1、 第一節概述 第二節 球墨鑄鐵的金相組織、性能特點、牌號及技術要求 第三節 球墨鑄鐵的結晶特點 第四節 球墨鑄鐵的化學成分及熔制工藝 第五節 球墨鑄鐵的凝固特點、鑄造性能及鑄造工藝特點 第六節 QT常見的鑄造缺陷及防止措施 第七節 QT的熱處理 習題與思考題第三章 球墨鑄鐵目 錄第一節概述一、QT的概念、特點、發展及應用1、QT的概念及特點2、QT的發展及應用二、QT的分類三、本章的重點知識第一節概述 一、QT的概念、特點、發展及應用 1、QT的概念及特點 球墨鑄鐵是指鐵液經過球化處理而使石墨大部或全部呈球狀，有時少量為團絮狀的鑄鐵。和灰鑄鐵相比，由于石墨呈球狀，對金屬基體的割裂作用大為減小，

2、使金屬基體的利用率提高，可達70%90% (而普通灰鑄鐵僅為30%50%）、基體的塑性和韌性也能得以發揮。 球墨鑄鐵同鑄鋼相比，它的強度指標接近甚至超過碳鋼和一些合金鋼，具有鑄造性能好，耐磨性和耐腐蝕性能好，生產工藝和設備簡單、成本低、應用廣泛等特點。 2、QT的發展及應用 1947年，英國人H.Morrogh在實驗室內采用Ce處理鐵液，得到球狀石墨，并于1948年在美國鑄造工程師協會上宣布，成為球鐵的發明者。 自1948年美國人A.P.Gangnebin以鎂作為球化劑加到鐵水中，隨后用硅鐵孕育得到了球墨鑄鐵以來，球墨鑄鐵這一新型工程材料從此得以迅速發展，各國競相采用。 1950年，我國王遵明

3、教授在東北應用球鐵獲得成功，到1951年就將球墨鑄鐵應用到了生產上。 在一些主要工業國家，其產量超過了具有百年歷史的鑄鋼和可鍛鑄鐵，成了僅次于普通灰鑄鐵的鑄造工程材料。球墨鑄鐵可用來制造各種受力復雜，強度、韌性、耐磨性等要求較高的零件，如曲軸、鑄管、齒輪、機床等。據資料介紹，每年這種材料在工程上的應用以15%的速度遞增。 二、QT的分類 球墨鑄鐵按其基體和性能特點可以分為：F體高韌性球墨鑄鐵、P體高強度球墨鑄鐵、F體+ P體混合基體球墨鑄鐵、B體耐磨球墨鑄鐵、A體B體耐磨球墨鑄鐵、M體抗磨球墨鑄鐵及A體耐熱、耐蝕球墨鑄鐵等；按其所含的合金元素可分為：普通球墨鑄鐵、合金球墨鑄鐵如VTi球墨鑄鐵等

4、）；按球化劑的類型可分為：鎂球墨鑄鐵、稀土鎂球墨鑄鐵等；按其熱處理狀態可分為:鑄態球墨鑄鐵、各種熱處理狀態下的球墨鑄鐵；按使用條件分為：結構用球墨鑄鐵、耐熱球墨鑄鐵、抗磨球墨鑄鐵等。 三、本章的重點知識 本章主要介紹鐵素體、珠光體及貝氏體球墨鑄鐵的金相組織、性能特點及技術要求，化學成分確定及熔制工藝，球墨鑄鐵的熱處理、鑄造性能及鑄造工藝特點，常見缺陷及其防止措施等。 第二節 球墨鑄鐵的金相組織、性能特點、牌號及技術要求一、球墨鑄鐵的金相組織特點1、石墨2、金相基體二、QT的性能特點1、力學性能2、使用性能3、工藝性能三、球墨鑄鐵的牌號及技術要求1、球墨鑄鐵的牌號2、力學性能的檢驗第二節 球墨鑄

