灰铸铁和球墨铸铁金相检验标准变更比对分析

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灰铸铁和球墨铸铁金相检验标准变更比对分析灰铸铁和球墨铸铁金相检验标准变更比对分析

毕革平

(北京恒智友科技开发中心，北京   100050)



2008年ISO颁布了ISO945􀀂1：2008《Microstructures of cast irons Part1：Graphite classification by visual analysis》标准(即铸铁金相组织第一部分石墨分类目测法!)，该标准将石墨分为6种类型，见表1。

   

2009年10月30日我国颁布了GB/T7216-2009《灰铸铁金相检验》，该标准修改采用了ISO945-1：2008中I型石墨部分，并在结构上作了编辑性修改，和ISO945􀀂1：2008相比，主要技术差异：增加了石墨分布F型，代替ISO945􀀂1：2008中附录B的C∀型；石墨分布形状的说明中增加F型的说明；增加了珠光体数量、碳化物数量、磷共晶数量、共晶团数量的评定方法及相应评级图。

2009年10月30日我国颁布了GB/T9441-2009《球墨铸铁金相检验》，该标准修改采用了ISO945-1：2008中IV～VI型石墨部分，并在结构上作了编辑性修改；和ISO945-1：2008相比，主要技术差异：修改采用了ISO945-1：2008中IV～VI型石墨尺寸和VI型、V型石墨球数计算部分；将石墨形态分类示意图及附录A、附录C内容合并作为资料性附录A；增加了珠光体数量、分散铁素体数量、碳化物数量、磷共晶数量的评定方法及相应评级图。

本文详细介绍了GB/T7216-2009《灰铸铁金相检验》和GB/T9441-2009《球墨铸铁金相检验》新旧版标准的区别，然后就执行标准中的质量控制点和标准中存在的问题进行了讨论。

1  GB/T7216-2009《灰铸铁金相检验》新旧版本比对分析

GB/T7216-2009《灰铸铁金相检验》于2010年4月1日开始实施，和1987版)灰铸铁金相∗标准相比，变更内容包括编辑性、规范性变更和技术性变更。编辑性、规范性变更包括4个内容：①名称由“灰铸铁金相”变更为“灰铸铁金相检验”，即增加了“检验”两个字；②增加了“目录”；③旧版标准的条款“3显微检验”取消，将相关内容放在了相应的检验项目中；④标准中所有表均增加标题，如原“表1”变更为“表1石墨分布形状”。新旧版本的技术性变更有如下内容：新版本增加“2规范性引用文件”，引用了GB/T9439-1988《灰铸铁件》和GB/T13298-1991《金相显微组织检验方法》两个标准。旧版标准有11个检验项目，新版本删减了旧版本的4个项目，即基体组织特征(7种：铁素体、片状珠光体、粒状珠光体、屈氏体、粒状贝氏体、针状贝氏体、马氏体)、珠光体片间距(4种：索氏体、细片状、中等片状、片状)、碳化物分布形状(4种：针条状、网状、块状、莱氏体状)和磷共晶分布形状(4种：孤立块状、均匀分布、断续网状、连续网状)，将磷共晶类型(4类：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)放在附录A，保留了旧版的6个检验项目。

1.1   石墨分布形状评定

新版本取消了片状、菊花状、块片状、枝晶点状、枝晶片状、星状6种石墨的名称，保留了A、B、C、D、E、F共6种石墨类型，其区别见表2。新版本标准更换旧版本中C型石墨的图谱，并增加了a、b、c三个注释。注释a：图3中只有粗大直片状石墨是C型石墨；注释b：图5中只有在枝晶二次分枝间呈方向性分布的石墨是E型石墨；注释c：图6中只有初生的星状(或蜘蛛状)石墨是F型石墨。

1.2   石墨长度评定

旧版本石墨长度图谱为实际样品的石墨照片，而新版本标准图谱变更为ISO945-1：2008标准I型石墨长度示意图，图片的面积变小；另外，新版本取消了石墨长度名称，保留了石墨长度级别；增加图像分析仪测量方法；增加了不同石墨长度级别对应的实际石墨长度。

1.3   共晶团数量评定

旧版本标准中40X共晶团数量图谱放大成50×成为新版本的图谱。这里需要强调的是新标准的腐蚀剂有误，腐蚀剂中的盐酸2mL应该是20mL。

1.4   灰铸铁金相检验结果的表示

新版本标准增加了检验结果表示，即石墨形状以石墨类型的字母表示，如在同一试样中有不同形状的石墨，则应观察估计每种形状石墨的百分数，并在报告中依次注明。石墨长度以级别或长度表示。珠光体数量、碳化物数量以及磷共晶数量用相应的级别名称或百分数表示。如果碳化物和磷共晶总含量不超过5%时，二者可以合并评定。共晶团数量以级别表示。

