第9章 铸钢和铸铁.docx
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第9章铸钢和铸铁
第9章铸钢和铸铁的金相检验
9.1铸钢的金相检验
铸钢通过铸造成型，在电站、矿山、建筑、铁路、工程机械和农机等行业中普遍得到应用。
但铸钢也有其自身的特点：
由凝固特性决定的较粗大的树枝晶和一次组织、奥氏体组织及室温铸态组织、化学成分的严重偏析（特别对于高合金钢铸件）、钢液自液态至凝固及固态冷却过程中发生的体积收缩、冶炼和浇注时产生的气孔和非金属夹杂物等，这些均会对铸钢件的金相组织和使用性能有影响。
9.1.1铸钢的分类及常用牌号
铸钢可按其化学成分或使用特性分类，两种分类方法见图7.9-1。
图7.9-1铸钢分类
铸钢的碳含量的质量分数通常不超过0.6%，多数铸钢件的碳含量处于低碳或中碳范围，但也有属于高碳范围的铸钢。
铸造合金钢常含有一定数量的合金元素，如Mn、Si、Cr、Ni、Mo、W、V、Cu等。
近几十年来发展的微合金化铸钢，加入了ω≤0.1％的Nb、B、Zr、Be、Ti或稀土等。
常用的铸造碳钢有ZG200-400、ZG230-450、ZG270-500、ZG310-70、ZG340-640等，它们的碳含量的质量分数（％）依次为≤0.20、≤0.30、≤0.40、≤0.50、≤0.60。
常用的铸造合金钢有钼系钢：
ZGl5Mo、ZG25Mo、ZG40Mo、ZG40M02、ZG50M02；铬系及铬钼系钢：
ZG40Cr、ZG35CrMo；硅锰系钢，ZG20SiMn、ZG35SiMn、ZG42SiMn、ZG50SiMn；锰钼钢：
ZG50MnMo；铬锰硅钢：
ZG35CrMoSi。
9.1.2金相组织
（1）凝固至室温形成的组织铸钢在凝固过程中直至室温有三种组织分类：
①一次组织或凝固组织：
②二次组织或奥氏体组织；③三次组织或室温铸态组织。
钢液凝固时发生成核和晶体生长过程，其成核的相取决于化学成分。
从Fe-C相图可知：
含有ωc＜0.1％的钢液由δ相成核，长成δ相的树枝状宏观组织；其二次组织的奥氏体在
δ相晶界成核转变成二次奥氏体组织，呈现与一次组织部分重叠的形貌，见图7.9-2，冷至室温得到以魏氏组织铁素体为主的铸态组织。
含ωc＞0.5％的钢液，则由γ相长成γ相的树枝晶和二次奥氏体组织。
而含有中间碳量的钢液，则由δ相成核，发生包晶反应转变成γ相，再由γ相长大成一次和二次组织，见图7.9-3，在室温时大多为具有魏氏组织铁素体的珠光体和铁素体混合铸态组织。
对于碳钢、随着碳含量的增加，珠光体数量增多。
而当化学成分一定时，由于钢液熔化、浇注和铸件冷却条件的不同，使铸件凝固至室温的过程中的组织发生差异。
图7.9-2由δ相成核的一次晶粒及尔后转变成的图7.9-3由γ相成核长大的一次晶粒示意图
γ相的奥氏体晶界（实线）示意图
1）树枝晶和凝固组织钢液凝固时主要以树枝状方式生长，先结晶的支干部分含杂质元素和合金元素较少，最后凝固的部分和树枝晶间则杂质元素和非金属夹杂物偏聚，还常因凝固收缩造成枝间晶的不致密。
通过金相的宏观酸蚀或深侵蚀的方法可将树枝晶组织和凝固组织的晶界及不同晶粒区域显示出来。
树枝晶的一次晶轴间和二次晶轴间的间距反映了铸件的凝固速度和枝晶间化学成分偏析的程度，它们的大小都将影响铸件的力学性能。
