光体。

图4-43a　500×

图4-43b　500×

图号：4-43 材料：灰铸铁

处理工艺：铸造 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀、DIC照明

组织说明：黑色片状石墨+少量硫化物及钛化物夹杂，其余为珠光体。

图4-44a　500×

图4-44b　500×

图号：4-44 材料：灰口铸铁

处理工艺：铸造 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀、DIC照明

组织说明：图4-44a珠光体（彩色片状）+片状石墨+球状夹杂物（黑色）。图4-44b珠光体（彩色片状）+片状石墨+小颗粒状硫化物及钛化物夹杂。(www.xing528.com)

图4-45a　500×

图4-45b　500×

图号：4-45 材料：灰铸铁

处理工艺：铸造 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀、DIC照明

组织说明：边界分明的黄色块状内有棕色点状组织为磷共晶，黑色长片为石墨，黑色点状、粒状为硫化物夹杂，其余为珠光体。

图4-465 00×

图号：4-46 材料：灰铸铁

处理工艺：铸造 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀、DIC照明

组织说明：少量磷共晶（白色的块中分布着黑色的点状物）+片状石墨，其余为珠光体。

图4-47 500×

图号：4-47 材料：灰铸铁

处理工艺：铸造 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀、DIC照明

组织说明：珠光体+夹杂物（黑色颗粒和橙红色四方块）+碳化物+片状石墨。

图4-48a　500×

图4-48b　500×

图号：4-48 材料：灰铸铁

处理工艺：铸造 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀、DIC照明

组织说明：沿原奥氏体晶界析出的块状碳化物（图4-48a中亮白色、图4-48b中黄色块状）+黑色长片状石墨，其余为珠光体。

图4-49a　500×

图4-49b　500×

图号：4-49 材料：灰铸铁

处理工艺：铸造 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀

组织说明：沿晶界分布的网状碳化物及铁素体，网状组织中间的不连续链状组织为碳化物，黑色片状为石墨，其余为珠光体。

图4-50 100×

图号：4-50 材料：灰铸铁

处理工艺：铸造 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀

组织说明：黄绿色、褐色基体组织为珠光体，块状亮黄色区域为碳化物，褐色长条为片状石墨。

图4-51 500×

图号：4-51 材料：灰铸铁

处理工艺：铸造 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀

组织说明：碳化物（白色）+硫化物（灰色）+片状石墨，其余为珠光体。

图4-52a　200×

图4-52b　500×

图号：4-52 材料：灰铸铁

处理工艺：铸造 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀

组织说明：白色铁素体（图4-52a中铁素体量多，图4-52b中铁素体较少）+D型石墨（黑色），其余为珠光体。

图4-53a　400×

图4-53b　400×

图号：4-53 材料：灰铸铁

处理工艺：铸造 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀

组织说明：铁素体（白色，分布在石墨周围）+珠光体（片层组织）+D型石墨+硫化物夹杂（灰色粒状）。

图4-54 1×

图号：4-54 材料：灰铸铁（刹车盘）

处理工艺：铸造 浸蚀方法：未腐蚀

组织说明：刹车盘在刹车试验过程产生不连续的裂纹。

图4-55 50×

图号：4-55 材料：灰铸铁（刹车盘）

处理工艺：铸造 浸蚀方法：未浸蚀

组织说明：石墨和基体严重氧化，形成熔化空洞，孔洞相连成为裂纹。

图4-56a　400×

图4-56b　400×

图号：4-56 材料：灰铸铁（刹车盘）

处理工艺：铸造 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀

组织说明：珠光体（蓝白色）+网状氧化皮夹杂（黑色）+少量铁素体（刹车盘基体晶界处热氧化，轻微脱碳，网状白色区域）。

图4-57a　500×

图4-57b　500×

图号：4-57 材料：灰铸铁（刹车盘）

处理工艺：壳型铸造 浸蚀方法：图4-57a未浸蚀，图4-57b为4%硝酸酒精溶液浸蚀

组织说明：图4-57a中黄色为基体，连续网状黑色为氧化物，灰色颗粒为硫化物夹杂，长而宽的黑色条状为石墨。图4-57b中基体为珠光体，网状氧化物、硫化物夹杂+片状石墨。

