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球铁与灰铁生产工艺球墨铸铁球墨铸铁铁液的特点与灰铸铁相比，球墨铸铁铁液的铸造性能有如下的特点：●铁液中的硫化物和氧化物等含量高。
此外，若接触空气和气体容易产生氧化物。
●石墨化膨胀容易引起铸件胀大，尺寸精度易受影响。
●厚壁部位易发生夹渣。
●冒口补缩效果不易发挥，容易产生缩孔。
●铸件清理比较麻烦。
●铁液流动性能较好，不易产生裂纹。
●铸型、型芯排气的好坏，对能否获得健全铸件有很大的影响。
●铸件容易产生的主要缺陷是：渣孔、缩孔、气孔、针孔及夹杂物。
球墨铸铁生产工艺控制影响铸态球铁生产稳定性的因素很多，要稳定地生产球墨铸铁，必须在生产中把握好以下几点：稳定的化学成分和铁液温度，准确的铁液量，合适的球化和孕育处理方法，以及可靠的炉前控制。
1 设备选择1.1 熔炼设备选择熔炼设备的选用首先是在满足生产需要的前提下，遵循高效、低耗的原则。
感应电炉的优点是：加热速度快，炉子的热效率较高，氧化烧损较轻，吸收气体较少。
因此，用中频电炉熔炼，可避免增硫、磷问题，使铁水中P不大于0.07％、S不大于0.05％。
1.2 球化包的确定为了提高球化剂的吸收率，增加球化效果，球化处理包应比一般铁液包深。
球化包的高度与直径之比确定为2:1。
2 原材料选择2.1 炉料选择球铁球化剂的加入效果条件是：高碳、低硅、大孕育量。
为了稳定化学成分和有效地控制促进白口化元素和反球化元素，保证熔炼铁水的质量，选用张钢Z14生铁，其化学成分：C＞3.3％，Si 1.25％～1.60％,P≤0.06％，S≤0.04％。
2.2 球化剂的选择球化剂的选用应根据熔炼设备的不同，即出铁温度及铁液的纯净度（如含硫量、氧化程度等）而定。
我国最常用的是稀土镁硅铁球化剂，采用这种球化剂处理时，由于合金中含硅量较高，可显著降低镁处理时反应的剧烈程度。
同时也能因增硅而有些孕育作用。
电炉生产时，因温度相对较高，所用球化剂的化学成分见表１。
表1 球化剂FeSiMg8Re7化学成分项目出铁温度/℃S %球化剂成分/%Mg Re Si电炉1420~1480≤0.047.0~9.0 6.0~8.0≤44.03 炉前控制3.1 化学成分选择球铁原铁液应高碳、低硅、低硫、低磷。
扬中市金鑫特种合金材料厂低硅镁团块球化剂我厂生产的球化剂是清华大学研制，主要由镁、稀土、钙、钡、铁及其他特殊用途的合金元素经复合冷结成型，企业严格按照ISO9000系列要求进行管理，且生产工艺先进，检测手段完备，技术力量雄厚。
并培养了一批青年科技人员，他们都具有较强的产品开发和研制能力。
经过多年的发展，形成了完整的产品系列，广泛用于冶金、球墨铸造等行业。
质量稳定可靠。
我厂坐落于素有黄金水道之称的长江中下游地区扬中市，岛内环境优美、交通方便、邮电通讯十分便捷，经济和科学文化发达。
我厂始终坚持“质量第一、用户至上”的原则，本着“互惠、互利、共同发展”的经营宗旨，与您携手开展全方面的合作。
球化处理主要包括以下内容：（1）铸铁化学成分的选择；（2）球化剂的选择、加入量；（3）球化处理方法；（4）球墨铸铁的孕育处理；（5）球化效果的检验。
球墨铸铁球化处理工艺的制订应充分考虑球墨铸铁的牌号及其对组织的要求、铸件几何形状及尺寸、铸型的冷却能力、浇注时间和浇注温度、铁液中微量元素的影响以及车间生产条件等因素。