铸件的凝固组织由表及里由表层的细晶，中心部位的等轴粗晶和介干两者之间沿冷却梯度方问生长的柱状晶三个区域组成。
在一般采用砂摸的铸件中表层的激冷晶粒常不易发现，而拉长的柱状晶粒在普通的碳钢和低合金钢中常仅有一定的长度。
但在高合金钢铸件中则占主导地位。
铸件的截面积越大，冷却速度越慢，则由树枝晶生长而成的柱状晶和等轴粗晶越发达，区域面积也越大。
同一铸件的不同部位截面，柱状晶和等轴晶的大小、各晶区的比例及分布也不相同。
改变冷却或成核条件，可在铸件内部获得全部定向凝固的柱状晶或超细的等轴晶。
钢的化学成分也会影响铸钢的凝固组织。
发达的等轴粗晶和柱状晶的存在，会对铸件的力学性能和铸造性能产生不良的影响。
柱状晶本身较致密，强度及韧塑性较好，但晶间富集了大量的杂质元素和非金属夹杂物，导致晶间强度下降，力学性能呈明显的方向性，严重时还会使铸件冷却时发生沿晶开裂。
在粗大的柱状晶及等轴晶间因凝固收缩不易得到钢液的补充，常在晶间及铸件的心部出现分散的疏松和气孔缺陷，使心部的力学性能低于边缘。
2）化学成分的偏析由于铸件的复杂形状，往往在铸件不同厚度的截面上同时存在着固相、固液共存和液相三种状态，从而使铸件与铸型之间的热交换是通过若干区域来完成的。
这种区域性的成分不均匀在宏观组织中称为宏观偏析，如大型铸件中的V形和倒V形偏析，中心偏析等。
铸件凝固时的冷却速度越快，宏观偏析（和微观偏析）的程度越严重。
铸件中非金属夹杂物的形成是合金元素和杂质元素宏观偏析和微观偏析的结果。
其主要形式是金属氧化物、硫化物和硅酸盐。
主要分布在树枝间或树枝晶间。
氧化物夹杂物大多为脆性的，形貌为颗粒状或多角形，其中以A1203对性能影响较大。
硅酸盐夹杂物常呈较大的球状或颗粒状，在钢中弧立分布。
铸钢中的硫化物为塑性夹杂物，大多呈灰色，以其形态和分布分成三类，其形态、分布及对性能的影响见表7.9-1。
表7.9-1铸钢中硫化物的分类及影响
类别
形态分布
影响
Ⅰ
较大球状或粒状，孤立分布在一次晶界上
很小
Ⅱ
细小点、条状，呈不连续网状，以共晶形式分布在一次晶界上
降低塑性
Ⅲ
粗大块状，MnS为主，在晶界单独分布
不大
3）宏观组织缺陷铸件的宏观组织缺陷包括缩孔（残余）、缩松、气孔、热裂纹、夹杂物及由固态收缩引起的冷裂纹和鱼眼状白点发纹等。
无论是在处于半熔化状态的截面变化交界处所产生的热裂纹，或是由于钢液中氢含量偏高而引起的鱼眼状白点发纹，或由收缩应力引起的缩孔、缩松及残留在钢中的气孔或非金属夹杂物，都破坏了金属的连续性，从而恶化钢的性能。
它们都是铸钢宏观组织中必须控制的缺陷。
（2）铸钢的铸态组织魏氏组织铁素体和粗大的奥氏体晶粒是亚共析铸钢典型的铸态组织，见图7.9-4和图7.9-5。
图7.9-4ZG270-500魏氏体组织100X
图7.9-5ZG20CrMo铸钢的铸态组织125X
铸钢的凝固是个连续的快速冷却过程。
它不同于缓慢冷却或等温过程，从而使冷却时的相变不按照平衡态的转变规律，即在未达到真正共析成分前已发生了共析转变，得到伪共析组织。
在亚共析钢中，进一步提高冷速甚至可形成一系列如贝氏体或马氏体的非平衡组织。
先共析铁素体是过冷奥氏体在稍低于Ar3以下时，在奥氏体晶界上形成的扩散型高温转变产物，随着冷速的变化，它可以呈晶界块状、晶界网状或魏氏组织片状三种形态。
