蠕墨铸铁的结构特征与组织分析

时间：2023-06-29 理论教育版权反馈

【摘要】：4.5.2.2 蠕虫状石墨三维形态的重要特征1）光学显微镜中看到的部分圆形石墨，是与蠕虫状石墨的枝干连接的。

蠕墨铸铁的结构特征与组织分析

4.5.2.1 蠕虫状石墨二维形态的主要特征

1）状似蠕虫，大多数呈孤立分布，侧面不甚光滑，端部呈圆形或平直状或呈曲率半径很小的钝状。

2）蠕虫的长度与宽度（厚度）的比例约为10∶2，较片状石墨的长宽比例小。

3）蠕虫状石墨总与直径为蠕墨几倍的球状（或开花状）石墨伴生长在一起。

4.5.2.2 蠕虫状石墨三维形态的重要特征

1）光学显微镜中看到的部分圆形石墨，是与蠕虫状石墨的枝干连接的。

2）蠕虫状圆钝的端部，有螺旋位错生长的特征；平直的端部无此特征。

3）蠕虫状石墨的侧面呈层叠状。

4）在同一共晶团内，蠕虫状石墨各个分枝是彼此连接的，这与片状石墨的共晶团相似：但是蠕虫状石墨相邻共晶团之间是被金属基体隔开的，这又与球状石墨的共晶团相似。

4.5.2.3 蠕虫状石墨的结构

蠕虫状石墨与片状石墨相似，呈现出平行的纹理，这表明蠕虫生长的主导方向是基面，即（0001）面；但由于蠕虫身弯曲、扭转的程度比片状石墨大得多，故基面排列的位向也随之改变。有时，在蠕虫身中断处也可以看到呈年轮状纹理的球墨雏晶。蠕墨端部的结构有两种方式：一是呈平直状，蠕虫身的平行纹理往往延伸至端部；二是呈球状，蠕虫身的平行纹理不再向前发展，端部出现年轮状纹理。

4.5.2.4 蠕化率

蠕墨铸铁的性能主要取决于金相组织，而金相组织中最主要的因素是蠕化率。机械行业标准JB/T 3829—1999《蠕墨铸铁金相》中的蠕化率，是指光学显微镜中蠕虫状石墨面积占视场内全部面积的百分比，评定蠕化率时，石墨总含量中片状石墨须小于5%（体积分数），否则不能使用JB/T 3829—1999标准。

必须说明，光学显微镜中评定的蠕化率，是名义蠕化率，而非真正的蠕化率。因为，二维金相中观察到的圆形石墨，往往是蠕虫状枝干的横切面，他们在一个共晶团内是相互连接的。把圆形石墨的面积从蠕虫状石墨的面积中扣除，所计算出的蠕化率是名义蠕化率，其值小于真实蠕化率。

4.5.2.5 蠕化剂

制取蠕墨铸铁所需的蠕化剂种类繁多，诸如镁钛合金、稀土合金、稀土镁合金、稀土钙合金和稀土钙镁合金等。其作用不外乎两类：以反球化元素干扰石墨球化或以弱球化元素导致球化不良，由此获得蠕虫状石墨。图4-142是蠕化效果较好的蠕墨铸铁。

4.5.2.6 蠕化处理工艺

蠕化处理工艺有引爆法、稀释法、炉内加入法、随流法和型内法等，这些工艺大多脱胎于球化处理工艺，并作了适当的改造，有些则是独创的。各个工厂往往根据自身条件和采用的蠕化剂加以选择。蠕墨铸铁的铸造缺陷与其他铸铁类似，蠕化率低及蠕化衰退是蠕墨铸铁特有的缺陷，图4-143~图4-154所示的石墨均有着不同程度的蠕化不良。

4.5.2.7 基体组织

蠕墨铸铁的基体组织与灰铸铁相似，一般有三种：铁素体基体、珠光体基体、铁素体+珠光体基体等。最常见的是铁素体基体和铁素体+珠光体基体。图4-143、图4-144所示为铁素体基体蠕墨铸铁，图4-145~图4-154所示为铁素体+珠光体基体，但各图珠光体的含量有所不同。