代玉杰

(青島金鏈檢測(cè)技術(shù)服務(wù)有限公司，山東 青島 266705)

球墨鑄鐵與灰鑄鐵相比具有較高的強(qiáng)度、塑性和韌性，并具有一定的耐磨、減震和缺口不敏感等特性；與可鍛鑄鐵相比，其生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、周期短，不受鑄件尺寸的限制，而且還可進(jìn)行各種熱處理改善其基體組織，進(jìn)一步提高其力學(xué)性能。目前，球墨鑄鐵在汽車(chē)、冶金、農(nóng)機(jī)、船舶、風(fēng)電和化工等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用[1-6]。球墨鑄鐵的力學(xué)性能主要取決于其基體組織和石墨的形狀、大小，而研究石墨的形狀、大小和基體組織的優(yōu)劣就必須進(jìn)行金相檢驗(yàn)[7]。通過(guò)對(duì)球墨鑄鐵的金相組織進(jìn)行研究，可探索其微觀(guān)結(jié)構(gòu)并判斷其性能。因此，球墨鑄鐵金相試樣的制備是研究球墨鑄鐵金相組織的首要任務(wù)。 球墨鑄鐵的球化率、珠光體含量、磷共晶含量和碳化物含量是球墨鑄鐵的重要質(zhì)量指標(biāo)，這些重要質(zhì)量指標(biāo)的檢驗(yàn)離不開(kāi)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。因此本文對(duì)最新發(fā)布實(shí)施的標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9441—2021《球墨鑄鐵金相檢驗(yàn)》進(jìn)行了簡(jiǎn)單解讀，并歸納了球墨鑄鐵金相試樣制備時(shí)的注意事項(xiàng)。

1 金相試樣的制備

金相試樣的制備過(guò)程主要包括試樣的切割、磨制、拋光以及腐蝕顯示，每一過(guò)程都關(guān)系到最終能否獲得質(zhì)量合格的球墨鑄鐵金相試樣。

1.1 試樣的取樣與鑲嵌

取樣是指從被檢測(cè)材料或者零部件上通過(guò)手鋸、砂輪切割機(jī)切割、電切割等方法切取一定尺寸試樣的過(guò)程。取樣時(shí)要確定取樣的部位、檢驗(yàn)面、截取方法以及試樣的尺寸等。標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9441—2021中規(guī)定，金相試樣應(yīng)該與鑄件同時(shí)澆注，并同時(shí)用同一設(shè)備進(jìn)行熱處理。如果要在鑄件上取樣，取樣時(shí)要避開(kāi)鑄件表面和鑄件受到激冷的位置。

由于球墨鑄鐵件一般都較大、形狀復(fù)雜，因此試樣加工方式推薦用電火花或線(xiàn)切割，這樣試樣的組織就不會(huì)發(fā)生任何變化，尺寸大小也比較合適，且切割面平整，沒(méi)有毛刺。

實(shí)際檢測(cè)時(shí)，由于試樣的外形不規(guī)則、不易用手加持，因此需對(duì)試樣進(jìn)行鑲嵌，其中熱鑲嵌是最為有效快捷的方法，該方法具有鑲嵌速度快、鑲嵌料與工件結(jié)合好和不易脫落等特點(diǎn)。

1.2 試樣的磨制

試樣的磨制是球墨鑄鐵試樣制備過(guò)程中重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，分為粗磨和細(xì)磨。為了提高效率和控制樣品質(zhì)量，采用自動(dòng)金相磨拋機(jī)磨光，其操作方便快捷、高度自動(dòng)化、人性化，極大程度的減少了人力投入。由于電切割后鑲嵌的試樣切割面沒(méi)有較深的變形層，切割面也比較平整，因此無(wú)需進(jìn)行粗磨平整，可直接用水砂紙進(jìn)行機(jī)械磨光。

磨制過(guò)程中必須保證試樣磨平，同時(shí)注意磨制時(shí)力度均勻和速度要適宜，以免試樣可能出現(xiàn)斜坡或多面現(xiàn)象。如果用力太大會(huì)引起試樣表面產(chǎn)生新的變形層，而磨制速度太快會(huì)導(dǎo)致試樣發(fā)燒，也會(huì)引起試樣組織的變化，影響制樣質(zhì)量。另外，由于石墨與基體結(jié)合比較弱，在磨制時(shí)非常容易剝落而形成孔洞，并形成曳尾現(xiàn)象。因此，磨制時(shí)力度要稍輕，同時(shí)要注意砂紙上留下的磨痕，如果出現(xiàn)白色線(xiàn)狀痕跡，則很可能石墨已脫落。每次更換砂紙時(shí)，一定要保證完全磨掉上一道次留下的磨痕；用自動(dòng)磨拋機(jī)制樣時(shí)，磨盤(pán)和磨頭的轉(zhuǎn)向要一致，否則樣品會(huì)出現(xiàn)較大劃痕。