在亚共析钢中，铁素体在奥氏体晶界或晶内成核并沿母相奥氏体一定的惯习面｛111｝r析出片状铁素体，在晶界呈羽毛状或晶内等边三角形状，得到与珠光体共存的混合组织，即铁素体魏氏组织。
随冷速增加，铁素体变厚变疏，甚至转变成其它非平衡组织。
过缓或过快的冷速均会抑制它的产生。
随着含碳量的增加，珠光体量增多，魏氏组织铁素体渐趋不明显，低中合金铸钢与碳钢具有相似的宏观组织，但由于化学成分及冷速的影响，其铸态组织可由珠光体、细珠光体、贝氏体、马氏体，以及块状或片状铁素体组成。
铸钢件在凝固过程中，奥氏体沿截面厚度方向长出不同形状的晶粒。
截面越厚，冷速越慢，柱状晶和等轴晶越长大，按晶粒度标准评级常大于1级。
粗大的二次组织将得到粗大的铸态组织，它将明显地影响热处理后的组织，从而影响室温性能。
（3）热处理后组织铸钢件由于截面厚薄相差悬殊，体积较大，因此热处理工艺一般较简单。
常用的热处理方式为：
退火、正火、回火、调质，也可进行表面化学热处理。
但由于铸件的成分偏析严重，致其局部的组织转变较复杂，各部位的显微组织可能有所不同。
结构用铸钢件常用的热处理工艺类型及金相组织见表7.9-2。
表7.9-2结构用铸钢件的热处理方式及其组织形貌
类别
主要目的
规范
金相组织
应用范围
消除应力退火
消除内应力，防止开裂
加热至Ac1以下100~200℃保温后缓冷
仍为铸态组织
一般铸钢件常用
高温扩散退火
成分和组织均匀化
加热至Ac3以上120~200℃长时间保温后空冷
均匀的再结晶组织，但晶粒度粗，表面氧化脱碳
要求高的高合金钢铸件
完全退火
软化基体，消除应力，细化组织
加热至Ac3以上30~60℃保温炉冷
消除铸态组织，得到细化的铁素体和珠光体
所有牌号铸件的预处理
不完全退火
降低硬度，改善切削性能，消除应力
加热至Acl~Ac3之间保温后炉冷
部分组织转变和细化
要求不高铸件的退火处理
正火
得到高于退火态的力学性能
加热至Ac3以上30~60℃保温后空冷
组织更均匀、细小，可为铁素体和珠光体或贝氏体、马氏体的混合组织
一般要求铸件的交货态
淬火
提高硬度，满足回火的力学性能
加热至Ac3以上20～50℃保温后快冷
使碳化物溶解，得到贝氏体或马氏体组织
碳钢和低、中、高合金钢铸件
回火
消除淬火应力，调整韧塑性与强度的配合，淬火加高温回火称调质
Ac1以下不同温度保温后空冷
回火索氏体（高温回火）或回火马氏体（低温回火）
力学性能要求较高的铸件淬、正火后的后续工序
9.1.3金相检验
金相试样一般取自单铸或附铸试块上，宏观组织试片或断口取自铸件本体。
试样的选取应有代表性和针对性，并应注意：
其宏观组织和缺陷的分布会因顺序凝固而呈方向性，其微观组织则由于成分偏析而呈现不均匀。
（1）宏观组织检验用酸蚀法可显示铸件的宏观组织，成分不均匀性及冶金或铸造缺陷。
宏观组织显示的常用侵蚀液及适用范围参见“钢铁酸蚀侵蚀试剂”，宏观组织及缺陷在酸蚀试片上的特征见表7.9-3。
（2）微观组织检验
1）铸造碳钢的金相检验晶粒度和非金属夹杂物的评级可按GB／T8493—1987《一般工程用铸造碳钢金相》，参照GB／T6394—1986《金属平均晶粒度测定方法》。
以ZG310—570铸钢为例，在铸态和不同热处理状态下的显微组织见表7.9-4。