新版本增加了在试验报告中应包括的内容，即标准号、样品的名称及特征描述、测定方法、检验结果、试验报告编号和检测日期、试验员。

2  GB/T9441-2009《球墨铸铁金相检验》新旧版本比对分析

GB/T9441-2009《球墨铸铁金相检验》于2010年4月1日开始实施，和1988版“球墨铸铁金相检验”标准相比，变更内容包括编辑性、规范性变更和技术性变更。编辑性、规范性变更包括二个内容，①旧版标准的“3检验规则”中的3.1.3.2条款内容放在相应的检验项目中；②旧版标准的“3检验规则”中的3.3条款变为“第5章结果表示”。新旧版本的技术性变更有如下内容：新版本标准增加了“2规范性引用文件”，引用了GB/T13298-1991《金相显微组织检验方法》。旧版标准有7个检验项目，新版本删减了)珠光体粗细∗检验项目，增加了“石墨球数”检验项目，仍为7个检验项目。新版标准的附录A由球化率的计算方法变更为ISO945石墨分类示意图及典型实例图片。

2.1   球化分级评定

旧版标准球化分级按照面积率划分石墨形态，根据)球化率、石墨形态、分布并参照对力学性能的影响和工艺特点，将球化分为6级∗。新版标准采用ISO945的球状(VI型)石墨和团状(V型)石墨颗粒所占石墨数量的比例作为球化率，根据球化率将球化分为6级，并且取消了旧版本标准对不同级别球化的说明(如球化1级：石墨呈球状，少量团状，允许极少量团絮状，球化率不低于95%)；旧版标准的球化分级图谱全部更换新图谱。

新版本将旧版本标准附录A中计算规则作为新版标准的计算规则，即：球化率计算时，视场直径70mm，被视场周界切割的石墨不计数，放大100X时，少量小于2mm的石墨不计数。若石墨大多数小于2mm或大于12mm时，则可以适当放大或缩小倍数，视场内的石墨数一般不少于20颗；增加了球化率的图像分析方法。

这里需要强调两点，第一，球化率的计算方法发生根本变化，旧版标准球化分级中球化率考虑面积率、球状修正系数等因素；而新版本标准中球化率是球状石墨和团状石墨个数百分比，新旧版球化率级别与球化率的关系如表3所示；第二，标准增加了球化分级不允许跨级评定的要求，这意味着如球化级别4级～5级的检验结果是不允许的。

2.2石墨大小评定

新版本标准仍将石墨大小分6级(3级～8级)，但采用示意图谱取代旧标准实物图谱；标准中的表2石墨大小分级中增加了石墨的实际大小；增加图像分析仪计算方法。

在评定方法方面，旧版标准)以大多数的视场对照相应的级别图评定(图谱比较法)∗变更为)抛光态下检验石墨大小，放大倍数为100×。首先观察整个受检面，选取有代表性视场，计算直径大于最大石墨球半径的石墨球直径的平均值，对照相应的评级图评定。这里的关注点：不是计算所有石墨球直径的平均值，石墨球直径小于最大石墨球半径的石墨球是不在统计计算之内的。另外，新标准增加了注释，即石墨大小在6级～8级时，可使用200×或500×放大倍数。

2.3珠光体数量、分散分布的铁素体数量、磷共晶数量、碳化物数量评定

新版本标准将旧版本的渗碳体数量变更为碳化物数量；在珠光体数量、分散分布的铁素体数量的评定方法中旧版本规定选择大多数视场评定，而新版本规定选择具有代表性视场评定，其它内容没有变化。磷共晶数量、碳化物数量的评定中均以数量最多的视场对照相应的评级图评定。

2.4石墨球数评定

这是新增加的检验项目，石墨球数的定义为单位平方毫米内的石墨球数(取整)。检验方法是：抛光态下检验石墨球数，首先观察整个受检面，选取有代表性视场的石墨球数计算，通过计算一定面积内的石墨球数n来测定单位平方毫米内的石墨球数。计算方法是：+视场直径79。8mm；，至少50个石墨球(确定放大倍数)；−边界球一个算半个。

2.5球墨铸铁金相检验结果的表示

新版本标准增加了检验结果表示，即球化分级以球化级别和/或球化率表示(不允许跨级评定􀀂增加内容)；石墨大小以级别表示；石墨球数以单位平方毫米石墨个数取整数表示；珠光体数量、分散分布的铁素体数量、磷共晶数量以及碳化物数量用相应的级别名称或百分数表示。如果碳化物和磷共晶总含量不超过5%时，二者可以合并评定。

新版本标准增加了试验报告中应包括的内容，即标准号、样品的名称及特征描述、测定方法、检验结果、试验报告编号和检测日期、试验员。

3 分析讨论

在新版本的灰铸铁、球墨铸铁金相检验标准中，规定了观察整个受检面的要求和根据检验项目规定了评定的视场要求。受检面的要求没有规定具体的大小，在执行过程中会出现差距，GB/T10561-2005标准明确规定受检面为10mm/20mm，在这一点从标准的起草方面值得借鉴。为减少受检面大小造成的检测结果的分歧，建议在检测委托书中明确约定或参考产品标准或技术协议中的规定，例如JB/T6016.1-2008《内燃机活塞环金相检验》中“4.1取样部位”明确规定取样位置及检验磨面。

