球墨铸铁性能工艺

球铁铸件差不多已在所有主要工业部门中应用，这些部门要求高的强度、塑性、韧性、、耐严重的热和机械冲击、或低温、蚀以及尺寸稳定性等。为了满足使用条件的这些变化、球墨铸铁现有许多牌号，提供了机械性能和物理性能的一个很宽的范围。

如   标准化组织ISO1083所规定的大多数球墨铸铁铸件，主要是以非合金态生产的。显然，这个范围包括抗拉强度大于800牛顿/平方毫米，延伸率为2%的牌号。另一个极端是高塑性牌号，其延伸率大于17%，而相应的强度较低(   低为370牛顿/平方毫米）。强度和延伸率并不是设计者选择材料的   根据，而其它决定性的重要性能还包括屈服强度、弹性模数、和疲劳强度、硬度和冲击性能等。另外，耐蚀性和   以及电磁性能对于设计者也许是关键的。为了满足这些使用，研制了一组奥氏体球铁，通常叫Ni一Resis球铁。这些奥氏体球铁，主要用镍、铬和锰合金化，并且列入   标准。

在低合金球墨铸铁方面，除了对铜、钼研究较多外，还对镍、铌等进行了研究。在利用   钒钛生铁制作钒钛合金球墨铸铁方面，国内一些单位进行了大量、系统的工作。中锰球墨铸铁虽然在性能上不够稳定，但来的系统研究与生产应用，取得了显著的经济效益。

在耐热球墨铸铁方面，除了中硅球墨铸铁以外，系统研究了Si+Al总量对稀土镁球墨铸铁抗生长能力的影响。我国研制的RQTAL5Si5耐热铸铁用作耐热炉条的使用寿命是灰铸铁的3倍，是普通耐热铸铁的2倍，并与日本Cr25Ni13Si2耐热钢的使用寿命相当。

在耐酸球墨铸铁方面，我国生产的稀土高硅球墨铸铁比普通高硅铸铁的组织细小、均匀、致密，由此，抗蚀性能提高了10%～90%，并且其机械强度也有显著。

稀土能使石墨球化。自从H. Morrogh   先使用铈球墨铸铁以来，先后许多人研究了各种稀土元素的球化行为，发现铈是   的球化元素，其他元素也均具有程度不等的球化能力。

结合国情，我国对稀土的球化作用进行了大量研制工作，发现稀土元素对常用的球墨铸铁成分（C3.6～3.8wt%，Si2.0～2.5wt%）来说，很难获得同镁球墨铸铁那样完整均匀的球状石墨；而且，当稀土量过高时，还会出现各种变态形的石墨，白口倾向也增大，但是，如果是高碳过共晶成分（C>4.0wt%），稀土残留量为0.12～0.15wt%时，可获得良好的球状石墨。

根据我国铁质差、含硫量高（冲天炉熔炼）和出铁温度低的情况，加入稀土是   的。球化剂中镁是主导元素，稀土一方面可   石墨球化；另一方面克服硫以及杂质元素的影响以球化也是   的。

稀土防止干扰元素破坏球化。研究表明，当干扰元素Pb、Bi、Sb、Te、Ti等总量为0.05wt%时，加入0.01wt%（残余量）的稀土，可以   中和干扰，并可变态石墨的产生。我国绝大部分的生铁中含有钛，有的生铁中含钛高达0.2～0.3wt%，但稀土镁球化剂由于能使铁中的稀土残留量达0.02～0.03wt%，故仍可石墨球化良好。如果在球墨铸铁中加入0.02～0.03wt%Bi，则几乎把球状石墨   破坏；若随后加入0.01～0.05wt%Ce，则又恢复原来的球化状态，这是由于Bi和Ce形成了稳定的化合物。

稀土的形核作用。20世纪60年代以后的研究表明，含铈的孕育剂可使铁液在整个保持期中增加球数，使   终的组织中含有   多的石墨球和   小的白口倾向。经研究还表明，含稀土的孕育剂可球墨铸铁的孕育效果并显著提高抗衰退的能力。加入稀土可使石墨球数增多的原因可归结为：稀土可提供   多的晶核，但它与FeSi孕育相比所提供的晶核成分有所不同；稀土可使原来（存在于铁液中的）不活化的晶核得以长大，结果使铁液中总的晶核数量增多。