5、鐵的金相組織、性能特點、牌號及技術要求 一、球墨鑄鐵的金相組織特點 球墨鑄鐵的金相組織：G+F體、G+P體、G+ F體+ P體等，而且直接決定著球墨鑄鐵的力學性能。 1、石墨 （1石墨的形態 石墨形態對球墨鑄鐵的力學性能影響很大，在球墨鑄鐵中經常出現以幾種石墨形態： 1球狀石墨。其外形近似圓球狀，在放大100倍的金相顯微鏡下觀察,其周界呈比較圓滑的圓形或橢圓形，如圖3-1 a所示。 2團狀石墨。外形似團狀，周界有明顯的凹凸不平，如圖3-1b所示。 3團蟲狀石墨。外形比團狀不規則，邊緣明顯向外伸長，呈團蟲狀，如圖3-1c指示。 圖中所示，球狀G最好，對基體的割離輕微，故QT的性能最好。GB944

6、1-88QT金相檢驗標準中按G的形態是球化等級分為六級，作為QT分級的依據，見表3-1和圖3-2所示。 （2G的大小 球狀G的大小，在金相顯微組織放大100倍后，用測微目鏡直接測量。GB9441-88QT金相檢驗標準G大小分為六級、見表3-2所示。也可對照標準圖冊進行評定。 G的大小可用單位面積mm2上G的數量來表示。一般來說，球徑越大，其性能越差。故單位面積上的G數量越多，G越細化，性能越好，如圖3-3所示。 2、金相基體 金相基體有F、P、A、B、M等，應用比較廣泛是F、P。 （1F 體 其影響性能見圖3-4所示。按GB9441-88評定其數量、其百分比按大多數視場對照圖片來評定。F體多以

7、分散分布塊狀及網狀形式存在。 （2P體 1P體數量。基體組織中珠光體數量增多，鐵素體量減少，可以使球墨鑄鐵的強度提髙而伸長率下降，如圖3-4所示。GB9441-88將珠光體數量分為12級，評定時可對照標準圖冊進行。 2珠光體的形態。在QT中，球光體的形態一般分為四種：粗片狀珠光體、中片狀珠光體、細片狀珠光體和粒狀珠光體，如圖3-5所示。同樣都是珠光體，隨著珠光體片間在各種石墨形態中，以圓球狀石墨較好，它對金屬基體的割裂作用最小；而團狀和團蟲狀石墨就比球狀石墨差，當團蟲狀石墨大量出現會使鑄鐵的力學性能急劇降低。GB9441-88QT金相檢驗標準中按照石墨的形態將球化等級分為六級，作為球墨鑄鐵石墨

8、分級的依據，見表3-1和圖3-2。 （3B體 貝氏體基體是鑄態球墨鑄鐵經等溫淬火后形成的一種組織。具有強度和硬度高、塑性及韌性好的綜合力學性能。若在450 350 C等溫淬火，則形成羽毛狀的上貝氏體組織； 若在350 230C等溫淬火， 則形成交叉分布的細針狀的下貝氏體組織。 （4M體及其回火組織 馬氏體強度硬度髙、耐磨性能好，但塑性、韌性差。為了保持高的硬度和強度，同時又不至于太脆，可將馬氏體經低溫、中溫和高溫回火，分別得到回火馬氏體、回火托氏體和回火索氏體。 （5磷共晶 磷共晶在球墨鑄鐵中的危害遠比灰鑄鐵中大，它使鑄鐵的硬度提高，而塑性和韌性大幅度降低。因此在球墨鑄鐵中應降低磷共晶體的數量

9、。GB9441-88中將磷共晶體的數量分為五級，檢驗時可與標準圖冊對照評定。 （6滲碳體 滲碳體在球墨鑄鐵中常呈針狀、條狀或以萊氏體存在，易使球墨鑄鐵變脆，因此生產中應盡量避免其出現。 二、QT的性能特點 1、力學性能 為了進一步了解QT性能特點，現將QT和其它鋼鐵材料的性能列于表3-3 中。可以看出，QT的力學性能遠超過灰鑄鐵和孕育鑄鐵，也比同基體的可鍛鑄鐵好。 （1靜載荷性能包括強度、硬度、塑性和彈性模量） QT的強度和性能隨著基體組織的不同而不同，B下及M回強度最高、其次是B上、S體、P體、F體。 QT靜載荷性能的一其個突出的特點是屈服點。0.2高，超過正火45鋼，比強度0.2/b也高于