1.3 試樣的拋光

為了避免石墨在拋光時(shí)剝落，必須選用絨毛較短的拋光織物，拋光微粒選用MgO粉、Al2O3粉或Cr2O3粉，微粉粒度1～3 μm，用量要適宜，用量過(guò)多則石墨易脫落，而用量過(guò)少則試樣表面暗沉，且劃痕較難消除，需要延長(zhǎng)拋光時(shí)間。拋光時(shí)保持拋光盤(pán)濕度適宜，用力要適中，試樣以反拋光盤(pán)旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，拋光盤(pán)的轉(zhuǎn)速一般控制在300～400 r/min，拋光時(shí)間一般以3～5 min為宜。拋光即將結(jié)束時(shí)，需將試樣在拋光布上緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)幾圈，以防止石墨產(chǎn)生拖尾現(xiàn)象。最后，拋光結(jié)束后應(yīng)立即用清水清洗拋光面，以防其被空氣氧化。

1.4 浸蝕與觀(guān)察

球墨鑄鐵試樣拋光后在金相顯微鏡下只能觀(guān)察到石墨和非金屬夾雜物等，要觀(guān)察試樣金相組織必須進(jìn)行浸蝕。常用的浸蝕方法為冷浸蝕法中的浸入法，浸蝕劑為4%硝酸酒精。浸蝕時(shí)注意觀(guān)察試樣拋光面的顏色變化，當(dāng)試樣表面由發(fā)亮轉(zhuǎn)為淺灰白色或灰色后，終止腐蝕并用酒精沖洗干凈，最后用吹風(fēng)機(jī)按同一方向吹干即可。吹干時(shí)，試樣表面與電吹風(fēng)不可太近，不能使用熱風(fēng)，防止試樣表面氧化產(chǎn)生花斑。試樣一旦發(fā)生氧化現(xiàn)象，則必須重新拋光再進(jìn)行浸蝕。

通過(guò)對(duì)球墨鑄鐵金相試樣制備過(guò)程中注意事項(xiàng)的總結(jié)歸納，可以幫助試驗(yàn)人員制備合格的金相試樣。隨著計(jì)算機(jī)圖像分析技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)在材料組織分析上的應(yīng)用越來(lái)越普及。同時(shí)，隨著人們對(duì)球墨鑄鐵材料組織和性能的關(guān)系認(rèn)識(shí)的提高，標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9441—2009《球墨鑄鐵金相檢驗(yàn)》已經(jīng)不能滿(mǎn)足球墨鑄鐵金相檢驗(yàn)的需要，其存在的主要問(wèn)題為：1)球化率評(píng)定方法不統(tǒng)一；2)球形石墨定義不明確；3)石墨顆粒大小等級(jí)評(píng)定與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)不一致；4)檢驗(yàn)視場(chǎng)選擇不夠合理。因此，經(jīng)過(guò)大量研究分析和資料查證工作，結(jié)合企業(yè)對(duì)球墨鑄鐵金相檢驗(yàn)的實(shí)際情況，并在我國(guó)主導(dǎo)制定ISO 945-4：2019的基礎(chǔ)上，全國(guó)鑄造標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9441—2009進(jìn)行了修訂并于2022年7月1日發(fā)布實(shí)施新修訂標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9441—2021。

2 標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9441—2021的主要內(nèi)容

標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9441—2021規(guī)定了球墨鑄鐵的球化率計(jì)算、金相試樣制備、檢驗(yàn)規(guī)則、檢驗(yàn)項(xiàng)目和評(píng)級(jí)圖、結(jié)果表示和檢驗(yàn)報(bào)告，適用于評(píng)定鑄態(tài)、正火態(tài)和退火態(tài)球墨鑄鐵的金相組織。與標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9441—2009相比，增加了“用計(jì)算機(jī)圖像分析軟件評(píng)定球墨鑄鐵球化率的方法”。

