灰铸铁石墨粗大，耐磨性和强度都会下降

灰铸铁里的石墨以片状分布在金属基体中。片越粗、越长，基体被割开的距离越大，拉伸时裂纹沿石墨片扩展的路径又直又长，抗拉强度下降。耐磨性一起下降，是因为粗片更容易被磨粒整片挖出，留下深坑，承力的金属断面也变少。切削时觉得好切，正是基体已经被割断，不能当成耐磨还在。粗片把基体割开以后，磨粒正好从缺口把金属成块带走。

粗片怎样切断基体

石墨几乎没有强度，每一片都相当于基体里的一条内部缺口。缺口短而分散时，裂纹要不断改道，强度损失较小。缺口又长又粗时，裂纹可以沿同一片石墨走很远，断口上能看到粗大的黑色片痕。同样的基体，石墨片一粗，抗拉和抗弯都会明显降低，断面有效面积也被占掉更多。片与片若首尾相接，裂纹可以穿过截面，不必再撕开完整金属。

粗大石墨多出现在碳当量偏高、冷却过慢的厚截面里。铁水过热后缓慢凝固，石墨有时间长成粗片。薄壁冷得快，片就细。同一铸件厚处先断、薄处还正常，往往不是厚处基体不同，而是厚处石墨更粗。打开断口，厚处黑片又大又亮，薄处细碎，就能对上。同一包铁水浇出的薄件合格、厚件发脆，差别主要在冷却速度。

孕育不足时，石墨形态也会变坏，但常见的是过冷的细小枝晶间石墨，片并不粗。它同样损害强度，断口偏白、偏细。石墨粗大的断口则黑而粗，能用肉眼看到片。强度都低，形态相反。把细碎的过冷石墨当成粗片去加碳，碳更高，粗片会更严重。过冷的细石墨要靠孕育改形态，不是继续提高碳量。

耐磨下降不是基体单独的事

滑动时细小石墨可以在摩擦面上提供一点润滑，基体仍连成片，耐磨不一定差。石墨过粗以后，润滑作用抵不过基体被挖空。磨粒把整片石墨撬出，坑又成为新的磨粒来源，磨损加快。磨损面呈粗黑坑，而不是均匀磨亮。强度下降和耐磨下降因此是同一形态带来的两个结果。磨损坑的尺寸若与石墨片相当，耐磨下降就和粗片对得上。细片铸铁的磨损面应当均匀磨亮，而不是一个个与石墨片相当的坑。

基体变成铁素体时，硬度低，耐磨和强度也会差，但石墨片可以仍然细小。金相上铁素体多、石墨并不粗，应去查冷却和化学成分里促进铁素体的因素。石墨粗大时，即使基体仍是珠光体，强度和耐磨也上不去，因为珠光体被长片割断了。先看片的粗细，再看基体是珠光体还是铁素体。

白口则是石墨根本没有析出，又硬又脆，耐磨可以很高，加工困难。它和石墨粗大方向相反。厚壁中心石墨粗、表面激冷成白口，两个区域要分开取样。用表面的高硬度代表心部，会漏掉心部的粗石墨。心部加工以后很快磨损，原因在黑心，不在表面。

改善粗石墨，要降低碳当量、加快厚截面的冷却，并做好孕育，让石墨以细小弯曲的片均匀分布。只加合金提高基体硬度，粗片还在，裂纹仍沿片走，耐磨坑也还在。基体硬了但被长缺口割开，整体性能回不来。孕育是改变片的形态，不是只改变基体颜色。

已经铸成的粗石墨不能靠热处理把片变细。石墨片的形状在凝固时已经固定，退火或正火只能改变基体，不能把长片折断成短片。热处理后强度略有变化，断口上的粗片还在，耐磨也不会回到细片铸铁的水平。要改的是下一炉的凝固，不是这一件的回火温度。

检验时不要只看一个硬度值。硬度受基体影响大，粗石墨造成的强度损失在硬度上不一定成比例。应同时看断口粗细或金相片长，并在厚截面上取样。薄壁试棒细片、本体厚壁粗片，用试棒验收会把本体放过。

灰铸铁石墨粗大，强度下降是因为长片成为裂纹通路，耐磨下降是因为粗片被挖出后基体不连续。铁素体软、过冷细石墨和白口都会改变性能，但片的粗细不同。断口又黑又粗，才按粗石墨去改碳量、冷却和孕育。