一、球墨铸铁化学成分的选择同普通灰铸铁一样，球墨铸铁化学成分主要包括碳、硅、锰、硫、磷五大常见元素。
对于一些对组织及性能有特殊要求的铸件，还包括少量的合金元素。
同普通灰铸铁不同的是，为保证石墨球化，球墨铸铁中还须含有微量的残留球化元素。
下面着重介绍这些元素在球墨铸铁中的作用及其选择原则。
1、碳及碳当量碳是球墨铸铁的基本元素，碳高有助于石墨化。
由于石墨呈球状后石墨对机械性能的影响已减小到最低程度，球墨铸铁的含碳量一般较高，在3.5～3.9%之间，碳当量在4.1～4.7%之间。
铸件壁薄、球化元素残留量大或孕育不充分时取上限；反之，取下限。
将碳当量选择在共晶点附近不仅可以改善铁液的流动性，对于球墨铸铁而言，碳当量的提高还会由于提高了铸铁凝固时的石墨化膨胀提高铁液的自补缩能力。
但是，碳含量过高，会引起石墨漂浮。
因此，球墨铸铁中碳当量的上限以不出现石墨漂浮为原则。
合金熔炼知识点总结1.铸造性能：流动性，充型能力，收缩性，偏析。
气体及夹杂物等2.合金的流动性与充型能力的区别1）充型能力是液态金属充满型腔获得形状完整，轮廓清晰铸件的能力流动性是指液态铸造合金本身的流动能力。
2）流动性好的合金，其充型能力强3）流动性影响因素：合金的种类，化学成分及结晶特点3.收缩性：铸造合金从液态冷却到室温的过程中，其体积和尺寸缩减的现象称为收缩性。
1）收缩的三个阶段;液态收缩阶段，凝固收缩阶段，固态收缩阶段。
2）收缩方法：体收缩，线收缩3）影响收缩的因素：化学成分，浇注温度，铸件结构与铸型条件4）收缩对铸件质量的影响：产生缩松和缩孔[主要原因是液态收缩和凝固收缩]防治措施：调整化学成分，降低浇注温度和减少浇注速度，增加补缩能力，增加铸型激冷能力。
6.铸造应力：铸件在凝固冷却的过程中因温度的下降而产生收缩使铸件和长度发生变化，若这些变化受到阻碍便会在铸件中产生应力称为铸造应力。
1）铸造应力按其产生的原因可分为三种：热应力，固态相变应力，收缩应力2））铸造应力的防止和消除措施：采用同时凝固的原则提高铸型温度改善铸型和型芯的退让性进行去应力退火7.铸铁：铸铁是一系列主要由铁、碳和硅组成的合金的总称[铁，碳，硅，锰，磷，硫及其其他合金元素]1）铸铁中的碳以化合态渗碳体和游离态石墨形式存在2）.影响铸铁组织和性能的因素：a.碳和硅[铸铁中碳、硅含量均高时，析出的石墨就愈多、愈粗大]b.硫[强烈阻碍石墨化,增加热脆性，恶化铸铁铸造性能硫含量限制在0.1-0.15%以下]c.锰[弱阻碍石墨化，具有提高铸铁强度和硬度的作用锰含量控制在0.6~1.2%之间]d.磷[对铸铁的石墨化影响不显著。
含磷过高将增加铸铁的冷脆性磷含量限制在0.5%以下]8.铸铁分类：1）按碳存在形式分：白口铸铁，灰口铸铁，麻口铸铁2）按石墨存在形式分：灰铸铁，可锻铸铁，球墨铸铁，蠕墨铸铁3）按化学成分分：普通铸铁，合金铸铁4）按性能分：耐热铸铁，耐磨铸铁，耐腐蚀铸铁9.灰铸铁（HT)：指碳主要以片状石墨形式出现的铸铁，断口呈灰色。
球化剂在铸铁中起什么作用2010-01-09 15:54球墨铸铁问世至今已有52年，其发展迅速之快令人惊讶，即使在经济不景气的情况下，球铁仍然有所发展，有人称球墨铸铁为不适当退却中的胜利者，指出：球墨铸铁由于其高强度、高韧性和低价格，所以在材料市场上仍占有重要的地位，尽管几年来钢铁铸造总产量有所下降，但球铁产量并未下降，奥——贝球铁的出现增强了球铁的竞争地位。
