灰铸铁中的石墨是以两种不同形式形成，一是由渗碳体的分解而形成， Fe₃C→ 3Fe₂+C石墨。二是从液体或奥氏体中直接析出，当液体或奥氏体在比较接近于平衡的冷却条件下，则液体（或固溶体）就可比通常结晶温度（或相变点）略高的情况下（如在 1130～ 1135℃和 723～ 738℃）直接形成石墨。

一、金相试样的选取及制备

1.  试样的选取

一般是取自试块或挠曲棒上或取自铸件的本身或在铸件毛胚加工面上端 30mm处切取或筒浇制活塞环可在每筒下端不大于铸件壁厚二倍的位置上切取。

2.  试样的制备

将试样观察面在细砂轮上磨平，然后分几道砂纸磨制至抛光，消除试样磨面的划痕。铸铁石墨不使其污染或拖曳。

3.  试样的抛光

选用短毛纤维柔软的平绒、呢或丝绸。抛光粉最好是具有细致尖利性。经过细化加工处理的氧化铝，或常用的氧化铬、氧化铁。在开始抛光时对抛光粉的浓度可以高些，这对防止石墨拖曳有好处。抛光时用力要适中均衡，随时转动变换试样方向，将至完成时把抛光粉减薄，并用力减轻。最后清水冲洗试样，再轻微抛光用干净丝绒擦干就可观察石墨，以观察试样无划痕，石墨呈灰暗为标准。每个试样一般抛光 5～ 6分钟即可。

4.  试样的侵蚀

一般采用 2～ 5％硝酸酒精溶液或 4％苦味酸酒精溶液。

二、灰铸铁金相检验及评定方法

石墨的类型，石墨的长度和数量、共晶石墨的控制，基体组织中的珠光体的分散度，铁素体含量，磷共晶的类型及分布特征和面积大小程度，渗碳体数量等。可按 GB/T 7216-1987， ASTM A247-06， ISO 945-75等标准检验。

三、灰铸铁的组织和性能

1.  石墨的形态及识别

以两种不同形式形成：由渗碳体的分解而形成， Fe₃C→ 3Fe₂+C石墨；由从液体或奥氏体中直接析出。

A 型片状石墨无方向性均匀散布； B菊花状石墨中心以小片状与点状石墨向外伸展形呈菊花形分布； D型石墨（共晶石墨）又称树枝状石墨或称过冷石墨以点状与小片状石墨呈方向性枝晶分布； E型石墨以小片状石墨呈方向性枝晶分布； F型石墨呈星射状。

2.  珠光体分散度的评定

珠光体分散度与奥氏体过冷度有关，过冷度越大珠光体愈为细密。基体珠光体的硬度大约为 HB180~265，在金相检验评定中主要观察珠光体分散度，即片间距离，分散度情况与硬度的关系大致如下：

索氏体型珠光体片间距在 500×下难以区分，它的硬度在 HB245左右。

细片状珠光体片间距在 0.5μ～ 0.8μ时 HB215左右。

中等片状珠光体片间距在 1.2μ～ 1.5μ时 HB200左右。

粗片状珠光体片间距在 2.0μ以上时 HB<180。

3.  铸铁中的铁素体

由于铸铁中含有较多的碳、硅或其它促进石墨化的元素，促使了 Fe₃C分解。过冷度大和缓慢冷却也可以导致铁素体的产生，它大多附着于石墨的周围或处于共晶型巢状石墨中间。

4.   磷共晶的形态分类及识别

形成过程二种：

1 ）以 Fe-Fe₃C平衡图为基础，由液体结晶的都是三元磷共晶，在冷却过程中的一定条件下三元磷共晶分解为二元磷共晶。

2 ）以 Fe-Fe₃C- Fe₃P平衡图为基础，二元和三元磷共晶都是由液体直接结晶的，不过其结晶的方式不相同。

金相检验对几种磷共晶形态的鉴别 ,也是很重要的。

二元磷共晶 ：向内凹陷弯曲，明亮的 Fe₃P基体上均匀分布着暗色的α质点，共晶体边界内外较深截然分明。另一种二元磷共晶呈鱼骨状，它的外形象莱氏体组织，从显微观察其亮度要比莱氏体差，共晶体中有时为珠光体呈小团分布。