广州珠光体球墨铸铁零件金相分析

广州珠光体球墨铸铁零件金相分析 

珠光体球墨铸铁（Pearlitic Ductile Iron）零件的金相分析，是评估其组织状态、力学性能和服役可靠性的重要手段。这类材料广泛应用于曲轴、凸轮轴、齿轮、连杆、轧辊、矿山机械部件等高强、耐磨、需一定韧性的场合。其核心组织为球状石墨 + 珠光体基体，金相检验需重点关注石墨形态、基体组成、异常组织及缺陷。

检测目的

验证热处理效果：确认是否获得高比例珠光体（通常要求 ≥85% 或 ≥90%）；

评估石墨质量：球化率、石墨大小、分布均匀性；

识别有害组织：如自由渗碳体（白口）、磷共晶、牛眼状铁素体、碎块状石墨等；

支持失效分析：断裂件是否存在组织劣化或工艺缺陷；

满足标准合规性：如 GB/T 9437、ISO 1083、ASTM A536 等对珠光体球铁的组织要求。

二、金相分析核心内容（依据 GB/T 9439 / ISO 945）

1. 石墨形态评定

球化率：按 GB/T 9439《球墨铸铁金相检验》 或 ISO 945-4 评级；

优质球铁：球化率 ≥80%（对应球化级别 1–3 级）；

球化不良（蠕虫状、开花状）会显著降低韧性。

石墨大小：通常为 5–7 级（级别越高，石墨越细小）；

细小石墨有利于提高强度和疲劳性能。

石墨数量与分布：应均匀，避免聚集或偏析。

2. 基体组织分析

目标组织：片层状珠光体（可含少量分散铁素体，但不得呈“牛眼”状包围石墨）；

允许铁素体量：

高性能件（如曲轴）：铁素体 ≤5%；

一般结构件：≤10%（需在技术协议中明确）；

禁止组织：

自由渗碳体（Fe₃C）：硬而脆，导致加工困难和早期开裂；

魏氏组织铁素体：降低强度；

过量磷共晶（>2%）：形成脆性网状，降低冲击韧性。

3. 珠光体片层间距（可选，高端应用）

通过高倍（≥500×）测量片层间距（nm级）；

间距越小，强度和硬度越高（可通过正火+回火调控）。

4. 其他缺陷检查

缩松、气孔：铸造缺陷；

夹杂物：氧化物、硫化物等；

表面脱碳或氧化：热处理保护不当所致。

检测流程

取样：从零件关键受力部位（如轴颈、齿根）截取试样；

镶嵌：热镶或冷镶（便于边缘组织观察）；

磨抛：经多道砂纸打磨后机械抛光至镜面；

腐蚀：常用 4%硝酸酒精溶液，短时浸蚀（5–15秒），清晰显示珠光体片层；

显微观察：

100×：观察石墨分布、球化率、基体类型；

500×：细看珠光体片层、渗碳体、磷共晶；

评级与报告：对照标准图谱，出具带CMA章的正式报告。

执行标准

GB/T 9439-2010《球墨铸铁金相检验》（中国国标）

ISO 945-4:2019《Microstructure of cast irons – Part 4: Spheroidal graphite cast iron》

ASTM A536/A536M《Standard Specification for Ductile Iron Castings》（美标，常用于出口）

JB/T 5000.4（重型机械行业标准）