球墨铸铁件的理化检验
本标准由以下部分组成：
1、适用范围
2、引用标准
3、检验设备
4、理化检验
5、偏差处理
球墨铸铁件的理化检验
1 适用范围
本标准适用于球铁件的理化检验；
本标准规定了球铁件进货硬度和组织检验部位和检验方法；
本标准规定了球铁件球化不良和表面球化衰退缺陷的判断方法。
2 引用标准
下列文件的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款，凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB/T1348 球墨铸铁件
3 检验设备
布氏硬度计检验零件的硬度
显微镜检验零件的组织和夹杂缺陷
直读光谱仪用于浇注成白口试样的成分检验
碳硫分析仪用于铸铁碳和硫的成分检验
元素分析仪器用于合金元素的成分检验
4 理化检验
4.1 化学成分
需要检验化学成分时，以化学方法为准；在力学性能和金相组织符合要求的前提下，化学成分可以不作为验收依据；进货检验没有特殊要求，可以不检验化学成分.
4.2硬度
硬度是进货检验的主要项目，但由于浇注后，零件的不同部位冷却速度不同，硬度有一定的差异，检验时，应尽量避免这些因素的影响。
检验结果按表1 规定（有特殊规定按图纸要求）。
表1 球铁件硬度要求
4.2.1 检验位置
硬度可以在铸件的表面或横截面检验，表面检验时候，按4.2.1中的要求，去掉表层1.0mm，检验表层1/3横截面厚度区域，避免心部位（1/3区域）的疏松对硬度检验结果的
影响。
检验表面：去掉1mm左右
检验区域：表层1/3截面厚度区
疏松缺陷区：中间1/3区影响较大
横截面区域：表层1/3截面厚度区
检验表面：去掉1mm左右
图1 试样硬度检验部位示意图
4.2.1 取样和试样制备
（1）取样部位：取样部位能代表零件整体的性能，避免在筋板、薄壁或特别厚实的部位取样；
（2）去掉表层不规则层：检验截面或去掉铸造表层1mm，避免表层的石墨形态和组织与基体不一致带来的硬度误差。
（3）试样的制备：试样表面经过磨削并打磨处理，表面粗糙度或留下的纹路不影响测量边界的清晰分辨（粗糙度不低于Ra0.8），检验面和支撑面要保持平行，用游标卡尺
卡口或专门的压平器检验平行状况，没有肉眼可见的不平行缝隙（不平行度不超过
2°）。
4.2.3检验方法
硬度采用布氏硬度检验，检验中应注意：
（1）试样的厚度和宽度（或直径）：试样的厚度不小于压痕深度的10倍，避免压痕的变形区域透过底面，影响检验的准确性。
试样的宽度或直径要保证压痕中心距离边沿的距
离至少是压痕直径的2.5倍。
为保证检验的准确性，试样的直径或边长以15-50mm为
宜。
（2）硬度试验载荷选择：采用布氏硬度检验，根据试样大小可以采用2.5,5和10mm的压头，载荷分别是187.5,750和3000kg。
布氏硬度压头有两种材料，淬火钢球和硬质合金，
淬火钢球压头只能用于450HB以下的硬度测量，350HB以下两种压头的测量结果相同，
超过350HB，钢球会产生变形，测量的结果低于硬质合金压头的测量结果，需要对检验
结果进行修正补偿。
（3）压痕的测量：压痕的直径可以在硬度计附带的专用压痕测量装置上测量，但要零位校
准；采用金相显微镜测量时，要对刻度尺校准，对出现的偏差进行补偿修正。
4.3 力学性能
进货检验没有特殊要求，不作拉伸试验，需要做拉伸试验时候，参考表3的要求。
零件取样检验受缺陷的影响，会影响检验的准确性，为较少缺陷的影响，取样部位应避免截面中心区域，如图2所示，截面厚度允许，尽量靠表层取样加工试样，对于壁薄的截面，尽量在边缘取样，避开疏松区。
厚实截面取样部位：避开心部疏松区（1/3区域）
薄截面应从边缘部位取样，避开中心疏松区。
图2 拉伸试样取样部位示意图
表3 力学性能
4.3 石墨球化率和大小
球铁的石墨球化率是衡量球化程度的最重要指标，是主要的金相检验项目。
检验的时候，观察试样的整个受检验面，然后从最差的视场开始，连续观察五个视场，以其中三个差的视场的多数作为评定或计算球化率的视场，放大倍数为100×；球铁件要求球化率1-3级。
按国标GB9441球化率图片(图谱1)进行评定，也可以参照美国德纳用评价图（图谱2）。