10、鋼(據測試:QT0.2/b=0.70.8，鋼的 0.2/b= 0.3-0.57)。QT可以代替鋼制造靜態承力大、材料強度要求較高的件。 QT硬度比同基體的鋼和灰鑄鐵要高，所以耐磨性能好。球墨鑄鐵的彈性模量在159000172000MPa，而且隨球化率的降低而降低。 （2動載荷的性能包括沖擊韌度、彎曲疲勞強度和多次沖擊韌度) 沖擊韌度僅對高韌性QT而言，而珠光體QT的一次性沖擊韌度比45鋼低。因而，一些要求承受巨大沖擊載荷的零件，珠光體QT的應用就受到了限制。但在實標應用中的許多零件如曲軸、連桿等工作時承受的是小能量多次沖擊載荷，見圖3-6所示。 從圖中可見，當沖擊吸收功小于2.4J時珠光體QT

11、的小能量多次沖擊韌度優于正火45鋼。而且實驗還證明，珠光體QT的小能量多次沖擊韌度也優于鐵素體球墨鑄鐵，但常規的大能量一次沖擊韌度則相反。 （3高溫和低溫力學性能 和其它鋼鐵材料一樣，QT的常溫力學性能隨著溫度的升高而下降，伸長率則相反。隨著基體組織的不同，他們的強度及塑性韌性各有不同。圖3-6是珠光體QT和正火45鋼的沖擊吸收功A和沖擊次數N曲線從表3-4可以看出，QT對缺口的敏感性比鋼小，在用光滑試樣試驗時，QT的彎曲-1比鋼低，但用帶孔帶肩的試樣時比鋼高。故珠光體QT適用于制造各種動力機的曲軸、凸輪軸等軸類零件。 2、使用性能 包括耐磨性能、耐蝕性能、耐熱性能、減振性能。 3、工藝性能

12、（1切削性能 由于QT含有較多的石墨，可以在切削時起潤滑作用，使切削的阻力減小，切削速度較高。產生塑性變形使刀具溫度升髙，珠光體增多使切削性能下降,貝氏體球墨鑄鐵的切削性能較差。 （2焊補性能 當QT需要焊補時，在焊縫及近縫區，若鎂和稀土含量較高時易產生白口或馬氏體，形成內應力和裂紋；若鎂和稀土不足時焊縫呈現灰鑄鐵組織，使力學性能降低。因而，球墨鑄鐵焊補時所用電焊條及氣焊絲可按國家標準BG10044-88規定進行。 三、球墨鑄鐵的牌號及技術要求 1、球墨鑄鐵的牌號 QT牌號應符合GB5612-85的規定，并分為單鑄和附鑄試塊兩類；單鑄試塊的力學性能分為八個牌號，分別見表3-5和表3-6；附鑄試

13、塊的力學性能分為五個牌號，分別見表3-7和表3-8。 2、力學性能的檢驗 本技術要求適用于砂型或導熱性與砂型相當的鑄型中鑄造的普通和低合金球墨鑄鐵件，不適用于球鐵管件和連續鑄造的QT件。 QT的力學性能以抗拉強度及伸長率為驗收依據，對于屈服點及硬度有要求時，共需雙方協商決定，可作為驗收依據。QT檢驗用試塊形狀見圖3-7所示，尺寸分別見表3-9和表3-10。 澆注單鑄試塊時應與所測鑄件同包鐵液在干型或濕型內澆注。若需熱處理時，試塊應與鑄鐵同爐熱處理。當鑄件質量大于2000kg，且壁厚在30200mm時，一般采用附鑄試塊，熱處理后從鑄件上切取，其形狀及尺寸如圖3-8和表3-11所示。 對于上述試樣