球化率是球墨鑄鐵的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)之一，明確球墨鑄鐵石墨顆粒形態(tài)的定義是評(píng)定球化率的基礎(chǔ)。因此，標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9441—2021建立了石墨顆粒形態(tài)的數(shù)值模型，定義了球形顆粒石墨的圓整度計(jì)算公式和臨界值，規(guī)定了球墨鑄鐵球化率、石墨顆粒大小分布、單位面積石墨顆粒數(shù)量以及珠光體、碳化物、磷共晶含量等質(zhì)量指標(biāo)的評(píng)定方法，并提供了相應(yīng)的評(píng)級(jí)參照?qǐng)D。

2.1 標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語(yǔ)和定義

標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9441—2021增加了“定義和術(shù)語(yǔ)”，對(duì)最大佛雷德直徑、圓整度、球形顆粒、球化率和石墨顆粒數(shù)等進(jìn)行了定義。

2.1.1顆粒圓整度

球墨鑄鐵的石墨顆粒并非完全是球形，多呈不規(guī)則形態(tài)，而描述不規(guī)則顆粒形態(tài)常用的定量描述參數(shù)有形狀系數(shù)、形狀指數(shù)、密度系數(shù)等。由于金相是二維平面圖像，金相檢驗(yàn)看到的石墨顆粒形態(tài)是真實(shí)石墨顆粒的截面，因此只能用二維圖像來(lái)描述石墨顆粒的圓整度。常用石墨顆粒圓整度的表示方法有外切圓法(即顆粒面積除以外切圓面積)和最大佛雷德圓法(即顆粒面積除以最大佛雷德圓面積)。相對(duì)于外切圓法，最大佛雷德圓法易于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)圖像分析處理。因此顆粒圓整度定義為石墨顆粒面積除以該石墨顆粒的最大佛雷德直徑，并且標(biāo)準(zhǔn)附錄 D 給出了一些典型石墨顆粒的圓整度值。

需注意的是，標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9441—2021計(jì)算的圓整度值與標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9441—1988 中的圓整度值是不等同的。標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9441—2021定義的圓整度等于石墨顆粒面積除以該石墨顆粒的最大佛雷德圓面積；而標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9441—1988定義的圓整度值等于石墨顆粒面積除以該石墨顆粒的外切圓面積。對(duì)于不規(guī)則形態(tài)的石墨顆粒，前者計(jì)算結(jié)果一般要大于后者。

2.1.2最大佛雷德直徑

最大佛雷德直徑定義為石墨顆粒截面輪廓線(xiàn)上兩點(diǎn)之間的最大距離，用于表示石墨顆粒的大小，如圖1所示。

圖1 石墨顆粒最大佛雷德直徑示意圖Fig.1 Schematic diagram of maximum Fred diameter of graphite particles

2.1.3球形石墨

球形石墨定義為圓整度≥0.60的石墨顆粒。臨界值是人為確定的，對(duì)于同一金相組織，圓整度臨界值越大，意味著金相組織中球形石墨越少，計(jì)算得出的球化率就越低；反之則越高。因此，球形石墨顆粒圓整度臨界值的大小直接影響球化率的計(jì)算結(jié)果。為確定球形石墨顆粒圓整度的臨界值，經(jīng)大量驗(yàn)證試驗(yàn)，采用面積法，球形石墨顆粒圓整度定為0.60是合適的。

2.1.4球化率定義

新標(biāo)準(zhǔn)修改了球化率定義，新的球化率定義為球墨鑄鐵中球形石墨顆粒(圓整度≥0.60)面積占所有石墨顆粒面積的百分比，這種方法為面積法。而原球化率定義是球墨鑄鐵中球狀(Ⅵ型)和團(tuán)型(Ⅴ型)石墨個(gè)數(shù)占所有石墨總數(shù)的百分比，這種方法為計(jì)數(shù)法。

采用計(jì)數(shù)法時(shí)，大小顆粒對(duì)球化率的權(quán)重是相等的，但實(shí)際上大顆粒的形態(tài)對(duì)球化率評(píng)定結(jié)果的影響更大。采用面積法時(shí)，能反映出石墨顆粒的大小對(duì)計(jì)算球化率的影響，石墨顆粒越大，其影響也越大。因此對(duì)最小顆粒尺寸的限定，將直接影響球化率計(jì)算結(jié)果。新修訂標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9441—2021規(guī)定一般最小石墨顆粒極限為10 μm，但對(duì)于厚大斷面球墨鑄鐵試樣或薄壁快速凝固試樣，其最小顆粒尺寸極限可以適當(dāng)調(diào)整。