1．球铁的生产和研究现状 1. 1常规球铁目前常规球铁——即以铁素体和珠光体为基体的球铁仍占球铁产量中的绝大部分比例，因此注意提高常规球铁的性能和质量，在保持球铁的竞争地位中起了重要的作用。
1．1． 1对影响球铁质量的因素加强控制球铁的组织与性能取决于铸铁的成份和结晶条件以及所用球化剂的质量，研究认为为了确保球铁的机械性能，必须针对铸件具体壁厚、浇注温度、所用球化剂、球化处理工艺、冷却参数的优化以及有效的排渣措施进行严格控制，而适当的降低碳当量，合金化和热处理是改善球铁的有效措施。
1．1．2有效控制铁素体球铁和球光体球铁的生产[2] 控制球铁基体的主要因素有铸铁的成份、所用球化剂、孕育剂的类型，加入方法以及冷却条件等。
铸态铁素体球铁的成份控制微过共晶成份，其中碳稍高，但不出现石墨漂浮，含硅稍低，孕育剂硅量应少于3%，锰越低越好，应使Mn<0.04%，硫、磷应低，使S≤0.02%、P≤0.02％，这是因为硅可改善球铁组织和相应的塑性，Si=3.0～3.5%可得到全部铁素体组织。
有研究指出，Si=2.6～2.8％时，铸铁具有最高的延伸率和冲击韧性，但硅在铁中的显微偏析随着含磷量的增加，这种偏析越严重，并对机械性能有不良影响，特别是当温度低于零度时影响更大，而含硫低可以选用低镁低稀土球化剂球化，并减少“黑斑”缺陷的产生，而“黑斑”主要是镁、铈硫化物和氧化物的聚集物，此外也要用低硅球化剂以保证可以进行多次孕育。
对珠光体球铁而言，在生产时铸铁成份中锰可提高至0.8～1.0％，有些铸件如果是用作耐磨性曲轴时，锰可提高至1.2～1.35％，生产铸态珠光体元素铜。
加入量大于1.8%时，它阻碍石墨球化，但促进基体完全珠光体化，一般球铁中铜含量应小于1.5%，锡是强烈的珠光体化元素，其对硬度的影响大于铜和锰，但Sn≥1.0%时使石墨畸变，因此其含量应限制在0.08％以下。
1.1.3 稀土在球铁中的作用稀土能促进镁合金的球化效果（球化率和球的圆整度），它对壁厚球铁件中防止球状石墨畸变的效果受到了重视，这也是国内外球化剂中都包含稀土的主要原因之一。
在铸件中有些元素能破坏和阻碍石墨球化，这些元素即所谓的球化干扰元素，干扰元素分为两类，一是消耗球化元素型干扰元素，它们与镁、稀土生成MgS、MgO、MgSe、RE2O3、RE2S3、RE2Te3等，使球化元素降低从而破坏了球状石墨形成；另一类是晶间偏析型干扰元素，包括锡、锑、砷、铜、钛、铝等在共晶结晶时，这些元素富集在晶界，促进使碳在共晶后期形成畸形的枝晶状石墨，球化干扰元素原子量越大，其干扰作用越强，现在许多研究都已找到了干扰元素在铸铁中的临界含量，当这些元素含量小于临界含量时，并不能形成畸变石墨。
在有干扰元素的铸铁中，加入稀土可消除其干扰作用，有研究报告指出在铸铁中干扰元素之和应小于0.10％即z=Ti+Cr+Sb+V+As+Pb+Zn+…<0.10% 有研究指出，中和铁水中的Al、Sb、TI、Pb、Bi、等只要分别加入0.005～0.04%Ce即可，例如，中和Ti、Pb、Sb、Al等只要分别加入0.005~0.007%、0.014%、0.15%和0.008%的Ce即可。
干扰元素在铸件壁厚，冷却速度慢的情况下破坏作用更大。
干扰元素对球铁基体也有影响，Te、B强烈促进白口形成，Cr、As、Sn、Sb、Pb、Bi稳定珠光体，Al、Zr促进铁素体。