铸造碳钢中非金属夹杂物的测定标准中共分五个级别。
在100倍显微镜下，取视场直径79.8mm，选取最严重视场与标准图片比较后评级。
如有特殊需要，也可取不同视场下的平均级别来评级，可参照GB／T10561
—1989《钢中非金属夹杂物显微评定方法》）。
表7.9-3宏观组织及缺陷在酸蚀试片上的特征
组织或缺陷
分布
酸蚀面上的形态
树枝晶
整个试样表面
呈方向或无方向性的树枝状
晶粒和晶区
一般为中心等轴粗晶，外围柱状晶，呈对称或不对称分布，也可能整个截面全为等轴晶或柱状晶
柱状晶基本垂直于铸型壁，晶界、晶区均明显
偏析
分布较广
小黑点、小孔洞或由它们组成的区域
气孔
局部分布在表面或次表面
梨形或椭圆形空洞。
小孔成群则称蜂窝状气孔
针孔
垂直于铸壁分布
垂直排列的圆、条形孔洞，沿柱状晶走向。
深入皮下，则称皮下针孔
缩孔（残余）
单个，集中分布，体积大
形状极不规则的空洞，外露于空气，周围有疏松和孔洞聚集，偏析严重
缩松
集中，或堆在缩孔底部或厚截面内部
形状不规则的空洞群
热裂纹
局部分布于厚薄截面处
若干穿透或不穿透裂纹，曲折且不连续，沿原奥氏体晶界或枝晶间走向
冷裂纹
局部分布于薄壁处
较平直，穿透裂纹
鱼眼白点
近截面中央，垂直于拉应力方向
细，短发纹状
非金属夹杂物
局部，无规律
不同形状和耐蚀程度的小黑点或叫小、孔洞群
表7.9-4ZG310一570铸钢不同状态下的显微组织
状态
热处理温度，℃
显微组织及其特征
铸态
珠光体、铁素体，部分铁素体沿奥氏体晶界呈网状分布
退火
非正常
正常
非正常
Acl～Ac3
Ac3+50~150
Ac3+150以上
珠光体、铁素体、残留铸态组织
珠光体、铁素体
珠光体、铁素体（组织粗化）
正火
Acl～Ac3
Ac3+50~150
Ac3+150以上
珠光体、铁素体、残留恃态组织
珠光体、铁素体
珠光体、网状分布的铁素体（组织粗化）
调质
非正常
正常
非正常
Acl～Ac3水淬+回火
Acl+30～50水淬+回火
Acl+50以上水淬+回火
回火索氏体、未溶铁素体
回火索氏体
回火索氏体（组织粗化）
2）无损金相检验及其它由于铸钢件体积较大，对于大型或不能破坏的铸件需要进行金相检验时，可直接在铸件上选择试验点，然后进行手工或机械磨抛，侵蚀后在显微镜下观察。
目前生产的各种现场金相检查仪均具有试佯制备、观察和照相的全套功能，可达到制样迅速、组织观察或记录清晰的目的。
另一种采用胶膜（如AC纸）复型的方法，同样可获得与直接观察试样相接近的效果，且具有可保存和重复观察或照相等优点。
（3）断口检验和分析铸钢断口检验的对象主要是含有冶金或铸造缺陷的断口及影响力学性能的某些不正常断口。
它常作为分析断裂原因或缺陷性质的重要手段之一。
断口中常见铸造和冶金缺陷的断口形貌特征见表7.9-5
表7.9-5缺陷的断口特征
缺陷
断口形貌
偏析
短杆状，较光滑的条带（高倍下有时可见成串夹杂）
气孔
单个或成束，内壁光滑的条形（外露时带有氧化色）
针孔
条形孔洞，内壁光滑，不露头，呈银灰色
缩孔
呈管状，表面粗糙，严重氧化，常见发达的树枝晶和夹杂物堆积
缩松
内壁粗糙，不露头，可见树枝晶
热裂纹
露头的氧化严重；表面起伏，圆滑
冷裂纹
未氧化的呈灰色纤维状或沿原奥氏体晶粒开裂呈岩石状
