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铸造厂：彻底改变质量控制

您是否在铸造厂工作，正在为质量控制领域的每个步骤寻求金相建议？这篇来自 Struers 团队的全新文章将讨论制备金属试样的步骤和技术，重点介绍如何制备、验证和检查铸铁和铝的硬度。了解如何在 10 分钟内对未镶样的试样进行精磨和抛光，在 30 秒内进行验证分析，并快速获得硬度测试结果。

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简介

如需了解最新的冶金解决方案，请联系该领域的全球权威机构 Struers。Struers 拥有遍布全球的超过 18 名冶金专家，能够跨越国界为铸造厂提供无与伦比的支持。从宝贵的指导到广泛的培训计划，以及访问领先的在线资料，Struers 为制备试样的人员赋能。他们追求卓越的核心是一个设备齐全的实验室。这些最先进的设施欢迎希望提高试样制备结果的个人，无论是免费的开放式培训活动、免费的网络研讨会还是专业材相师课程，无论您的学习风格如何，我们都有适合您和您的团队的课程。

人们在倾听

Struers 提供全面的金相方法，以满足铸造厂的各种需求。全面的设备系列涵盖了试样制备过程的各个方面，从研磨/抛光到硬度测试。

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铸铁试样制备

本指南将帮助您更好地进行铸铁金相制备。铸铁金相制备的主要挑战在于保持石墨的片状、球状或回火形态的真实形状和尺寸。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。

由于石墨的形状对铸铁的力学性能有显著影响，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。

铸铁的金相质量控制流程:
  • 使用标准参考图表或图像分析评估未蚀刻、抛光试样上的石墨尺寸和分布。
  • 根据规格，蚀刻试样以检查基体结构。
一个有趣的事实是，石墨实际上是三维的，尽管被视为二维的。

如何保持石墨的原始形状和尺寸？

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常见，它们很容易变形和划伤。要解决这个问题，必须进行彻底的金刚石研磨和最终抛光。使用高于 100 倍的放大倍数验证碳是否完全保留。

您知道抛光良好的石墨是灰色而不是黑色吗？参见图 1。

特写 1
图 1。如下图所示，在较低放大倍数下观察时，含有球状石墨，并用硝酸盐蚀刻的铁素体铸铁会显示为黑色。

碳主要以球形石墨的形式存在。与片状石墨铸铁相比，球形石墨铸铁的强度有所提高，但由于纯铁素体基体中缺少渗碳体，其硬度较低。
ZEISS Smartzoom 5 成像，约 500 倍放大。

在金相学是铸造生产线质量系统不可或缺的一部分且时间有限的情况下，制备带石墨的铸铁所面临的挑战会变得更加复杂。了解并克服这些困难将有助于您的铸造厂获得一致的结果。

铸铁解决方案：

  • 切割阶段 - 建议使用立方氮化硼砂轮，如果切割较大的截面，则自动过程比手动过程更高效。
  • 镶样 - 铸造厂通常会使用未镶样的试样，使用试样夹具座，您可以为研磨和抛光阶段拧紧试样 - 一次最多可制备 6 个试样。
  • 研磨和抛光步骤 - 使用金刚石研磨表面，使用硬抛光表面完成彻底的金刚石抛光，并包括最后的氧化物抛光步骤。
特写 2
图 2. 使用金刚石表面精磨制备的灰铸铁显示出通过简化制备方法可获得的良好边缘保持率。

研磨和抛光铸铁样品

选择正确的表面以减少变形：
  • 对于白口铸铁和 ADI 铸铁，Struers 建议使用诸如 MD-Piano 220 的金刚石表面，并使用金刚石 MD-Allegro 进行精磨。
  • 软到中等硬度、含有铁素体、奥氏体或珠光体基体的铸铁采用碳化硅箔/砂纸进行平面研磨，用 MDLargo 进行精磨。
  • 抛光时会腐蚀的铸铁，建议使用无水金刚石悬浮液、A 和黄色润滑剂。
Struers 白口铸铁 4 步法使用 Struers MD 表面；这些表面可确保均匀的材料去除，在软质阶段不会出现涂抹，在脆性阶段不会出现崩裂。

第一步 -MD-Piano 220，

第二步 - 使用 MD-Allegro 与 DiaPro Allegro/Largo 9 进行精磨的步骤。

第三步 - 使用 DiaPro 3 的 MD-Dac

第四步 - 使用 DiaPro Nap B1 的 MD-Nap。

第一步完成后，精磨和抛光应在 10 分钟内完成，如果您的技术需要更长的时间，请尝试以上推荐的方法，以获得更快的一致效果，查看所有抛光时间和力度详情。

使用石墨的铸铁可通过 3 个步骤在 11 分钟内制备完成，但许多实验室技术人员更喜欢在最后添加一个时间为 1 分钟的 OP-Chem 步骤。

了解有关铸铁的更多全面信息

铝制试样制备

铝非常轻，少量的合金元素就可以提高其强度，结合其耐腐蚀性和易成形性，使其成为许多铸造厂的首选金属。

铝的金相学用于：
  • 测定粒度
  • 查看抛光和蚀刻试样上的任何微观结构缺陷
  • 检查是否含有氧化物或铝化锆等杂质。
铸造合金铝的评价内容包括形状、相分布和可能的孔隙率。在锻造材料中，可检查轧制和挤压过程的缺陷，并测量电镀层的厚度。

如何避免机械变形和刮擦？

与铝和铝合金相关的金相挑战因金属的纯度而不同。随着纯度的提高，铝会变得更软，更容易出现机械变形和划痕。

随着合金含量的提高，铝合金会变得很硬。相对而言，铸造合金更容易制备样品。但是，铝基体必须经过良好抛光，以避免在结构解释中出现误差。

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