值得注意的是，目前正在发展一些球化元素与干扰元素复合球化剂，以改善大断面球铁的处理效果及石墨球的圆整度。
1.1. 4球铁检测加强球铁检测是保证其质量的重要措施，目前正在研究发展线分析，即产品在生产过程中进行分析，以确定其质量，已有不少单位在大批量生产条件下利用超声波对铸件质量进行分析。
在利用超声波测定铸铁组织时，片状石墨的声速为4500m/s、蠕墨铸铁为5400m/s、球墨铸铁5600m/s，此外在铸铁中高频衰减率的变化也可判断铸铁类型，球铁中心频率为5MHz而片状铸铁仅为1.5MHz。
目前还有单位正在用超声波作球化级别的测定，已可测定合格的球化级别和不合格的产品（3级和4级之间），但还不能进行更细分级测定，此方法正在完善中。
1．2奥——贝球铁 20世纪70年代，荷兰、中国、美国彼此独立地，几乎是同时宣布各自研究成功了贝氏体球铁，中国研究成功的是下贝氏体，美国为下贝氏体＋马氏体，荷兰为上贝氏体＋奥氏体，荷兰成果最具代表性，即现在所称的奥——贝球铁。
1977年M.Jokason宣布荷兰的Kgmi Kgmmene公司所属的karkkila铸造厂开发了一种特性优异的新型铸铁，即奥——贝球铁，并在1978年召开第45届国际年会上宣读了有关论文，此一发明在美、英、法、加等13个国家申请了专利（美国专利号：3860457，荷兰专利1996/72，原西德专利2852870），引起了各国重视，被誉为近几十年来铸铁冶金中的重大成就之一。
奥——贝球铁兼备高强度、高韧性和高耐磨性。
如英国的标准有NE-GJS-800-8，EN-GJS-1000-5，EN-GJS-1400-1。
奥——贝球铁成份与常规球铁成份相同，球化剂和处理工艺也相同，其差别是必须进行等温淬火处理，等温淬火温度不同时可分别获得上贝氏体＋奥氏体，下贝氏＋奥氏体，下贝氏＋马氏体等不同基体。
这种铸铁成本高、生产难度较大，目前应用面虽在不断扩大，但其总量并不大，被人们称之为21世纪材料。
2．球化剂的现状球化剂是目前获得球铁的主要手段之一，在志包钢稀土一厂共同完成国家攻关课题“稀土三剂系列化”时，我校课题组对世界上100多个球化剂生产厂，国内主要合金生产进行调研，取得了英、美、法、德、日、前苏联、印度等十几个国家50多家合金生产厂的产品样本及国内主要球化剂生产厂的产品样本，为对比国内外球化剂性能及今后球化剂生产改进提供了依据。
2．1球化剂的类型按生产方式分有下述几种 (1)球化剂的类型包括镁硅系合金、稀土镁硅系合金、钙系合金(日本用的较多)，镍镁系合金、纯镁合金、稀土合金。
上述合金中目前世界上用的最为广泛的是稀土镁硅铁合金，但中国合金中RE/Mg的比值范围大(0.5~2.2)，国外的合金RE/Mg的比值范围小(0.1~0.3)。
中国合金中稀土大于等于镁含量的占多数，小于镁含量的占少数，而国外(除前苏联一些合金外)球化剂合金中的稀土含量几乎都小于镁含量，因此稀土三剂系列化课题组建议除保留FeSlMg8E18外(此合金是效果优良的蠕化剂)，其它全部球化剂中RE/Mg≤1，随后修订的国家标准中采纳了这个建议。
钙镁球化剂主要是日本生产和应用，如日本信越(SHIN—ETSU)生产的钙系合金NC5、NCl0、NCl5、NC20、NC25中镁含量从4~28％变动，但钙含量变化较小，其变化范围为20~31%；此类合金白口倾向小，但要求处理温度高，处理后渣量大。