2.1.5石墨顆粒數(shù)

標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9441—2021修改了石墨球數(shù)的定義，將石墨球數(shù)改為石墨顆粒數(shù)，并定義為單位面積上石墨顆粒數(shù)量。因?yàn)閷?shí)際評(píng)定單位面積石墨顆粒數(shù)時(shí)，并沒(méi)有關(guān)注是球形還是非球形，一般都評(píng)估為石墨顆粒數(shù)。

2.2 球化率的評(píng)定

2.2.1球化率等級(jí)

根據(jù)球化率由高到低，標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9441—2021對(duì)球化率等級(jí)的劃分與標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9441—2009相同，從50%～95%分6個(gè)級(jí)別。

2.2.2目測(cè)比較法

目測(cè)比較法也稱(chēng)評(píng)級(jí)圖比對(duì)法，是通過(guò)比較試樣金相組織與評(píng)級(jí)圖，確定石墨球化率級(jí)別。目測(cè)比較法評(píng)定球墨鑄鐵球化率時(shí)，對(duì)檢驗(yàn)設(shè)備要求簡(jiǎn)單、操作方便。目前，國(guó)內(nèi)外普遍采用目測(cè)比較方法。

目測(cè)比較法的基礎(chǔ)是標(biāo)準(zhǔn)評(píng)級(jí)圖，標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9441—2021提供了球化率為50%～95%的評(píng)級(jí)圖，不同級(jí)別球化率的評(píng)級(jí)圖見(jiàn)其附錄圖E.1。與標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9441—2009相比，標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9441—2021的評(píng)級(jí)圖作了兩方面的改進(jìn)：1)嚴(yán)格按照球形石墨定義和石墨顆粒數(shù)學(xué)模型、球化率計(jì)算公式的計(jì)算結(jié)果制作評(píng)級(jí)圖；2)擴(kuò)大評(píng)定視場(chǎng)，有利于提高評(píng)估結(jié)果的穩(wěn)定性。評(píng)級(jí)圖由原來(lái)的70 mm增大到120 mm，實(shí)際視場(chǎng)由0.7 mm擴(kuò)大到1.2 mm，并根據(jù)現(xiàn)有金相顯微組織評(píng)定的實(shí)際需要增加了矩形評(píng)級(jí)圖。

采用目測(cè)比較法時(shí)，一般取視場(chǎng)的放大倍數(shù)為100倍，但當(dāng)視場(chǎng)中大部分石墨顆粒小于10 μm或者大于120 μm時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增大或者降低放大倍數(shù)，使視場(chǎng)中石墨顆粒的大小與評(píng)級(jí)圖盡量一致。

2.2.3圖像分析法

為了避免目測(cè)比較法時(shí)人為因素的影響，隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和普及，圖像分析法的應(yīng)用日益普遍。首先由圖像分析軟件計(jì)算檢驗(yàn)視場(chǎng)中每顆石墨顆粒的圓整度和最大佛雷德直徑，去除小于臨界尺寸的石墨顆粒和圓整度<0.6的石墨顆粒，然后計(jì)算視場(chǎng)中圓整度≥0.6 的石墨顆粒的面積與大于臨界尺寸的所有石墨顆粒的面積的比值，從而得到球化率。

采用圖像分析法評(píng)定球化率時(shí)，還應(yīng)注意：1)被檢驗(yàn)視場(chǎng)邊界切割的石墨顆粒應(yīng)不予考慮，因?yàn)椴荒苷_判別其形態(tài)；2)當(dāng)檢驗(yàn)視場(chǎng)中存在相鄰石墨顆粒太近且計(jì)算機(jī)生成圖像混為一體時(shí)，應(yīng)對(duì)石墨顆粒采取人為分離措施；3)嚴(yán)格執(zhí)行本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的石墨顆粒數(shù)學(xué)模型和球化率計(jì)算公式，圖像分辨率(像素)≤1 μm。另外，建議以標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9441—2021的球化率參照?qǐng)D為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)圖像分析軟件進(jìn)行標(biāo)定。

