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  "title": "铸铁金相见解",
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  "company": "Struers",
  "category": "Lapping, honing & superfinishing",
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  "source_url": "https://www.struers.com/zh/knowledge/materials/cast-iron",
  "content_html": "<h2>铸铁金相制备</h2><p>铸铁广泛用于很多应用，尤其是汽车和工程行业，而金相则是生产过程中质量控制的重要组成部分。了解如何对铸铁进行准确的金相分析，并得到可再现的结果。</p><p><a href=\"/files/struers-file-196b3455c728181485f71100/cast-iron.pdf\">下载完整的应用说明</a></p><img src=\"/files/struers-file-8d4670f542d3ff3a81960030/cast-iron-signifyer-1600x500px_9af00e99.jpg\" alt=\"\" loading=\"lazy\"><h2>铸铁的主要特点</h2><p>铁是最多样化的金属之一，几个世纪以来，它一直是一种重要的建筑材料，被用于很多建筑，如火车站、市场大厅以及办公室和家装。<br><br>如果与碳和其他元素形成合金，铁有很多种类。 “铸铁”一词指的是含有 2.5-4% 碳和 1-3% 硅（典型）的铁-碳-硅合金。 在灰铸铁中，碳以石墨的形式存在；在白铸铁中，它以碳化铁和合金碳化物的形式存在。<br><br>铸铁具有良好的可铸造性和可加工性，机械性能适中。 由于铸铁的经济优势，它被用于<a href=\"https://www.struers.com/zh-CN/Automotive\" rel=\"noopener noreferrer\">汽车</a>、<a href=\"https://www.struers.com/zh-CN/Manufacturing\" rel=\"noopener noreferrer\">金属制造和加工行业</a>的多种应用。 此外，特定的铸铁也是海水泵外壳、轧机轧辊以及土工设备部件可以选择使用的材料。</p>\n<p><img src=\"/files/struers-file-abde1ced65442a6bd821bd11/austempered-ductile-iron-974x732_90237ca9.jpg\" alt=\"Cast iron\" width=\"500\" height=\"376\" loading=\"lazy\"><br><em>图 1： 奥氏体回火球墨铸铁，Beraha 彩色蚀刻 （放大倍数： 500x，DIC）</em></p><h2>铸铁的金相质量控制流程</h2><p>由于石墨形态对铸铁的力学性能有重要影响，灰铸铁的金相质量控制是铸铁生产流程不可缺少的一部分。<br><br>铸铁的基本金相质量控制流程如下：</p>\n<ul>\n<li>使用标准的参考比较图和/或图像分析，在未蚀刻的抛光样品上测定石墨的形态、大小和分布。</li>\n<li>然后根据规范，对样品进行蚀刻，以检查矩阵的结构。</li>\n</ul>\n<p><img src=\"/files/struers-file-c522fb8f61e6bf12c06fea19/cast-iron-figures_dc308f57.jpg\" alt=\"\" loading=\"lazy\"><br><em>图 2： 铸铁 GGG60，未蚀刻（放大倍数：200x）</em><br><em>图 3： 铸铁 GGG60，用 3% 硝酸乙醇蚀刻（放大倍数：200x）</em></p><h2>铸铁金相制备的难点</h2><p>制备铸铁样品的主要挑战是保持石墨的原始形状和尺寸，以确保正确表征铸铁的微观结构。</p>\n<p><img src=\"/files/struers-file-086432347c7228e9dfc033d3/fig-1-og-2_a7ead042.jpg\" alt=\"Cast iron\" loading=\"lazy\"><br><em>图 4： 包含片状石墨的灰铸铁，抛光不足（放大倍数：200x）</em><br><em>图 5： 包含片状石墨的灰铸铁，显示抛光正确（放大倍数：200x）</em><br><br>在显微镜下，石墨的图像看起来是二维的。 但它实际上是三维的。 这意味着，在研磨和抛光过程中，一定比例的石墨被切割得很浅，在矩阵中只有很弱的固定作用。 因此，石墨总有可能不能完全保留，尤其是非常大的石墨片或聚积石墨片。 结果，石墨相不总是能够很好地保留或抛光。<br><br>在可锻铸铁中，石墨以团絮状或回火碳的形式存在。 这是一种易碎的石墨，在金相制备过程中很难保留。<br><br>常见的制备误差是研磨后对涂污基体金属的去除不足，使石墨的真实形状和尺寸模糊不清。 这在铁素体和奥氏体铸铁中特别普遍，它们很容易变形和划伤。 对于这些材料，进行彻底的金刚石研磨和最终抛光非常重要。<br><br>大多数铸铁的标准显微镜检查采用 100 倍的放大率，这使得石墨看起来是黑色的。 但是，要验证碳是否完全保留，则需要更高的放大倍数，因为抛光良好的石墨是灰色的。