图4-58a　500×

图4-58b　500×

图号：4-58 材料：灰铸铁（刹车盘）

处理工艺：壳型铸造 浸蚀方法：图4-58a未浸蚀，图4-58b为4%硝酸酒精溶液浸蚀

组织说明：图4-58a为片状石墨+高热使石墨和基体严重氧化形成的氧化物和孔洞，黄色为未腐蚀的基体组织；图4-58b为珠光体，少量铁素体沿片状石墨分布，黑色片状石墨，中间大块状为高温氧化产物。

图4-59a　500×

图4-59b　500×

图号：4-59 材料：灰铸铁（刹车盘）

处理工艺：壳型铸造 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀

组织说明：铸件严重氧化脱碳，形成异常组织。图4-59a中珠光体（右侧褐色区域）+铁素体（纯黄色）+片状石墨+氧化物（左侧大块黑色区域）。图4-59b中珠光体（左侧绿黄色片层组织）+铁素体（纯黄色）+片状石墨，脱碳区的石墨片边缘氧化明显。

图4-60a　500×

图4-60b　500×

图号：4-60 材料：灰铸铁

处理工艺：铸造 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀

组织说明：铸件采用壳型铸造，在铸件热节部位由于在高温的持续作用下，铸件局部严重氧化，形成异常组织。氧化区组织为铁素体（黄色）+魏氏石墨（黑色）和氧化物（石墨周围），黑色小点状也为氧化物。

图4-61a　500×

图4-61b　500×

图号：4-61 材料：灰铸铁

处理工艺：等温淬火 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀、DIC照明

组织说明：棕色和黄色细针状为贝氏体，蓝色片状为马氏体，绿色、黑色长条为片状石墨。

图4-62a　500×

图4-62b　500×

图号：4-62 材料：灰铸铁

处理工艺：表面淬火 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀+热染色

组织说明：高碳马氏体（褐色和蓝色竹叶状）+残留奥氏体（白色）+片状石墨（弯曲的长条，褐色和灰绿色）。

图4-63a　500×

图4-63b　500×

图号：4-63 材料：灰铸铁

处理工艺：表面淬火 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀、DIC照明

组织说明：高碳马氏体（蓝色、绿色竹叶状）+网状碳化物（黄色网状分布，有明显界面）+残留奥氏体（黄色基体）+片状石墨（图4-63b图中褐色长条，图4-63a图中无）。

图4-64a　100×

图4-64b　100×

图号：4-64 材料：高磷合金铸铁（气缸套）

处理工艺：离心铸造 浸蚀方法：4%硝酸酒精浸蚀

组织说明：珠光体（棕褐色）+铁素体（黄色枝晶状）+B型及D型石墨。

图4-65a　100×

图4-65b　200×

图号：4-65 材料：高磷合金铸铁（气缸套）

处理工艺：离心铸造 浸蚀方法：4%硝酸酒精浸蚀

组织说明：珠光体（图4-65a中深褐色网状区域，图4-65b中绿色大块状）+铁素体（黄色枝晶状）+B型及D型石墨（黑色和绿色片状）。

图4-66a　100×

图4-66b　100×

图号：4-66 材料：高磷合金铸铁（气缸套）

处理工艺：离心铸造 浸蚀方法：4%硝酸酒精浸蚀、DIC照明

组织说明：珠光体（图4-66a中蓝色、红色区域，图4-66b中绿色、赭色区域）+铁素体（图4-66a中白色，图4-66b中黄色）+B型石墨。

图4-67a　100×

图4-67b　100×

图号：4-67 材料：高磷合金铸铁（气缸套）

处理工艺：离心铸造 浸蚀方法：图4-67a未腐蚀，图4-67b 4%硝酸酒精浸蚀

组织说明：图4-67a中黄色为基体组织，黑色为B型石墨+D型石墨；图4-67b中组织为珠光体（褐色）+断续网状磷共晶（黄色区域）+B型石墨+D型石墨（黑色）。

图4-68a　100×

图4-68b　100×

图号：4-68 材料：高磷合金铸铁（气缸套）

处理工艺：离心铸造 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀

组织说明：珠光体（褐色）+大量铁素体（黄色）+磷共晶（断续网状，边界分明的不规则的黄色块状区域）+B型石墨+D型石墨。

图4-69a　100×

图4-69b　100×

图号：4-69 材料：高磷合金铸铁（气缸套）

处理工艺：离心铸造 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀

组织说明：珠光体（图4-69a中紫色，图4-69b中绿、棕色）+断续网状磷共晶（图4-69a浅蓝色，图4-69b中亮黄色）+石墨（黑色）。

图4-70a　500×

图4-70b　500×

图号：4-70 材料：高磷合金铸铁（气缸套）

处理工艺：离心铸造 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀、DIC照明

组织说明：图4-69a中为磷共晶（黄色的磷化三铁的基体上分布着黑色点状的奥氏体分解产物）+A型石墨（黑色长片），其余为珠光体；图4-69b中为磷共晶（黄色网状区域，均匀分布着黑色点状）+B型石墨（黑色花朵状）+少量铁素体（纯黄色，沿石墨边缘分布）。

