球墨鑄鐵件碳含量的測定

孫國娟　韓超

【摘 要】通過對球墨鑄鐵件以不同方式取樣，進(jìn)行碳含量檢測并對結(jié)果比較分析，得出常規(guī)取樣方式（鉆床鉆屑）造成石墨逸失，檢測結(jié)果不均勻，并結(jié)合實(shí)際情況，確定準(zhǔn)確檢測球墨鑄鐵件碳含量的取樣方式。

【關(guān)鍵詞】球墨鑄鐵；實(shí)驗(yàn)；石墨

球墨鑄鐵是通過球化和孕育處理得到的球狀石墨，能有效地提高鑄鐵的力學(xué)性能，特別是提高了塑性和韌性，已經(jīng)成功地用于制造一些受力復(fù)雜，強(qiáng)度、韌性、耐磨性要求較高的零件。其碳含量的高低決定了力學(xué)性能的優(yōu)劣，故球墨鑄鐵件碳含量的分析具有重要的意義。

一、樣品制備

由于球墨鑄鐵中石墨與基體結(jié)合不牢固，采用傳統(tǒng)的鉆床鉆屑時(shí)，游離石墨極易從鐵屑表面脫落，造成細(xì)屑中碳含量偏高，而粗屑中碳含量偏低，得出的碳測定值均勻性、準(zhǔn)確性都差，因此不能用于球墨鑄鐵碳含量的分析。

本文推薦采用的是銑床銑削取片來制備試樣進(jìn)行分析，由于厚度>0.5mm的試樣難以簡單弄碎，也難以稱取到理想的質(zhì)量，還容易造成試樣燃燒不完全，故薄片厚度一般≤0.5mm。此法能有效保證無游離石墨脫落，從而確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，制樣過程也不復(fù)雜。因此對于球墨鑄鐵件中碳含量的檢測，采用銑床銑削方法制樣是簡便可行的。

二、試驗(yàn)

（一）儀器與試劑

紅外碳硫分析儀；鎢粒，20～40目，C<0.001%，S<0.0005%；瓷坩堝（使用前于800高溫爐中灼燒2～4h）；燃燒氣體為氧氣。

（二）儀器工作條件

氧氣壓力0.3MPa；分析時(shí)間50s。

（三）試驗(yàn)方法

（1）儀器穩(wěn)定

開機(jī)預(yù)熱半小時(shí)，做廢樣6～8次，測定值趨向穩(wěn)定。

（2）儀器校準(zhǔn)

稱取鑄鐵標(biāo)準(zhǔn)樣品0.2g置于坩堝中，加入鎢粒1.8g進(jìn)行分析。重復(fù)分析3～5次，用測定的平均值與認(rèn)定值對碳通道進(jìn)行校正。

（3）試樣分析

校正標(biāo)準(zhǔn)曲線后，再進(jìn)行一次標(biāo)準(zhǔn)樣品的測定，如果結(jié)果穩(wěn)定在允許的誤差范圍內(nèi)，即可按2.3.2的步驟對試樣進(jìn)行分析。

三、結(jié)果與討論

在同一塊球墨鑄鐵試樣上分別采用鉆床鉆孔和銑床銑削兩種方式獲得試驗(yàn)樣品，按上述試驗(yàn)方法每組樣品分析10次，計(jì)算其標(biāo)準(zhǔn)偏差和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，見下表。

從表中可以看出，鉆床鉆孔較銑床銑削制得的樣品測試值低且重復(fù)性差，偏差超出標(biāo)準(zhǔn)允許范圍，不可采信。銑床銑削測試結(jié)果未發(fā)生偏析，重復(fù)性好，可作為球墨鑄鐵件中碳含量檢測的取樣方式。