14、毛坯標準加工成抗拉和沖擊試樣進行試驗，分別見圖3-9和圖3-10所示。 設計者可以根據GB1348-88QT鑄件標準規定的力學性能去選擇牌號；同時要考慮其使用性能和物理性能，對于要求耐磨性的鑄件可選用QT900-2、QT800-2、QT700-2等牌號；若要求有一定的耐蝕性和抗氧化性、抗生長性的鑄件可即用單一基體的QT400-18、QT400-15、QT450-10等。第三節 球墨鑄鐵的結晶特點一、球墨鑄鐵的一次結晶特點二、QT的二次結晶特點三、G球形成的條件及立體外貌1、 G球形成的條件2、球狀石墨的立體外貌第三節 球墨鑄鐵的結晶特點 一、球墨鑄鐵的一次結晶特點 由于QT化學成分多為共晶或稍

15、微過共晶，所以QT的一次結晶主要是共晶轉變過程。和HT相比，其一次結晶過程有很大的差別，見圖3-11。 目前已基本肯定，石墨球可以直接從熔體中析出，這可通過離心澆注時能分離出石墨球，厚大件的頂面有石墨漂浮以及液淬實驗等現象得到證實。 熔體中析出G球，即：L G球+A 石墨球的長大包括兩個階段：即從熔體中直接長大和在A體殼包圍下長大。一般A體外殼一旦形成，因C在A體殼中擴散困難，使石墨的生長速度大為減小。要使結晶繼續進行，這就需要不斷增大過冷度。而球化處理后再加上孕育處理，更有利于細化共晶團，使球墨鑄鐵共晶團數目遠遠大于HT。 二、QT的二次結晶特點 QT的二次結晶過程與HT基本相同，鑄態組織時

16、在G球的周圍多為F體，外環為P體，從而形成QT特有的牛眼狀基體組織。若要在鑄態組織中獲得F體QT，除適當提高含Si量、強化孕育獲取細小的G球，還應盡量降低Mn和P的含量；若想在鑄態獲得P體QT，則需要適當降低含Si量和加入適量的銅和鉬等穩定P體的元素。 三、G球形成的條件及立體外貌 1、 G球形成的條件 G球形成的條件： 一是鐵液在凝固時必須有較大的過冷度T；二是必須使鐵液和石墨之間具有較大的界面張力，也就是使鐵液中的雜質表面活性元素如S、O等含量足夠低;三是鐵液中還必須有一定的球化元素殘留量；四是要有良好的石墨成核條件，即良好的石墨化孕育。只要滿足上上幾個條件，就能生產出球墨鑄鐵。 球化處理

17、(孕育)的機理:在鐵液中加入球化劑，使鐵液中的表面活性物質硫和氧降低，鐵液中石墨的界面張力增大，同時使鐵液過冷度加大，以促使球狀石墨的形成。球化處理后再進行爐前孕育處理，使石墨的成核條件得以改善，從而獲得量大、形小、外形圓整、成分均勻的球狀石墨鑄鐵。 2、球狀石墨的立體外貌 球狀石墨在低倍顯微鏡下的外形近似圓球形，當放大倍數較大時，可見其具有多邊形的輪廓，內部呈放射狀。如圖3-12是在掃描電鏡中所看到的球狀石墨的立體外貌，其表面并不光滑。第四節 球墨鑄鐵的化學成分及熔制工藝一、QT化學成分的確定1、確定化學成分的一般原則2、.基本化學成分的確定二、QT的熔制工藝1、QT對熔煉的需求2、球化劑2

18、、稀土元素的化學性質和在鐵液中的作用3、球化處理工藝4、孕育劑及孕育處理工藝5、爐前檢驗與控制第四節 球墨鑄鐵的化學成分及熔制工藝 一、QT化學成分的確定 1、確定化學成分的一般原則 1首先應按球墨鑄鐵的牌號和各種性能要求來確定； 2同時要考慮鑄件的形狀、尺寸、重量及冷卻速度； 3） 結合具體的生產工藝條件如是否進行熱處理，鑄型種類，有無冒口鑄造，球化及脫硫工藝等）； 4一般采用高碳、低硅、低錳、低硫磷即一高全低），強化孕育。 2、.基本化學成分的確定 （1碳和硅 在球墨鑄鐵中，碳、硅含量的選擇主要是考慮保證球化、改善鑄造性能、消除鑄造缺陷。 1碳當量CE 球墨鑄鐵的碳當量一般取在共晶或過共晶