镍镁合金在美洲、欧洲均有应用，美国国际镍公司生产的镍镁合金最高达82~85%，其中Mg、Ca分别为13~16，及20，镍最低的57~61%(其中Mg4.0~4.5％，Ca<2.5，Fe32~36)。
德国金属化学公司生产的镍镁合金中Ni47~51％，Mgl5~17％，C1.0％Si28~32%,RE1.0%余Fe。
这些合金的优点是比重大，反映平稳，镍可起合金化作用，其特点是价格贵，这种合金在中国基本没有应用。
镍硅系合金目前在中国基本上已不用。
纯镁合金处理时要用专用的压力加镁包，镁的吸收率高，但处理安全措施要极为严格，生产中应用比例较小。
稀土是发明球铁时使用的球化剂，它的发现推进了球铁工业应用的进程。
但价格高，白口倾向大，过量会使石墨变态，现在己不作为球化剂单独使用，仅作为辅助球化元素。
(2)压块状球化剂用镁粉和铁粉及所设计的硅含量直接加压成型，这种球化剂中含硅很低，通常称为低硅压块状球化剂，因而为后续的孕育提供了大的余地，有利于生产铸态球铁，但这种合金易漂浮，处理效果波动大，处理时最好跟块状球化剂混合使用。
(3)包芯线型球化剂将镁粉、铁粉包覆在薄钢板或钢板中，将其快速送入铁水中达到球化目的，这种球化剂较贵，且设备投资大，但处理时合金吸收率高，因此处理球铁的总成本几乎没有提高。
(4)粉状球化剂这种球化剂是俄罗斯的一个专利，使用时将镁粉与抑制剂混合放入包内，并使铁水从合金表面上流过，逐层与合金反映达到球化效果，这种专门工艺称之为MC。
2．2球化剂的应用目前国内外在球铁生产中主要应用火法冶炼的合金，压块球化剂、包芯线球化剂、粉状球化剂应用的很少，火法冶炼的球化剂在生产中应用占90％以上，目前这类合金中增加Ba、Ca、Cu、Ni等以达到控制基体目的，对合金中的氧化镁含量已有限量指标。
现对中国33个典型工厂和美国77个工厂生产球铁工厂进行对比分析。
中国33个工厂的基本情况是：33个工厂总计有36个熔炉，其中电炉(中频、工频、电弧炉)9个占25％，冲天炉22个占61％，冲天炉一电炉双联熔炼厂4个占11％，高炉1个占3％，球铁处理温度大于1500℃，4个占11％，1450~1500℃，20个占56％，1350~1400℃，6个占16．7％，1300~1350℃，2个占5.6%；大于1270℃1个占2.7％；铁水含硫量小于等于0．03％占20％；处理方法中冲入法占94％，喷吹法占3％，压力加镁法3％，用量最大的6#合金Mg8RE8占46％，其次为Mg8RE5占37％，Mg9RE5占11％。
美国77个工厂的基本情况是：熔化设备冲天炉占30%，感应电炉占63％，球化处理温度1482~1538℃占75%；原铁水在球化处理前有50％工厂采用预脱硫工艺，有90％的工厂S小于0．025%，球化处理方法中在美国大工厂中冲入法占36％，而小厂(小于200吨/周)冲入法仅占22％，压入法、多孔塞法、型内处理法、Tundish盖包法、压力加镁法则占绝大部分比重，使用的球化剂中含镁大于％的占8．2％Mg4~6％占63．3，含镁小于4％占16．4％纯镁占5％，其它的镁合金占8．2％。
资料表明中国生产球铁方面还有不小的差距，美国生产的电炉可保证球化处理所需要的高温，一般经预脱硫，含硫量低，质量要优于我国处理球铁的质量，因此处理球铁可用低镁、低稀土球化剂，而且质量控制也严格，包括使用衰退时间控制器。