</p>\n<p><img src=\"/files/struers-file-8d91ed5e23bf7afe98a5c2db/fig-11-og-2_51abb690.jpg\" alt=\"Cast iron\" loading=\"lazy\"></p>\n<p><em>图 6： 抛光不足使石墨颗粒覆盖有金属污迹，用 3% 硝酸乙醇蚀刻（放大倍数：200x）</em><br><em>图 7： 抛光正确，显示石墨的形状和大小适合进行评估，用 3% 硝酸乙醇蚀刻（放大倍数：200x）</em></p>\n<p><img src=\"/files/struers-file-84726eb8e31d86fcd7794977/fig-14-well-polished-graphite-flakes-974x732_f518d804.jpg\" alt=\"Cast iron\" width=\"500\" height=\"376\" loading=\"lazy\"><br><em>图 8： 抛光良好的石墨片（放大倍数： 500x）</em></p><h2>克服时间限制</h2><p>由于时间的限制，采用手工方法对铸铁进行金相制备和显微结构分析时，往往难以保持一致的制备结果。 但是，由于测试件的几何形状，自动制备往往又不可能。 解决方案是设计特定的测试件，以适应自动系统。</p><h2>有关铸铁的切割和镶样的建议</h2><p><em>切割</em></p>\n<ul>\n<li>合金白铸铁非常硬 (HV 600)，很难切割，尤其是大截面。 尽管如此，金刚石切割轮也不适合切割白铸铁。 相反，建议使用立方氮化硼切割轮。</li>\n<li>对于大截面，自动切割比手动切割更有效。</li>\n<li>如果切割含石墨的铸铁，建议根据铸铁的硬度选择氧化铝切割轮。</li>\n</ul>\n<p><em>镶样</em></p>\n<ul>\n<li>质量控制样品的制备通常不镶样。</li>\n<li>如果是失效分析样品，最好使用热压缩镶样。</li>\n<li>对于软到中等硬度的铸铁，推荐使用酚醛树脂 (<a href=\"/files/struers-file-5dd3234fc47e488b98852c8c/consumables-english.pdf\" rel=\"noopener noreferrer\">MultiFast</a>)。为达到最佳的边缘保护效果，使用 LevoFast（含有矿物和玻璃填料的三聚氰胺树脂）。</li>\n<li>对于较硬的铸铁，应使用增强树脂 (<a href=\"/files/struers-file-5dd3234fc47e488b98852c8c/consumables-english.pdf\" rel=\"noopener noreferrer\">DuroFast</a>)。</li>\n</ul>\n<p><em>了解更多</em></p>\n<ul>\n<li>在我们的<a href=\"https://www.struers.com/zh-CN/Knowledge/Cutting\" rel=\"noopener noreferrer\">切割</a>和<a href=\"https://www.struers.com/zh-CN/Knowledge/Mounting\" rel=\"noopener noreferrer\">镶样</a>部分了解更多知识、专家意见和见解。</li>\n<li>查看我们的<a href=\"https://www.struers.com/zh-CN/Products/Cutting/Cutting-equipment\" rel=\"noopener noreferrer\">切割</a>和<a href=\"https://www.struers.com/zh-CN/Products/Mounting/Mounting-equipment\" rel=\"noopener noreferrer\">镶样</a>设备系列。</li>\n<li>查找<a href=\"https://www.struers.com/zh-CN/Products/Cutting/Cutting-consumables\" rel=\"noopener noreferrer\">切割耗材</a>和<a href=\"https://www.struers.com/zh-CN/Products/Cutting/Cutting-accessories\" rel=\"noopener noreferrer\">附件</a>以及<a href=\"https://www.struers.com/zh-CN/Products/Mounting/Mounting-consumables\" rel=\"noopener noreferrer\">镶样耗材</a>和<a href=\"https://www.struers.com/zh-CN/Products/Mounting/Mounting-accessories\" rel=\"noopener noreferrer\">附件</a>。</li>\n</ul><h2>有关铸铁的研磨和抛光的建议</h2><p>请参考下面白铸铁和石墨铸铁完整的详细制备方法。</p>\n<ul>\n<li>建议对大多数铸铁采用带金刚石的刚性圆磨盘进行精磨，因为它使样品非常平整，而且不会留下石墨起伏。</li>\n<li>硬质白铸铁和奥氏体回火球墨铸铁可以用金刚石 (<a href=\"/files/struers-file-5dd3234fc47e488b98852c8c/consumables-english.pdf\" rel=\"noopener noreferrer\">MD-Piano 220</a>) 进行平面研磨，用金刚石 (<a href=\"/files/struers-file-5dd3234fc47e488b98852c8c/consumables-english.pdf\" rel=\"noopener noreferrer\">MD-Allegro</a>) 进行精磨。