19、成分，提高碳當量可以保證球化的需要，改善鑄造性能使鐵液的流動性好、形成縮孔、縮松的傾向小）。同時，也可以增加鑄態球墨鑄鐵中的鐵素體含量；但碳當量過高則易產生石墨漂浮，使件的性能降低。一般取WCE=4.5%4.7%,厚大件取下限，薄小件取上限。 2碳量 當碳當量選定后，一般按上述原則采取高碳低硅加強孕育即可。若碳高，則析出的石墨個數增多，球徑小，圓球度好；碳高石墨化膨脹大，在鑄型剛度較高的前提下， 可減輕或消除縮孔和縮松，得到致密鑄件。但碳量過高易產生石墨漂浮，因此含碳量取WC=3.63.9%，厚大件取下限，薄小件取上限。 3) 硅量 提高球墨鑄鐵的含硅量，可使鑄態鐵素體量增加，珠光體量減少，過

20、高則會使鑄件脆性增加。因而，在滿足石墨化要求的前提下，盡量降低終硅量。一般厚大件硅量應低些，以防產生石墨漂浮；薄小件其硅量可高些，以防止產生大量的白口組織滲碳體；對于鐵素體球墨鑄鐵終硅量可控制在WSi = 2.4% 2.9%；對于珠光體基體的球墨鑄鐵終硅量可控制在WSi = 2.0% 2.6%。由于球化和孕育處理時要帶入一定量的硅，所以要求原鐵液中的硅量要低對于鐵素體球墨鑄鐵硅取WSi = 1.6% 1.9%，對于珠光體球墨鑄鐵硅取WSi = 1.0% 1.4%),孕育方法采用高效強化孕育工藝型內孕育,、瞬時孕育等加入鐵液，可使球鐵的性能鑄造性能、力學性能）、石墨球的圓整度得到較大的改善。 （

21、2錳 錳在球墨鑄鐵中主要起合金化作用。通常將含錳量控制在WMn0.4%。錳是阻礙石墨化元素，可穩定和細化P體。但錳在球墨鑄鐵中易產生偏析，降低鑄件的塑性和韌性。所以各種牌號的球墨鑄鐵希望含錳量低，特別是鑄態球墨鑄鐵件和厚大斷面球鐵件更是如此。 （4磷 磷在球墨鑄鐵中極易發生偏析，在晶界上形成磷共晶組織，嚴重降低球墨鑄鐵的塑性和韌性。對于鐵素體球墨鑄鐵，磷的危害尤為嚴重，不僅使常溫沖擊韌度降低，同時使脆性轉變溫度急劇提高，造成低溫脆性，故WP0.08%為好；但磷量要求過低，對原材料的限制較大。因而，對于一般條件下工作的球墨鑄鐵件，含磷量可適當放寬到WP0.1%0.12%。磷還可提高硬度，改善耐磨

22、性能，但也易使鑄件的縮孔、縮松及開裂傾向增加。 （5硫 硫在球墨鑄鐵中硫也是有害元素。硫高必然消耗較多的球化劑，嚴重影響球化效果，同時還易引起球化衰退、球化不良、縮孔和縮松以及皮下氣孔等鑄造缺陷的產生。因此在球鐵中含硫量愈低愈好，要求沖天爐熔煉鐵液含硫量WS0.06%0.1%，電爐熔煉WS0.04%（國外強調WS0.04%)，對于含硫量較高或有特殊要求的鑄件在球化處理之前應采取必要的脫硫措施，脫硫后原鐵液中含硫量降至WS0.02%。 （6鎂和稀土 鎂和稀土元素都是球化元素，同時又是脫硫、脫氧十分強烈的反石墨化元素。因而，鐵水中鎂量和稀土量不能過低，也不能過髙。若殘余量過低，易使球化不良，產生球

