河北省泊头市艺兴铸造厂

 球铁铸件是通过球化和孕育处理得到球状石墨，地提高了铸铁的机械性能，特别是提高了塑性和韧性，从而得到比碳钢还高的强度。
球铁铸件除铁外的化学成分通常为：含碳量3.0～4.0%，含硅量1.8～3.2%，含锰、磷、硫总量不超过3.0%和适量的稀土、镁等球化元素。
球铁铸件是20世纪五十年代发展起来的一种高强度铸铁材料，其综合性能接近于钢，正是基于其优异的性能，已成功地用于铸造一些受力复杂，强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。球墨铸铁已迅速发展为仅次于灰铸铁的、应用十分广泛的铸铁材料。所谓“以铁代钢”，主要指球墨铸铁。
球墨铸件常见的七种缺陷原因及分析和性能优点
【一】、球墨铸件常见的七种缺陷原因及分析
1）石墨球异化
石墨球异化出现不规则石墨，如团块状、蝌蚪状、蠕虫状、角状或其他非圆球状。这是由于球状石墨沿辐射方向生长时，局部晶体生长模式和生长速率偏离正常生长规律所致。球墨铸件中残余球化元素量超出应有范围时，如残余镁太高，超过了保持石墨球化所需的低量时，也会影响石墨结晶条件，就容易产生蝌蚪壮石墨。而残余稀土较多时，高碳当量铁水易产生碎块石墨，碎块石墨的集中区域一般称做“灰斑”。而蠕虫状石墨的出现则是由于球化元素残余量不足或者含有超限的钛和铝。
2）石墨漂浮
过共晶成分的厚壁球铁件中，在浇注位置顶部，常常出现一个石墨密集区域，即“始末漂浮”现象，这是由于石墨与铁水密度不同，过共晶铁水直接析出的石墨受到浮力作用向上所致。石墨漂浮程度与碳当量、球化元素的种类及残留量、球墨铸件凝固时间、浇注温度等因素有关系。镁能使球铁的共晶含碳量提高，碳当量相同的铁水，提高其残余镁量就能减少石墨漂浮，残留稀土量过高，有助于爆裂状石墨的升成。
3）反白口
一般铸铁件的白口组织容易出现在冷却较快的表层、尖角、披缝等处，反白口缺陷则相反，碳化物相出现在球墨铸件中等断面心部、热节等部位。球化元素残余量过多时，有促进反白口缺陷产生的作用，稀土元素强于镁，它们一般都能增加球铁组织形成时的过冷度。
4）皮下小孔
皮下小孔内主要含有氢，也有少量CO和氮。残余镁量过高时，也同时加强了从湿型中吸收氢的倾向，因而产生皮下小孔的几率增加。另外，球化铁水停留时间长也能增加小孔的数量。
5）缩孔缩松
缩孔常出现在球墨铸件后凝固部位(热节处、冒口颈与球墨铸件连接处、内角或内浇口与球墨铸件连接处)，是隐蔽于球墨铸件内部或与外表连通的孔洞。缩松，宏观的出现在热节处，细微的收缩孔洞，大多是孔洞内部互相连通。与球化元素有关的是，要控制残余镁和稀土不能过高，这对减少宏观和微观缩松都有明显效果，缩松倾向几乎与球化元素成正比。
6）黑渣
它一般发生在球墨铸件的上部(浇注位置)，主要分为块状、绳索状和细碎黑渣。黑渣的主要成分硅酸镁，是由铁水中MgO和SiO2反应生成的，并受其相对含量的影响。因此，作为控制黑渣的措施之一就是减少镁的残余量(加镁0.15%时，渣总量约占铁水重量的0.1%)，而残余稀土因与氧有很强的亲和力，在减少黑渣方面有明显的效果。
7）球化衰退
这是由于球化铁水停留时间较长，残留镁逐渐减少，熔渣没有及时扒除，硫还会回到铁水中，使凝固组织中的石墨减少甚至消失，衰变为不规则状、蠕虫状或片状石墨。这种球化衰退与球化剂中稀土含量较低、或者球化剂加入量偏低有的关系，但紧靠增加其加入量也很不可取，因为镁残余量高了，熔渣量和渗碳体都会增加，在厚大断面中还会使石墨球蜕变为蝌蚪状石墨。生产实践表明：原铁水含硫量低对防止球化衰退才是的。包括还有的球铁铸造件缺陷，几乎都与球化剂的成分和加入量有关系，但我们不能指望球化剂解决很多问题，不能解决所有问题，因为球化元素的作用以及球化剂的加入量都是利弊共存的，球化剂只是球墨铸件稳定生产控制系统中的一个很重要的因素，只有和其他配套措施结合在一起，才能够稳定的进行球化处理。
【二】、球墨铸铁件材料的性能优点
高强度高韧性材料之所以能够提高球墨铸铁件的疲劳寿命，是因为抗拉强度越高的球墨铸铁件屈服强度和疲劳越高，虽然随着抗拉强度的升高，球墨铸铁件的组织会发生变化，使脆性相的含量增加，塑性相的含量会减少，但是，通过合理的铁液成分设计和严格的工艺控制，能够在保持高强度的情况下，使球墨铸铁件材料具有很好的伸长率，材料综合性能会好，球墨铸铁件的疲劳寿命会高。
相同抗拉强度，伸长率高的材料综合性能明显要好一些，特别是在有缺口的疲劳和断裂韧性上优点明显，这2项指标对于球墨铸铁件的疲劳寿命是正相关。
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