非金属夹杂物
成堆分布的颗粒群，有的呈黄绿色
9.2铸铁的金相检验
铸铁是一种含碳量的质量分数大于2.11％的铁碳合金。
铸铁中的碳可以固溶、化合和游离三种状态存在。
在铸铁的凝固、结晶和随后的热处理过程中，碳的存在状态还会发生变化，从而影响到铸铁的组织和性能。
在工业铸铁中，除碳、硅以外，还含有锰、硫、磷等其他元素。
特殊性能的合金铸铁分别含有铬、钼、铜、镍、钨、钛、钒等合金元素。
铸铁的显微组织主要由石墨和金属基体组织所构成。
由于铸铁组织中的石墨比较柔软，有些石墨的颗粒尺寸较大，甚至结构较松散，应特别注意防止在铸铁试样制备过程中产生石墨剥落、石墨曳尾，或抛光不足等制样缺陷，以免有碍对铸铁石墨和组织的正常检验。
铸铁金相测试的基本内容应包括；①对石墨形态、大小和分布的分析；②对基体中各种组织组成物形态、分布和数量及其相互配置的分析；⑧对铸造、热处理及其他工艺因素所引起的缺陷的判别和分析；④对铸铁断口的宏观和微观分析；⑤对铸铁的成分、组织、性能和生产工艺的综合分析。
在工业生产中，通常根据铸铁中碳的存在状态、石墨的形态特征及铸铁的性能特点，将铸铁分为白口铸铁、灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁和特殊性能铸铁等。
9.2.1铸铁的显微组织
（1）石墨形态和石墨大小
1）石墨形态除白口铸铁外，各种铸铁都具有其特有形状的石墨。
即使在同种铸铁中，各种石墨的形状差别也很大。
石墨的几何形状可以用石墨形态来表示。
石墨形态既是石墨形状的表征，又是对石墨形状的分类。
我国国家标准GB／T9441—1988《球墨铸铁金相检验》通过测试石墨面积率来定量地划分石墨形态。
所谓石墨面积率是指石墨截面的实际面积与石墨最小外接圆面积的比率。
在测试和计算石墨面积率时，须将石墨适当放大，用剪纸称重法求得。
也可用图像分析仪或其它方法测试。
当用几何方法作石墨的外接圆时，应以石墨的最大投影长为直径作圆。
当上述方法所作的圆不能包容整个石墨时，则采用三角形法作外接圆，见图7.9-6。
图7.9-6石墨最小外接圆作图法
a）以石墨最大投影长为直径作图
b）求三角形中心作圆
石墨面积率反映了石墨截面的几何形状接近理想圆面积的程度。
根据石墨面积率值可以将铸铁的石墨划分为球状、团状、团絮状、蠕虫状和片状五种形态，石墨形态与石墨面积率的对应关系见表7.9-6。
表7.9-6石墨形态与石墨面积率对照表
石墨形态
球状
团状
团絮状
蠕虫状
片状
（a）
（b）
（c）
（d）
（e）
石墨面积率
>0.81
0.61~0.80
0.41~0.60
0.10~0.41
<0.10
2）石墨大小及其分级在铸铁中，石墨的大小或长度往往存在着较大的差异。
石墨的几何尺寸可以用其大小（长度）来表示。
石墨大小（长度）分级既是石墨几何尺寸的表征，也是对石墨大小的分类。
这种分级必须反映石墨大小（长度）对铸铁性能影响的基本规律。
国家标准GB／T7216—1987，《灰铸铁金相》和GB／T9441—1988《球墨铸铁金相检验标准》等效采用了国际标准ISO945—1975（E）《铸铁石墨显微组织的分类》的分类方法。
这种方法规定的石墨大小（长度）分级，见表7.9-7。
表7.9-7石墨大小（长度）分级（100×）