石墨的大小与检验的部位有关系，表层冷却速度快，石墨较小，心部冷却慢，石墨尺寸增大；薄壁部位比厚实部位石墨尺寸小；检验代表性的部位，检验截面1/4深度处，正常尺寸5-7级。
石墨开花是石墨球化的一种典型缺陷，常常出现在较大的石墨上，少部分的大颗粒石墨出现开花，可评定为3级，50%的大颗粒石墨出现开花可评4级，大部分的大颗粒石墨出现了开花现象，属于不合格，可评5级，参照图谱3进行评定。
图谱1 石墨球化率评级图 100×
牌号 抗拉强度Rm/MPa(min)
屈服强度 Rp0.2/MPa(min)
延伸率 A/%(min) QT400-15 400 250 15 QT450-10 450 310 10 QT500-7（8～10） 500 320 7（8～10） QT550-5（6～10） 550 350 5（6～10） QT600-3（4～8） 600 370 3（4～8） QT700-2（3～5） 700 420 2（3～5） QT800-2（3～5） 800 480 2（3～5） QT900-2（3～5） 900 600 2（3～5） ADI900-650-09 (QTD900-8) 900 650 9（8） ADI1050-750-07 (QTD1050-6)
1050
750
7（6）
图谱2 石墨大小不同或改变放大倍数球化率评级图（DANA）50-100×
1 级：球化率95%
2 级：球化率90%
3 级：球化率80%
4 级：球化率70%
5 级：球化率60%
6 级：球化率50%
图谱3 石墨开花球化率评级图（参考）100×球化率3级：开花石墨，球化率80%。
球化率4级：开花石墨，球化率70%。
球化率5级：开花石墨，球化率60%。
4.4 共晶碳化物和磷共晶
球铁因为冷却速度过快在尖角或表层出现碳化物，最常见的是偏析出现反白口，在最后凝固的中心部位，聚集出现针状碳化物；检验的时候，观察整个检查面，对于心部偶然出现的碳化物可以不考虑。
加工面和表层的碳化物（截面的1/3）不允许超过1%，心部区域（占截面的1/3区域）不允许超过1%，对于极个别的视场，可以不考虑评级。
磷共晶出现的概率小，可以和碳化物一起评级，按国标GB/T9441 标准图片（图谱4）进行评定，也可以参考图谱5。
表3 球铁碳化物和磷共晶要求（合并评价）
牌号表层心部QT400,QT450,QT500,QT550,QT600,QT700,QT800 ≤1% ≤1%
图谱4 球铁碳化物数量分级图100×
碳化物2%
碳化物3%
碳化物10%
碳化物5%
图谱5 球铁共晶碳化物数量分级图（参考）100×
碳化物2% 碳化物4%
碳化物9% 碳化物18%
4.5 基体组织
球铁金相检验评级图片按GB/T 9441“球墨铸铁金相检验”，在100×下检验，试样经过2-5%硝酸酒精腐蚀，基体组织按珠光体加铁素体为100%进行评定，珠光体含量国标没有量的要求（表4），考虑到铸件的生产特殊性，和检验的偏差，并借鉴国外的检验，实际进货参考表5检验。
奥贝球铁件球铁经过等温淬火处理获得，截面都是均匀的奥铁体组织（针状铁素体加富碳奥氏体），富碳的奥氏体量大约30%，分布在针状铁素之间，如图3。
表4 国标对基体组织的要求
表5 进货检验球铁零件基体组织要求
图3 奥贝球铁组织：针状铁素体和富碳奥氏体 500X
4.6表层石墨化不良缺陷
球铁件表面由于型材中含有过多的硫，消耗了熔体表层的球化元素，有时候会出现球化不良组织，石墨呈现蠕虫或条状，表面不允许超过1.0mm，如图4。
图4 表面出现球化不良组织，不允许超过1.0mm 100X
5 偏差处理
5.1 化学成分
化学成分以化学方法为准，但铸件取样，容易出现石墨脱落的现象，检验的含碳量有可能会低于真实结果，如果石墨的球化状况正常，可以判定含碳量合格。
5.2 硬度
硬度检验按4.2节进行，允许偏差5HB（高于上限或低于下限5HB）
5.3 珠光体含量
珠光体检验按4.5节进行，偏差参考表5处理。
5.4 碳化物（和磷共晶）
整体出现白口特征即有多量的针状共晶碳化物（超过3%）是不允许，但中心部位允许局部轻微的反白口，区域不超过截面的1/3,碳化物总量不超过5%。
5.5 取样位置偏差
在冒口或浇道口位置，石墨形态，组织以及碳化物等状况因为最后凝固有可能比其它部位状况差，甚至不合格，经过取样位置确认，可以重新取样，对冒口和浇道口部位的检验不作为检验评价。