2.2.4視場(chǎng)的選擇

評(píng)定視場(chǎng)的選擇對(duì)評(píng)定結(jié)果會(huì)產(chǎn)生較大的影響。標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9441—2021與 ISO 945-4:2019一致，采用隨機(jī)選擇檢驗(yàn)視場(chǎng)，而標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9441—2009中規(guī)定選擇3個(gè)球化率最差視場(chǎng)評(píng)定球化率。選擇最差的視場(chǎng)不具有代表性，隨機(jī)選擇視場(chǎng)更為合理。隨機(jī)選取視場(chǎng)數(shù)量不得少于5個(gè)，其石墨顆粒數(shù)量不得少于500顆。適當(dāng)增加評(píng)定視場(chǎng)數(shù)量和檢驗(yàn)石墨顆粒的數(shù)量，有利于提高評(píng)定結(jié)果的穩(wěn)定性。

標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9441—2021同時(shí)規(guī)定了評(píng)定視場(chǎng)的數(shù)量和石墨顆粒數(shù)量是基于薄壁件和厚大斷面鑄件。對(duì)于薄壁件，由于石墨顆粒細(xì)小，5個(gè)視場(chǎng)的石墨顆粒數(shù)量就會(huì)超過(guò)500顆，這時(shí)也必須檢驗(yàn)5個(gè)及以上視場(chǎng)。對(duì)于厚大斷面鑄件，由于石墨顆粒粗大，單個(gè)視場(chǎng)中石墨顆粒數(shù)量少，必須測(cè)定較多的視場(chǎng)，才能滿(mǎn)足石墨顆粒數(shù)量不得少于500顆的要求。

2.3 石墨顆粒數(shù)評(píng)定

標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9441—2009中以單位平方毫米石墨個(gè)數(shù)取整數(shù)表示為石墨球數(shù)，容易將單位誤解為個(gè)，但其是一個(gè)密度型概念，所以用“石墨顆粒數(shù)”代替“石墨球數(shù)”更為妥帖[8]。采用目測(cè)比較法評(píng)定石墨顆粒數(shù)時(shí)，一般不區(qū)分球形石墨和非球形石墨。石墨顆粒數(shù)多少與規(guī)定的臨界尺寸密切相關(guān)，標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9441—2021提供了以10 μm和5 μm為臨界尺寸的石墨顆粒數(shù)評(píng)級(jí)圖。當(dāng)以10 μm為臨界尺寸時(shí)，石墨顆粒數(shù)從25顆/mm2到1000顆/mm2；當(dāng)以5μm為臨界尺寸時(shí)，石墨顆粒數(shù)從31顆/mm2增加到2188顆/mm2。

2.4 石墨顆粒大小評(píng)定

球墨鑄鐵中石墨顆粒的大小并非是均勻一致的，往往是跨級(jí)的，甚至可能跨多個(gè)級(jí)別[9]。石墨顆粒大小分級(jí)評(píng)定時(shí)，應(yīng)根據(jù)石墨顆粒的實(shí)際尺寸按標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9441—2021中的表2規(guī)定分級(jí)，當(dāng)石墨顆粒大小跨級(jí)時(shí)，記錄每個(gè)檢驗(yàn)視場(chǎng)的石墨大小級(jí)別及所占面積的百分?jǐn)?shù)。這是因?yàn)槎S金相看到的石墨顆粒實(shí)際上是石墨顆粒的剖面，其最大尺寸一般小于石墨顆粒的實(shí)際最大尺寸。因此在石墨顆粒大小評(píng)級(jí)時(shí)，允許跨級(jí)別評(píng)定，允許有少量小于相應(yīng)等級(jí)尺寸的小顆粒石墨。但標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9441—2009規(guī)定石墨顆粒大小為“計(jì)算直徑大于最大石墨球半徑的石墨顆粒直徑的平均值”，石墨顆粒大小級(jí)別只是一個(gè)平均值，而且小于新修訂標(biāo)準(zhǔn)。

2.5 珠光體含量評(píng)定

珠光體是鐵素體和滲碳體的兩相機(jī)械混合物，一般球墨鑄鐵基體中珠光體含量越高，球墨鑄鐵的強(qiáng)度、硬度越高，塑性、韌性和熱穩(wěn)定性越差，因此珠光體含量是球墨鑄鐵的重要檢驗(yàn)指標(biāo)[7,10]。標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9441—2021將球墨鑄鐵珠光體含量分為12個(gè)級(jí)別，不同級(jí)別珠光體含量的評(píng)級(jí)圖見(jiàn)其附錄圖H.1，用1組評(píng)級(jí)圖取代標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9441—2009的2組評(píng)級(jí)圖。