23、化衰退。過高雖能保證球化,但基體組織中易產生大量的滲碳體，而且伴隨許多鑄造缺陷(夾渣、皮下氣孔,、縮松及白口等)產生，使石墨球形狀惡化，性能降低。所以，一般控制殘余鎂量為WMg殘=0.040.06%，殘余稀土量為WRE殘=0.03%0.05%為宜。表3-12為常用球墨鑄鐵的化學成分范圍僅供參考）。 二、QT的熔制工藝 1、QT對熔煉的需求 QT生產時要經過球化、孕育處理，降溫幅度較大，一般使鐵液降溫50100 C。一般要求有較高的出鐵溫度，一般1420 1460C。 因為高溫鐵液不僅可以減輕因脫硫、球化、孕育所損失的熱量，而且還可以提高球墨鑄鐵的內在質量。由于鐵液的化學成分要達到碳高，硅、錳、

24、硫、磷全低的要求，因此對原材料的要求較高，特別是所用原生鐵質量含硫、磷量對球墨鑄鐵質量影響較大。本溪生鐵雜質少,是生產球墨鑄鐵較理想的生鐵，但其價格較高，且產量有限；所以國內許多廠家多用地方生鐵來生產球墨鑄鐵如河北的邯鄲生鐵、河南的安陽鐵、江蘇徐州生鐵、陜西寶雞的紅光生鐵等）。 球墨鑄鐵熔煉財要求鐵液溫度和成分穩定，波動范圍小，避免鐵液嚴重氧化因鐵液氧化可使化學元素的燒損加大，白口傾向大，鑄造性能差，消耗大量的球化劑，易產生球化不良、夾渣等缺陷）。 熔煉可用沖天爐、電爐，或沖天爐電爐雙聯熔煉。 2、球化劑 （1球化劑的種類 凡加入到鐵液中能使石墨結晶成球狀的物質稱之為球化劑。最早發現的球化劑是

25、鈰,以后又發現鎂、鈣、鋰、鋇、釔、鈉、鈹等有強或弱的球化作用，見表3-13 所示。但在生產上有實用價值的不多，目前國內外常用的球化劑主要是鎂和稀土系列。 （2球化元素的性質和在鐵液中的作用 1 ) 鎂的化學性質和作用 鎂在元素周期表中第三周期第二主族，系堿土金屬，具有銀白色光澤，密度小(1.74g/Cm3),熔點低(651 C），沸點也低1105 C)。鎂的化學性質極為活潑，易氧化，與硫和氧的親和能力很強，加入鐵液后首先起脫硫、脫氧去氣的作用，所生成的硫化物和氧化物的穩定性高，熔點高、密度小、易上浮隨渣去除。鎂的球化能力最強，當鐵液含硫量降至WS=0.01% 0.02% (原鐵液硫量為WS 0

26、.07%)，鐵液中殘留鎂WMg殘0.04時就可使石墨完全球化。鎂又是一個強烈的碳化物穩定元素，盡管球墨鑄鐵的含碳量比灰鑄鐵髙，但其白口傾向仍比灰鑄鐵大。同時鎂的球化作用受某些微量元素也叫反球化元索或干擾元素的影響較大，這些元索有：鈦、鉛、鉍、銻、錫、砷等。 由于鎂的密度小，沸點低，在球墨鑄鐵處理時產生激烈的沸騰作用，使鐵液飛濺，并有強烈的白光和濃煙，球化處理效果易衰退，惡化了勞動條件，鑄造性能變差，易產生夾渣、縮松和皮下氣孔等缺陷。 2稀土元素的化學性質和在鐵液中的作用 稀土元素主要包括第六周期第三副族的鑭系元素原子序數為5771和與它性能相近的鈧和釔共17個。稀土元素的密度較大（69 g/C

27、m3)，熔點高一般在800 15000 C），沸點高除鈰為1238 C外，一般都在1600 C 以上），球化處理時無沸騰現象，反應平穩、操作安全。稀土元素的化學性質很活潑，可與硫、氧、氮等形成化合物。它有比鎂更強的脫硫、脫氧作用約為鎂的四倍)，和鎂配合使用可除去密度較大的氧化夾渣，凈化鐵液，提高鐵液的流動性，有利于減少鑄造缺陷如冷隔、夾渣、縮松和皮下氣孔等的形成。稀土元素能和反球化元素組成高熔點化合物，故能消除其反球化元素的干擾作用，以保證石墨球化，從而可以擴大原生鐵的來源。用釔等重稀土元素做復合球化劑還具有很強的抗衰退能力。稀土元素在鐵液中具有細化石墨、強化基體提高球墨鑄鐵的力學性能及耐磨、

