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1、实验四 铸铁金相组织 观察、分析,一、实验目的,1、观察灰铸铁显微组织特征和分析灰铸铁组织的特点。 2. 分析各种铸铁的基体与石墨的形状、大小、数量及分布对铸铁性能的影响。 3. 了解不同热处理对铸铁组织和性能的影响。,白口铸铁：碳主要以碳化物的形式存在，断口呈白色,麻口铸铁：断口中心部位呈灰色，外沿为白色,按铸铁中碳元素存在形式和石墨形态可分：,铸铁是含碳量大于2.11%并含有较多硅、锰、硫、磷等 元素的多元铁基合金。,二、实验原理,1、灰铸铁 灰铸铁是指石墨呈片状分布的灰口铸铁。其产量约占铸铁总产量的80%以上。 （1）化学成分和组织 灰铸铁的成分范围为： 2.53.6%C， 1.02.5
2、%Si， 0.61.2%Mn ， 0.15%S， 0.15%P 。 （2）铸铁的组织 钢的基体+G（石墨） 基体组织有铁素体、珠光体和铁素体加珠光体三种。,灰铸铁齿轮箱,灰 铸铁 的显 微组 织,铁素体灰铸铁,珠光体灰铸铁,铁素体加珠光体灰铸铁,石墨片的三维形貌,（3） 灰铸铁的孕育处理 常对灰铸铁进行孕育处理，以细化片状石墨。 常用的孕育剂有硅铁和硅钙合金。 经孕育处理的灰铸铁称为孕育铸铁。,（4） 热处理 热处理只改变基体组织，不改变石墨形态。 灰铸铁强度只有碳钢的3050%，热处理强化效果不大。 灰铸铁常用的热处理有： 消除内应力退火(又称人工时效) 消除白口组织退火 表面淬火,2、 球
3、墨铸铁 石墨呈球形的灰口铸铁。由液态铁水经石墨化得到。 球状石墨是液态铁水经球化处理得到的。球化剂为 镁、稀土和稀土镁。 为避免白口，并使石墨细小均匀，在球化 处理同时还进行孕育处理。 常用孕育剂为 硅铁和硅钙合金。 （1）化学成分和组织 化学成分范围是：3.63.9%C， 2.02.8%Si， 0.60.8%Mn，0.1%P，0.04%S， 0.030.05%Mg残。,球状石墨 1000X（球化良好） 偏振光,（2）组织：基体（F、F+P、P）+ 球状G,球墨铸铁的显微组织,（3） 球墨铸铁的热处理,球墨铸铁可进行各种热处理,如退火、正火、淬火加回火、等温淬火等。,可锻铸铁石墨化退火工艺曲线
4、,3、可锻铸铁 石墨呈团絮状的灰口铸铁，是由白口铸铁经石墨化退火获得的。 （1）化学成分和组织 灰铸铁的成分范围为： 2.42.8%C，1.22.0%Si， 0.41.2%Mn， 0.1%P，0.2%S 。 （2）组织：基体(F、P)团絮状G 铁素体基体可锻铸铁又称黑心可锻铸铁。,可锻铸铁的显微组织,4、蠕墨铸铁 蠕墨铸铁是液态铁水经蠕化处理和孕育处理得到的。 蠕化剂为稀土硅铁镁合金、 稀土硅铁合金、稀土硅铁钙合金等。,（1）化学成分和组织 化学成分：3.53.9%C， 2.12.8%Si， 0.40.8%Mn， 0.1%P 0.1%S。 （2）组织：基体（F、F+P、P）+ 蠕虫状G,蠕墨铸
5、铁中的石墨,蠕墨铸铁的显微组织,铁素体基体,蠕墨铸铁中的石墨,珠光体基体,铁素体基体+珠光体,蠕虫状石墨 400X（蠕化良好）,蠕虫状石墨 400X（蠕化不良）,三、实验步骤,1、领取铸铁金相试样，在显微镜下仔细观察，分析各铸铁试样中石墨的形状，比较异同点。 2、将各试样显微组织描绘下来。,铸铁试样显微组织,浸蚀剂：4%硝酸酒精溶液,四、实验报告要求,实验结束后，每个学生都要认真地研究分析实验结果，按要求写好实验报告，交实验指导教师审阅，实验报告要包括下述内容： 1、简述实验目的 2、整理好实验结果 3、简要说明铸铁的组织特点，并比较白口铸铁、麻口铸铁、灰口铸铁中碳的形状。 4、比较各类型灰铸铁中石墨的组织形态。 5、根据观察，综合材料科学基础、力学性能、金属材料学等理论知识，分析各类合金的显微组织特征以及组织对性能的影响规律。,五、思考题 1、在铸铁的石墨化过程中，如果第一阶段完全石墨化，第二阶段或完全石墨化，或部分石墨化或未石墨化，问它们各得何种组织？ 2、试述石墨形态对铸铁性能的影响。,