評(píng)定珠光體含量時(shí)不考慮石墨所占比例，即珠光體+鐵素體+碳化物+磷共晶=100%。最少隨機(jī)選取5個(gè)視場(chǎng)，替代標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9441—2009中規(guī)定的代表性視場(chǎng)，評(píng)級(jí)視場(chǎng)從0.7 mm擴(kuò)大到1.2 mm，使得觀(guān)測(cè)視場(chǎng)擴(kuò)大近3倍，更具有代表性。檢驗(yàn)時(shí)放大倍數(shù)為100倍，可根據(jù)石墨顆粒大小調(diào)整放大倍數(shù)，使石墨顆粒大小與評(píng)級(jí)圖接近，取所有視場(chǎng)測(cè)定結(jié)果的平均值，取整數(shù)。

2.6 磷共晶含量評(píng)定

由于磷共晶硬度高、脆性大，磷共晶分布在晶界區(qū)域，使球墨鑄鐵強(qiáng)度和塑性下降，硬度提高[11]。另外，磷共晶熔點(diǎn)低，使鑄件熱裂傾向增加。而且在球墨鑄鐵中，磷共晶數(shù)量對(duì)性能的影響比其形態(tài)對(duì)性能的影響更加顯著，因此對(duì)球墨鑄鐵中磷共晶含量應(yīng)嚴(yán)格控制[12]。

根據(jù)一般球墨鑄鐵對(duì)磷共晶含量的要求，標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9441—2021給出了6個(gè)級(jí)別的磷共晶含量，評(píng)級(jí)圖見(jiàn)其附錄圖I.1。評(píng)定磷共晶含量時(shí)不考慮石墨所占比例，即珠光體+鐵素體+碳化物+磷共晶=100%。觀(guān)察整個(gè)檢驗(yàn)面，以磷共晶含量最多的視場(chǎng)為受檢視場(chǎng)對(duì)照相應(yīng)的評(píng)級(jí)圖評(píng)定。

2.7 碳化物含量評(píng)定

碳化物會(huì)嚴(yán)重惡化球墨鑄鐵的韌性和塑性，當(dāng)碳化物單獨(dú)作為硬化相存在時(shí)，其體積分?jǐn)?shù)一般應(yīng)小于5%，對(duì)于高韌性球墨鑄鐵其體積數(shù)量不超過(guò)3%[10,12]。標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9441—2021定義了5個(gè)級(jí)別的碳化物含量，相應(yīng)的評(píng)級(jí)圖見(jiàn)其附錄圖J.1。

評(píng)定碳化物含量時(shí)，同樣不考慮石墨所占比例，即珠光體+鐵素體+碳化物+磷共晶=100%。觀(guān)察整個(gè)受檢面，以碳化物含量最多的視場(chǎng)為受檢視場(chǎng)，按標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9441—2021附錄圖J.1來(lái)評(píng)定。

2.8 分散分布的鐵素體數(shù)量評(píng)定

根據(jù)現(xiàn)在球墨鑄鐵生產(chǎn)現(xiàn)狀，原材料質(zhì)量提高和生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步，經(jīng)大量調(diào)研發(fā)現(xiàn)，正常生產(chǎn)不會(huì)出現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9441—2009中4.4條款所示的分散分布鐵素體。故標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9441—2021不再有“分散分布鐵素體的評(píng)定內(nèi)容”。

3 建議與展望

目前，國(guó)產(chǎn)圖像分析軟件測(cè)定結(jié)果波動(dòng)較大，主要原因是缺少對(duì)軟件的統(tǒng)一認(rèn)證。沒(méi)有統(tǒng)一的顯微組織模型，包括石墨顆粒模型，沒(méi)有規(guī)程統(tǒng)一的閾值和測(cè)試分析方法；軟件系統(tǒng)也沒(méi)有設(shè)置合理的參數(shù)選擇窗口，以便根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置檢驗(yàn)邊界條件。因此國(guó)產(chǎn)圖像分析軟件還需要進(jìn)一步改進(jìn)完善。為了適應(yīng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越普遍的現(xiàn)狀，應(yīng)加快制定鑄鐵顯微組織計(jì)算機(jī)圖像分析標(biāo)準(zhǔn)，包括明確鑄鐵顯微組織圖像分析軟件基本參數(shù)、金相顯微鏡光照強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)、金相試樣制備要求等，為計(jì)算機(jī)圖像分析技術(shù)在材料檢測(cè)中的發(fā)展和應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。