级别
片状石墨长度/mm
球状石墨球径/mm
1
＞100
/
2
＞50~100
/
3
＞25~50
＞25~50
4
＞12~25
＞12~25
5
＞6~12
＞6~12
6
＞3~6
＞3~6
7
＞1.5~3
＞1.5~3
8
≤1.5
≤1.5
9.2.2基体组织及显示方法
在金相分析中，常将除石墨以外的部分统称为基体。
（1）基体组织铸铁在铸态或正火、退火态下的基体组织有铁素体、珠光体和奥氏体，有时会出现渗碳体、莱氏体和磷共晶。
通过适当的热处理，可以获得贝氏体、马氏体及其回火组织，有时在铸态下也可获得某些热处理状态下的组织。
铸铁中各种组织的形态特征及性能特点见表7.9-8。
（2）显示方法在显示铸铁的基体组织时，常采用化学侵蚀法。
最常用的化学侵蚀剂是硝酸酒精溶液和苦味酸酒精溶液。
有时可采用染色剂进行热染侵蚀。
在作光学金相测试时，还可以采用氧化法、电解侵蚀法。
为了鉴别一些形态、色彩相近的组织，可借助暗场、偏光、相衬等特殊的光学装置，或同时辅以显微硬度法等手段。
9.2.3白口铸铁
当铁水按Fe-Fe3C亚稳定系相图结晶时，仅有极少量的碳溶于铁素体中，绝大部分碳以碳化物状态存在。
白口铸铁的断口呈银白色。
其性能特点是高硬度、高耐磨性。
（1）白口铸铁的分类
1）亚共晶白口铸铁ωc<4.3％，共晶度<1。
一次结晶后的组织为初生奥氏体和共晶莱氏体。
在二次结晶过程中，奥氏体转变成珠光体。
在室温下的组织为莱氏体和珠光体。
见图7.9-7。
2）共晶白口铸铁ωc＝4.3％，共晶度为1，一次结晶后的组织为共晶莱氏体。
在二次结晶过程中，奥氏体向珠光体转变，其室温组织为莱氏体。
见图7.9-8。
3）过共晶白口铸铁ωc>4．3％，共晶度>1。
一次结晶后的组织为初生渗碳体和共晶莱氏体。
在二次结晶过程中，随着奥氏体向珠光体转变，其室温下的组只为渗碳体和莱氏体。
见图7.9-9。
7.9-7亚共晶白口铸铁组织7.9-8共晶白口铸铁组织
7.9-9过共晶白口铸铁组织
（2）生产中常用的白口铸铁
在工业生产中，白口铸铁主要用于抗磨条件下。
应用最多的是冷硬白口铸铁和高铬白口铸铁。
1）冷硬白口铸铁它是利用金属型或冷铁对铁水的激冷作用而获得的。
由于激冷作用，在距激冷表面一定深度内为白口组织。
冷硬白口铸铁的特点是表面硬度高而心部具有稍高的韧性，常用于冶金轧辊和发动机凸轮、梃柱等。
冷硬白口铸铁的金相组织自激冷表面至心部存在三个组织区域。
a.白口区。
此区呈全白口组织。
生产中一般选用亚共晶或共晶白口组织。
b.麻口区。
组织为珠光体、渗碳体和片状石墨。
这是白口与灰口的过渡区。
c.灰口区。
组织为珠光体和片状石墨。
这完全是灰口铸铁的组织。
表7.9-8铸铁中各种组织的形态特征和性能特点
组织名称
形态特征
性能特点
铁素体
是碳（或同时少量硅）溶于a-Fe中形成的固溶体。
其最大含碳量ωc=0.02％。
经硝酸酒精溶液侵蚀后，可显示铁素体晶粒。
铁素体常分布在石墨周围
塑性和韧性高，强度和硬度低
渗碳体
是铁和碳的化合物，即Fe3C。
当存在合金元素时，可能形成合金渗碳体或碳比物。
经硝酸酒精溶液侵蚀后仍呈白色；经碱性苦味酸钠水溶液侵蚀后呈棕色
硬度高，脆性大，无塑性和韧性
珠光体
是铁素体与共析渗碳体组成的机械混合物。