图4-71a　500×

图4-71b　500×

图号：4-71 材料：高磷合金铸铁（气缸套）

处理工艺：离心铸造 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀、DIC照明

组织说明：磷共晶（白色的磷化三铁的基体上分布着黑色点状的奥氏体分解产物）+A型石墨，其余为珠光体。

图4-72a　500×

图4-72b　500×

图号：4-72 材料：高磷合金铸铁（气缸套）

处理工艺：离心铸造 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀

组织说明：磷共晶（白色的磷化三铁的基体上分布着黑色点状的奥氏体分解产物）+A型石墨，其余为珠光体。

图4-73a　500×

图4-73b　500×

图号：4-73 材料：高磷合金铸铁（气缸套）

处理工艺：离心铸造 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀、DIC照明

组织说明：磷共晶（黄色的磷化三铁的基体上分布着黑色点状的奥氏体分解产物）+A型石墨，其余为珠光体。

图4-74a　500×

图4-74b　500×

图号：4-74 材料：高磷合金铸铁（气缸套）

处理工艺：离心铸造 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀

组织说明：磷共晶（白色的磷化三铁的基体上分布着黑色点状的奥氏体分解产物）+A型石墨，其余为珠光体。

图4-75a　500×

图4-75b　500×

图号：4-75 材料：高磷合金铸铁（气缸套）

处理工艺：离心铸造 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀、DIC照明

组织说明：三元磷共晶，黄色磷化三铁和渗碳体基体上分布着黑色点状珠光体，长条状为石墨，其余为珠光体。

图4-76a　500×

图4-76b　800×

图号：4-76 材料：高磷合金铸铁（气缸套）

处理工艺：离心铸造 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀、DIC照明

组织说明：网状橙色区域为三元磷共晶（其中橙色基体为磷化三铁，橙色条状为渗碳体，点状物为珠光体）+片状石墨，其余为珠光体。

图4-77a　500×

图4-77b　500×

图号：4-77 材料：硼磷合金铸铁（气缸套）

处理工艺：离心铸造 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀、DIC照明

组织说明：复合磷共晶（纯橙色大块状为渗碳体，橙色上均匀分布黑色点状区域为二元磷共晶）+石墨，其余为珠光体。

图4-78a　500×

图4-78b　500×

图号：4-78 材料：硼磷合金铸铁（气缸套）

工艺：离心铸造 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀、DIC照明

组织说明：复合磷共晶（纯黄色大块状为渗碳体，黄色上均匀分布黑色点状区域为二元磷共晶）+石墨，其余为珠光体。

图4-79a　500×

图4-79b　500×

图号：4-79 材料：硼磷合金铸铁（气缸套）

工艺:离心铸造 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀、DIC照明

组织说明：复合磷共晶（纯白色大块状为渗碳体，白色上均匀分布黑色点状区域为二元磷共晶）+石墨，其余为珠光体。

图4-80 10×

图号：4-80 材料：灰铸铁

处理工艺：铸造 浸蚀方法：氯化铜、氯化镁、盐酸、酒精溶液

组织说明：孕育效果好，共晶团数量多，共晶团平均直径3.5mm。

图4-81 10×

图号：4-81 材料：灰铸铁

处理工艺：铸造 浸蚀方法：氯化铜、氯化镁、盐酸、酒精溶液浸蚀

组织说明：孕育效果较好，共晶团数量较多，共晶团平均直径4.5mm。

图4-82 10×

图号：4-82 材料：灰铸铁

处理工艺：铸造 浸蚀方法：氯化铜、氯化镁、盐酸、酒精溶液

组织说明：孕育效果一般，共晶团数量较少，共晶团平均直径7.2mm。

图4-83 10×

图号：4-83 材料：灰铸铁

处理工艺：铸造 浸蚀方法：氯化铜、氯化镁、盐酸、酒精溶液浸蚀

组织说明：孕育效果差，共晶团数量少，共晶团平均直径达9.4mm。