球墨铸铁件碳含量的测定

孙国娟　韩超

【摘 要】通过对球墨铸铁件以不同方式取样，进行碳含量检测并对结果比较分析，得出常规取样方式（钻床钻屑）造成石墨逸失，检测结果不均匀，并结合实际情况，确定准确检测球墨铸铁件碳含量的取样方式。

【关键词】球墨铸铁；实验；石墨

球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到的球状石墨，能有效地提高铸铁的力学性能，特别是提高了塑性和韧性，已经成功地用于制造一些受力复杂，强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。其碳含量的高低决定了力学性能的优劣，故球墨铸铁件碳含量的分析具有重要的意义。

一、样品制备

由于球墨铸铁中石墨与基体结合不牢固，采用传统的钻床钻屑时，游离石墨极易从铁屑表面脱落，造成细屑中碳含量偏高，而粗屑中碳含量偏低，得出的碳测定值均匀性、准确性都差，因此不能用于球墨铸铁碳含量的分析。

本文推荐采用的是铣床铣削取片来制备试样进行分析，由于厚度>0.5mm的试样难以简单弄碎，也难以称取到理想的质量，还容易造成试样燃烧不完全，故薄片厚度一般≤0.5mm。此法能有效保证无游离石墨脱落，从而确保数据的准确性，制样过程也不复杂。因此对于球墨铸铁件中碳含量的检测，采用铣床铣削方法制样是简便可行的。

二、试验

（一）仪器与试剂

红外碳硫分析仪；钨粒，20～40目，C<0.001%，S<0.0005%；瓷坩埚（使用前于800高温炉中灼烧2～4h）；燃烧气体为氧气。

（二）仪器工作条件

氧气压力0.3MPa；分析时间50s。

（三）试验方法

（1）仪器稳定

开机预热半小时，做废样6～8次，测定值趋向稳定。

（2）仪器校准

称取铸铁标准样品0.2g置于坩埚中，加入钨粒1.8g进行分析。重复分析3～5次，用测定的平均值与认定值对碳通道进行校正。

（3）试样分析

校正标准曲线后，再进行一次标准样品的测定，如果结果稳定在允许的误差范围内，即可按2.3.2的步骤对试样进行分析。

三、结果与讨论

在同一块球墨铸铁试样上分别采用钻床钻孔和铣床铣削两种方式获得试验样品，按上述试验方法每组样品分析10次，计算其标准偏差和相对标准偏差，见下表。

从表中可以看出，钻床钻孔较铣床铣削制得的样品测试值低且重复性差，偏差超出标准允许范围，不可采信。铣床铣削测试结果未发生偏析，重复性好，可作为球墨铸铁件中碳含量检测的取样方式。