铁素体和渗碳体呈层片状交错排列。
经硝酸酒精溶液侵蚀后，在高倍下可见到层片状结构
性能介于铁素体与渗碳体之间
奥氏体
是碳（或同时少量硅）溶于γ-Fe中形成的固溶体。
其最大含碳量为：
ωc=2.1l％。
当铸铁中含有扩大γ区的合金元素（如镍、锰等）时，可在室温得到奥氏体。
经氯化高铁盐酸溶液侵蚀后，可见到晶粒
强度和硬度较低，塑性高
莱氏体
是渗碳体与共晶奥氏体组成的机械混合物。
室温下，莱氏体由渗碳体与珠光体，或渗碳体与铁素体构成。
经硝酸酒精溶液侵蚀后呈骨骼状或峰窝状
硬度高，耐磨性好，但韧性低
磷共晶
是磷化铁与奥氏体或磷化铁与奥氏体和渗碳体组成的二元共晶体或三元共晶体。
经硝酸酒精溶液侵蚀后，呈边界向内凹陷的多边形。
在白亮的磷化铁基体上分布着奥氏体分解产物
硬度高，耐磨性好，脆性大
上贝氏体
球墨铸铁中的上贝氏体实际上是铁素体。
由于这种铁素体总是伴有大量稳定的高碳残余奥氏体，故常称为奥氏体—贝氏体组织。
经硝酸酒精溶液侵蚀后呈羽毛状
强度、塑性和韧性均较高
下贝氏体
是碳在α-Fe中的过饱和固溶体，在其内部，碳化物沿α-Fe特定的位向析出，经硝酸酒精溶液侵蚀后呈纤细的黑针状
强度和硬度高，塑性和韧性较低
马氏体
是碳在a-Fe中的过饱和固溶体，经低温回火后为回火马氏体。
经硝酸酒精溶液侵蚀后，呈“竹叶”状，常呈“Z”字形分布，一般为高碳马氏体
强度和硬度很高，塑性和韧性很低
冷硬铸铁的金相测试主要是对白口区组织的测试。
一般包括以下内容。
a.石墨。
当铁水的含硅量过高或浇注温度过低时，往往在白口区内析出呈点状分布的石墨。
这将降低铸铁的硬度和耐磨性。
为此，应控制点状石墨的数量和分布。
b.白口层深度。
是指从激冷面开始，与激冷方向垂直的白口深度。
一般从表面测量至出现麻口处为止。
白口层深度是保证铸铁使用寿命的主要因素。
c.白口组织。
是指莱氏体组织的细密程度和碳化物的块度。
在硬度相近的条件下，莱氏体愈细密，铸铁的耐磨性愈高。
白口铸铁也可采用淬火、回火处理和等温淬火处理，以得到回火马氏体和贝氏体组织。
2）高铬白口铸铁为克服普通白口铸铁的脆性，并进一步提高铸铁的耐磨性，通常加入较高含量的铬（一般ωc＝12％～30％）和其它—些合金元素而获得高铬白口铸铁。
这种铸铁已广泛用于破碎、研磨、物料运输和冶金设备上。
高铬白口铸铁的金相组织在铸态下，这种铸铁的组织—般为马氏体和碳化物及少量残余奥氏体，有时会存在少量珠光体。
高铬白口铸铁经淬火、回火处理后获得回火马氏体基体组织。
在高铬白口铸铁中，除有大量共晶碳化物外。
还会出现数量较多的呈点状分布的二次碳化物。
高铬白口铸铁的金相检验
a.共晶碳化物。
在铸铁中，随着含铬量增加，共晶碳化物由（Fe，Cr）3C型转变成（（Fe，Cr）7C3型。
高铬白口铸铁的共晶碳化物为（Fe，Cr）7C3型，这种碳化物不仅硬度较（Fe，Cr）3C型碳化物高，而且呈孤立的杆状或菊花状分布，有利于维护基体的连续性。
而（Fe，Cr）3C型碳化物一般呈网状分布，对基体造成隔离作用。
高铬铸铁的共晶碳化物一般体积分数为20％左右。
过少的共晶碳化物降低铸铁的耐磨性。
b.马氏体。
热处理型高铬白口铸
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