</li>\n<li>软到中等硬度、含有铁素体、奥氏体或珠光体基体的铸铁应采用碳化硅箔/砂纸进行平面研磨，用金刚石 <a href=\"/files/struers-file-5dd3234fc47e488b98852c8c/consumables-english.pdf\" rel=\"noopener noreferrer\">MD-Largo</a> 进行精磨。</li>\n<li>对于在抛光过程中容易腐蚀的铸铁，建议使用无水金刚石悬浮液 (<a href=\"/files/struers-file-5dd3234fc47e488b98852c8c/consumables-english.pdf\" rel=\"noopener noreferrer\">DP-A</a>) 和<a href=\"/files/struers-file-5dd3234fc47e488b98852c8c/consumables-english.pdf\" rel=\"noopener noreferrer\">黄色润滑剂</a>。</li>\n</ul>\n<p><img src=\"/files/struers-file-e94fa59430df347e7364a0bc/table-1-method-1-cast-iron-new2_eccc6336.jpg\" alt=\"Cast iron\" loading=\"lazy\"></p>\n<p>表 1： 白铸铁的制备方法。<br>或者，<a href=\"/files/struers-file-5dd3234fc47e488b98852c8c/consumables-english.pdf\" rel=\"noopener noreferrer\">DiaPro 金刚石</a>悬浮液可分别替换为<span> <a href=\"/files/struers-file-5dd3234fc47e488b98852c8c/consumables-english.pdf\" rel=\"noopener noreferrer\">DP-Suspension</a><a href=\"/files/struers-file-5dd3234fc47e488b98852c8c/consumables-english.pdf\" rel=\"noopener noreferrer\"> P</a>，9 </span>μm、3<span> </span>μm 和 1<span> </span>μm，与<span> <a href=\"/files/struers-file-5dd3234fc47e488b98852c8c/consumables-english.pdf\" rel=\"noopener noreferrer\">DP-Blue 润滑剂</a>一同使用。</span></p>\n<p><img src=\"/files/struers-file-e9791d8138979beda9a9bcd8/table-2-method-2-cast-iron-new2_132e6646.jpg\" alt=\"Cast iron\" loading=\"lazy\"></p>\n<p>表 2： 石墨铸铁的制备方法。</p>\n<p>*在保留石墨非常困难的情况下，可以尝试使用<span> <a href=\"/files/struers-file-5dd3234fc47e488b98852c8c/consumables-english.pdf\" rel=\"noopener noreferrer\">MD-Plan</a> 抛光布进行精磨。<br></span>**这一步为可选</p>\n<p>或者，<a href=\"/files/struers-file-5dd3234fc47e488b98852c8c/consumables-english.pdf\" rel=\"noopener noreferrer\">DiaPro 金刚石</a>悬浮液可分别替换为<span> <a href=\"/files/struers-file-5dd3234fc47e488b98852c8c/consumables-english.pdf\" rel=\"noopener noreferrer\">DP-Suspension P</a>，9 </span>μm、3<span> </span>μm 和 1<span> </span>μm，与<span> <a href=\"/files/struers-file-5dd3234fc47e488b98852c8c/consumables-english.pdf\" rel=\"noopener noreferrer\">DP-Blue 润滑剂</a>一同使用</span></p>\n<p><img src=\"/files/struers-file-25d3b34bca80ea8b820c09d5/fig-16-og-17_c0aca0a3.jpg\" alt=\"Csat iron\" loading=\"lazy\"><br>图 9： 灰铸铁，制备时采用碳化硅箔/砂纸进行精磨，仍显示有划痕<br>图 10： 灰铸铁，制备时采用带金刚石的刚性圆盘 MD-Largo 进行精磨，显示边缘保护良好<br><br><em>了解更多</em></p>\n<ul>\n<li>在我们的<a href=\"https://www.struers.com/zh-CN/Knowledge/Grinding-and-polishing\" rel=\"noopener noreferrer\">研磨和抛光</a>部分了解更多知识、专家意见和见解。