关于评定视场的规定有大多数视场、代表性视场、数量最多视场和球化差的视场的多数。评定视场的要求与检测项目对铸铁性能的影响有关。按照GB/T1348-2009《球墨铸铁件》规定，球化分级不能低于4级(即球化率要达到70%以上)、滲碳体不超过1%，球化分级的视场以球化率最低的视场评定，而碳化物数量的视场以碳化物数量最多的视场评定。在选择评定视场时要参照产品标准或技术协议的要求，例如新版灰铸铁金相检验标准规定的珠光体数量、磷共晶数量按照大多数视场评定，而JB/T6016.1-2008标准的“4.3.2基体组织的评定”规定在整个受检面中选取最差的视场评定；检验石墨长度选择具有代表性的视场，按其中最长的3条石墨的平均值评定，而JB/T6016.1-2008标准的“4.3.1.2石墨长度的评定”规定石墨的长度在整个磨面内选取最长的石墨进行评定，不允许有3根石墨超出规定尺寸。

关于灰铸铁金相检验标准中石墨长度的测量有较大的分歧，第1种观点是测量石墨的曲线长度，第2种观点是测量石墨的最大投影长度，第3种观点是测量石墨起点到终点的直线距离，遗憾的是标准中并没有明确规定。在实际检测中认为测量石墨曲线长度的占多数，作者认为第3个观点是正确的。第一，从金相显微镜中测量石墨长度，目镜刻度尺只能用来测量直线长度，不能测量曲线长度；第二，片状石墨的起点、终点是点，但中间是宽度的，且宽度不均匀，利用计算机技术可以沿片状石墨的边界测量出片状石墨的周长，而无法说明片状石墨的长度；第三，JB/T6016.1-2008标准的“4.3.1.2石墨长度的评定”规定石墨长度以单个石墨两端的直线长度计算。

在新版本灰铸铁金相检验标准中，珠光体数量的评定方法中规定了检验珠光体数量百分比(铁素体+珠光体=100%)，并规定了珠光体数量、碳化物数量以及磷共晶数量用相应的级别名称或百分数表示，如果碳化物和磷共晶总含量不超过5%时，二者可以合并评定。在这里需要提出的是：珠光体数量(8级，≥98%～<45%)评定时，标准指出铁素体+珠光体=100%，这样在检测过程中就得忽略样品中石墨、磷共晶数量(6级，1%～10%)、碳化物数量(6级，1%～20%)的存在，采用图谱比较法可以直接确定级别，但这种评定要求按照GB/T15749-2008《定量金相测定方法》就复杂化了。同一检测面中(放大倍数均为100X)，若采用定量金相方法测量珠光体含量百分比为a、铁素体百分比为b、石墨百分比为c、碳化物百分比为d、磷共晶百分比为e，有a+b+c+d+e=1，按照GB/T7216-2009标准的规定，得计算出a/(a+b)才可得出标准中规定的珠光体的百分比。在GB/T9441-2009标准中珠光体数量的评定方法也存在同样的问题。

在新版本灰铸铁金相检验标准中，规定检验报告中石墨形状以石墨类型的字母表示，如在同一试样中有不同形状的石墨，则应观察估计每种形状石墨的百分数，并在报告中依次注明。这一点也比较难实施，如标准中的图6为F型石墨图谱，但是该图谱中只有初生的星状(或蜘蛛状)石墨是F型石墨，该图谱中F型、A型石墨百分数就无法计算，标准中并没有规定百分数的计算方法(如可以是石墨的个数百分数，也可以是石墨的面积百分数等)，而且也没有可参照的百分数图谱。JB/T6016.1-2008标准的3.1.2规定E型石墨的技术要求，即在环的工作表面层上，E型石墨其数量应小于或等于视场面积的10%，并提供了2张图谱；QC/T555-2000标准]的4.1.1规定石墨形状与分布的技术要求，即石墨形状应为F型、A型或B型，可以有适量的D型(数量不应超过视场面积的60%)与少量的E型(数量不应超过视场面积的5%)，并提供了相应的图谱。在这2个参考标准中都明确了计算百分数的方法。

从上面的分析讨论可以得出，在检测方法标准的执行过程中，参考检测委托书或技术协议或产品标准非常重要，以减少对检测结果的争议。同时，在标准的起草或修订过程中，应该借鉴其它相关标准的要求，降低操作者对标准技术性要求理解的差异，减少执行标准中的分歧，提高操作的一致性，使同样的样品按照相同的检测标准在同样的检验条件下不同的检测者得出相同的结果。

cseirwla

发个电子版的

xiaoxiao2018

楼主真好