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生产铁素体球墨铸铁，要求球化率达到90 % 以上时，可以采用以下措施：(1)选用优质炉料，减少炉料中的反球化元素。(2)选用ω（RE）量低的球化剂，减少RE对球状石墨形态的恶化影响。(3)原铁液的ω（S）量应小于0.020 % ，这样可以减少球化剂的消耗量，特别是硫化渣二次回硫所消耗的球化元素。(4)对铁液进行预脱氧处理，增加单位面积石墨球数，提高球化率，大幅度提高抗1衰1退能力，延长有效孕育时间。(5)降低原铁液中ω（Si）量，增加球化剂、孕育剂和各种预处理剂的加入量，强化孕育处理。

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化学成分

从本质上来说，晶粒粗大和金属的化学成分与冷却速度的配合有关，因此选择这种配合是非常重要的。如果冷却速度难以调节，那么粗晶组织必定是起因于金属的化学成分不当。由于金属成分的重要性，现将每一种金属简述如下。

(1)灰铸铁和可锻铸铁　碳当量过高，碳和硅效应的数学计算，通常可以概括为：CE=C 1/3Si，晶粒粗大可能是因为碳过量或硅过量，或者碳硅过量所致。与硅相比，碳的效应相当其3倍，所以碳的做量变化，要比硅的同量变化危险得多。碳、硅的这种作用，既影响到可锻铸铁，也影响到灰铸铁。对可锻铸铁而言，晶粒粗大既不呈现为黑色，也不呈现出表示初生石墨的麻口，而是以一般的晶粒粗大的形式呈现，这是由于含碳或含硅量过高，或者二者均过高。磷也会对晶粒粗大产生影响。当wp=0.1％时，会加重缩孔缺陷，特别是在冷却较缓慢的截面部位加重晶粒粗大缺陷的程度。

(2)铸钢　在铸钢的熔化和脱氧操作中，加入了一些会延缓晶粒长大的元素，因此和锻钢相比，铸钢不太容易形成品粒粗大。因成分而引起品粒粗大的铸钢件，可通过退火或正火处理得到细化。

(3)铝合金　铁杂质会使铸铝件品粒粗大，脆性增加，这类缺陷多数是由于熔化操作不当所致。在铝合金中，特别是那些要求过热的铝合金，加入适量的细化品粒合金元素是必要的。

(4)铜合金　铜合金中晶粒粗大的缺陷常被针1孔、气孔或缩松所掩盖。铜合金因成分变化会造成品粒粗大，但通常总是先出现针1孔、气孔或缩松。

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众所周知，对铸铁液进行孕育，白口深度将变浅，共晶凝固温度将上升。因此，对片状石墨铸铁液进行孕育的结果，D 型石墨变成 A 型石墨，抗拉强度将增大(图 1)。而对球状石墨球铁液进行孕育，则石墨颗粒数增加，缩孔倾向减少。根本原因在其凝固形态发生了变化。

2 铸铁的宏观凝固

片状石墨铸铁的凝固过程是先析出初生奥氏体，之后开始共晶凝固。而球状石墨铸铁，通常先析出初生石墨，之后开始共晶凝固。对片状石墨铸铁液进行激冷，即加快凝固速度(铸件的壁厚减薄)则产生白口组织，同时易析出 D 型石墨(如图 2)。图 2 的上方是白口倾向测试试样，越往右凝固速

度越大，凝固速度大的部分将产生白口组织，这与凝固温度—凝固速度曲线相一致。与此相对应，直径 30mm 的圆棒凝固时间为 5min。这个圆棒的凝固速度为 15mm/5min = 180mm/h。这个速度被称为宏观凝固速度。

3 铸铁的微观凝固组织

具有共晶成分的片状石墨铸铁液在 1500℃保温，孕育对试样的共晶团的影响如图 3 所示。从图中可知，保温时间越长共晶团晶粒直径越大，孕育处理使共晶团晶粒直径变小。未进行孕育处理的共晶团晶粒的直径大约 0.9mm，而进行孕育处理的试样的共晶团晶粒的直径大约 0.25mm 左右。这个共晶凝固过程产生的结晶称为共晶团。在前边叙述过的直径为 30mm 的试样的宏观凝固速度是 180mm/h。这时各个共晶团凝固时间与

试样完全凝固时间大约相同。因此，未进行孕育处理的试样的共晶团直径为 0.9mm，5min 凝固完毕，其微观凝固速度为 10.8mm/h。与此相对应，进行孕育处理的试样微观凝固速度为 3.0mm/h。由此可知，由于孕育处理使微观凝固速度大幅度变小。结合图 2 分析，可观察到孕育使共晶团的凝固速度从 10.8mm/h 减小到 3.0mm/h。即可以认为图 2 中的凝固速度从右向左移。由于孕育处理微观使凝固速度变小，结果 D 型石墨变成 A 石墨，白口变成 D 型石墨。对球状石墨铸铁进行孕育，则增加石墨数量(石墨的直径变小)。球状石墨铸铁来讲，一个石墨形成一个共晶团。因此，孕育处理使球状石墨铸铁减小微观凝固速度。

直径为 30mm 的圆棒铸型里浇注球墨铸铁液，得到的石墨半径大约为 10μm 的石墨。其详情这里不在叙述，但由此可求得球墨铸铁共晶团的半径为 24μm。不管是球墨铸铁还是片状石墨铸铁铸件完全凝固时间大约相同（直径 30mm 试样），凝固时间需约 5min。因此，球状石墨铸铁的微观凝固速度约为 290μm/h = 0.3mm/h。与片状石墨铸铁的 10.8mm/h 相比，可知球铁石墨铸铁的凝固速度很缓慢。同时这个现象带来了球墨铸铁的共晶凝固温度的下降。

4 结言

孕育处理，片状石墨铸铁还是球状石墨铸铁都有细化共晶团的作用，其结果使微观凝固速度变慢。这个现象减少了白口化倾向，造成共晶温度上升。而且，片状石墨球铁中通过石墨的 A 型化，带来了抗拉强度的上升，而球墨铸铁孕育处理可减少缩孔和防止异常石墨的生成。

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