</li>\n<li>查看我们的<a href=\"https://www.struers.com/zh-CN/Products/Grinding-and-Polishing/Grinding-and-polishing-equipment\" rel=\"noopener noreferrer\">研磨和抛光机器与设备</a>系列。</li>\n<li>查找金相研磨和抛光的<a href=\"https://www.struers.com/zh-CN/Products/Grinding-and-Polishing/Grinding-and-polishing-consumables\" rel=\"noopener noreferrer\">耗材</a>和<a href=\"https://www.struers.com/zh-CN/Products/Grinding-and-Polishing/Accessories\" rel=\"noopener noreferrer\">配件</a>。</li>\n</ul>\n<p><a href=\"/files/struers-file-196b3455c728181485f71100/cast-iron.pdf\" rel=\"noopener noreferrer\">下载包含制备方法的应用说明</a></p><h2>有关铸铁清洗的建议</h2><ul>\n<li>由于很多铸铁容易腐蚀，所以清洗必须迅速，并应始终用冷水清洗。 但是，样品不能与水接触。</li>\n<li>建议用乙醇彻底清洗，用强劲的暖风快速干燥。 如果仍有腐蚀发生，只能用无水乙醇清洗和冲洗。</li>\n</ul><h2>有关铸铁蚀刻的建议</h2><ul>\n<li>为评估石墨的形状、大小和分布，以及铸件的孔隙率，铸铁样品在进行最初的显微镜检查时未进行蚀刻。 在对微观结构进行这种初步评估后，可以用 1-3% 的硝酸乙醇溶液对样品进行蚀刻，以便检测微观结构。</li>\n<li>石墨铸铁不适合进行电解抛光，因为石墨会被电解液洗掉。 但是，如果只需要快速确定基体的微观结构，则可以使用电解抛光和蚀刻。</li>\n</ul>\n<p>以下 Beraha 试剂可用于彩色蚀刻，并可根据合金进行修改：<br><em>1000 ml 水</em><br><em>200 ml 盐酸</em><br><em>24 g 二氟化铵</em><br><em>在 100 ml 这种储液中，添加 1 g 焦亚硫酸钾</em></p>\n<p><em><img src=\"/files/struers-file-35a73c54afab5822b136793e/austempered-ductile-iron-bagside-974x732_5a8a8dbd.jpg\" alt=\"Cast iron\" width=\"500\" height=\"376\" loading=\"lazy\"><br>图 11： 奥氏回火球墨铸铁，用 3% 硝酸乙醇蚀刻，偏振光（放大倍数：200x）</em></p>\n<p><a href=\"/files/struers-file-196b3455c728181485f71100/cast-iron.pdf\" rel=\"noopener noreferrer\">下载应用说明，查看完整的制备方法</a></p><h2>总结</h2><p>铸铁是含 2.5-4% 碳和 1- 3% 硅的黑色合金。 铸铁金相制备的主要难点在于保持石墨的片状、球状或回火形态的真实形状和尺寸。 特别是带有软铁素体基体的铸铁容易弄脏，容易变形和划伤。<br><br>在研磨过程中，基体会涂抹在石墨上，除非经过非常彻底的金刚石抛光，否则石墨不会以其真正的形态显示出来。 因此，建议用碳化硅箔/砂纸进行平面研磨，然后用金刚石进行精磨和抛光。 可选择用硅胶作简单的最后抛光。</p>\n<h2>深入了解其他材料</h2>\n<p>如果您想要详细了解其他金属和材料的材相特性，请查看我们的材料页面。</p>\n<h2>获取完整的应用说明</h2>\n<p>想要阅读有关铸铁金相制备的完整应用说明？<span> </span><a href=\"/files/struers-file-196b3455c728181485f71100/cast-iron.pdf\" rel=\"noopener noreferrer\">请在此处下载</a>。</p><p><a href=\"/records/struers-struers-application-specialists-struers-com-59640\" rel=\"noopener noreferrer\"><img src=\"/files/struers-file-8eb4f440cd47f91977c82c7a/birgitte-nielsen-974x732-px_946eaab4.jpg\" alt=\"Holger Schnarr\" width=\"500px\" loading=\"lazy\"></a><br>所有图片均由丹麦应用专家 Birgitte Nielsen 提供有关铸铁金相制备的具体信息，<a href=\"/records/struers-struers-application-specialists-struers-com-59640\" rel=\"noopener noreferrer\">请联系我们的应用专家。</a></p><h2>铸铁金相见解 | Struers.com</h2><p>利用世界领先的材相和金相专家 Struers 的专业知识和洞察力，了解有关铸铁金相所需知道的一切，包括制备铸铁进行金相分析和有关铸铁微观结构的信息。</p>",
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  "updated_at": "2026-10-17"
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