1.4.2 显微组织

在阀体截面取横向试样，经粗磨，细磨，粗抛，精抛后在Observer.Al m型金相显微镜下观察，如图4所示。由图4可知，其阀体有大量的显微疏松，原因是，在凝固过程中，整个液态金属内出现许多细小的晶粒，随着温度降低和晶粒长大以及新的晶粒产生，使正在凝固部分与外界液态金属通道被许多已凝固成形的晶粒隔断，液态金属的粘度逐渐增大，使液态金属很难通过细小的通道给予补缩。因此，这些虽未被晶粒完全孤立的液态金属也几乎处于孤立状态。在晶粒之间残存了许多被孤立的液态金属，这些液态金属凝固时将产生更多和更加细小的孔洞，即产生了显微缩松[f41。铸件疏松形成的因素很多，主要有合金元素本身的性质，如形成熔体的勃度、结晶温度间隔的大小;工艺方面，如浇注温度、浇注速度、浇冒口设置等因素的影响。

图3 非金属夹杂物(SEM)形貌及能谱图((EDS)
Fig.3 SEM and EDS of nonmetallic inclusion

试样经4%硝酸酒精腐蚀后，其显微组织如图5所示。由图5可知，其组织为明显的残余铸态组织，为铁素体+珠光体+魏氏组织，且晶粒粗大，分析认为，出现残余铸态组织主要有以下原因:①未进行正火处理，一般对于WCB铸钢件为消除铸态组织需进行正火处理，即铸件奥氏体化保温后空气中冷却;②进行了正火处理，但其未达到规定正火工艺的保温温度，正火温度过低;③进行了正火处理，但其未达到规定正火工艺的保温时间。

(a) SEM

(b) EDS

    图4 阀体显微疏松照片
Fig.4 Microporosity of valve body

    图5 阀体金相组织照片
Fig.S Metallograph of valve body

由图5可知，其组织中的珠光体含量较低，对于钢铁材料，由Fe-C相图可知，这主要是因为闸阀阀体的C元素含量较低的缘故。

2 分析与讨论

闸阀阀体中显微缩松的存在，大大降低了有效承载面积，使铸件的力学性能急剧下降[9]。出现的严重的铸态组织晶粒粗大，以及出现的粗大魏氏组织会使闸阀阀体的强度和塑性急剧下降，一般经正火后的具有等轴状的铁素体和珠光体才具有良好的力学性能。此外，钢中分布较为密集的MnS类夹杂物，此类夹杂物的存在降低了钢材的塑性和韧性。闸阀阀体由于其C含量偏低，珠光体含量偏低，也会使材料的强度指标明显下降。

3 结论及建议

wcB闸阀阀体拉伸强度不合格的原因，是闸阀阀体中出现大量的残余铸态组织、显微疏松及碳含量偏低所致的珠光体含量偏低等所致。生产厂家应通过改进铸造工艺技术的措施，控制显微疏松的产生，提高闸阀阀体的内在质量，按照规范严格执行wcB的热处理工艺制度，杜绝大量成品中大量铸态组织的存在。同时建议适量增加原材料中的碳含量，以提高铸件中的珠光体含量，提高阀体的强度。