28、耐熱和耐腐蝕性能的作用。 其缺點是：稀土元素是一種輔助球化劑，與鎂QT相比，G不夠圓整，稀土殘留過多，會引起G球形惡化，白口傾向加大，易功生“G漂浮”。 （3常用球化劑的選用 由于球化劑的種類較多，見表3-14所示。其中我國使用最多的是稀土硅鐵鎂合金球化劑，見表3-15所示。少數工廠選用純鎂，以提高G的圓整度。 （4球化劑的選用 對于球化劑的選用應從以下幾個方面考慮： 1注意金屬爐料中的干擾元素含量。 2 ) 注意原鐵液中的含硫量及鐵液溫度 對于低硫高溫鐵液應選用低稀土低鎂含量的稀土 硅鐵鎂合金球化劑;對于沖天爐熔煉，鐵液溫度在14001450 C，含硫量在WS = 0.050.2%范圍時，可

29、選用FeSiMg8RE7 、FeSiMg8RE5球化劑； 對于電爐熔煉，鐵液溫度在14601520 C，含硫量在WS = 0.020.04%時，可選用FeSiMg6RE4、FeSiMg8RE7球化劑； 對于鐵液溫度在1460 1520 C，含硫量較高，經脫硫處理后WS 0.02%時，可選用FeSiMg5RE1、FeSiMg6RE2球化劑。 3根據不同的生產工藝要求和所生產的球墨鑄鐵牌號來選用。 若生產高韌性球鐵時，宜選用鎂球化劑；若生產的是鑄態鐵素體球鐵，則選用低稀土球化劑；若生產鑄態珠光體球鐵，可選用含銅或鎳的球化劑；對于金屬型、離心鑄管等可選用低稀土或純鎂球化劑；對于大型厚大斷面球鐵件，可

30、選用釔基重稀土鎂硅鐵球化劑。 3、球化處理工藝 （1球化劑加入量的確定 在球化處理時，加人到鐵液中的球化劑的主要去向以鎂為例見圖3-13。 從圖可見，球化劑的燒損量較大，其次是脫硫、去氣，僅有少量用于球化劑。在保證石墨球化的前提下，應盡量減少球化劑的加入量。 鎂的吸收率和球化劑的加入量取決于鐵液的化學成分主要是鐵液中的含硫量）、鑄件壁厚冷卻速度）、鐵液溫度、所用球化劑的種類及球化處理方法等因素，參考數據見表3-16。其中最主要的因素是原鐵液中的含硫量。如生產中常用的稀土硅鐵鎂合球化劑，采用沖入法處理工藝，原鐵液含硫量與球化劑的加入量關系見表3-17。 （2球化處理方法 球化處理的方法較多，根據

31、不同的球鐵件工藝要求，選擇不同的球化劑就對應有不同的處理方法。各種處理方法的特點及適用范圍見表3-18。 生產中常用的幾種球化處理方法簡介如下： 1沖入法 此法主要用于密度大，與鐵液反應平穩的稀土硅鐵鎂球化劑處理。生產中為了提高球化處理效果，防止球化劑過早反應或上浮燒損多采用專用澆包。 球化處理包深度H與內徑D之比H/D= 1.51.8，常用堤壩式包底或其它形式見圖3-14。堤壩內面積占包底2/51/2，高度以能容納球化劑和覆蓋熔劑為宜。 球化處理前先將處理包預熱600 800 C (暗紅色），再將破碎成一定粒度的1530mm的球化劑裝入堤壩內若是平底包可放入一側緊實，上面覆蓋硅鐵粒粒度等于或

32、小于球化劑）,然后再覆蓋草木灰、珍珠巖等集渣劑。若出鐵溫度高時，有的工廠還在硅鐵粒上蓋一薄鐵板，以控制球化時間和反應速度，球化劑加人量質量分數為1.3% 1.8%。 出鐵液時不能正對球化劑，沖入2/31/2包鐵液時即停止出鐵，讓鐵液充分沸騰反應約13min鐘后扒渣，再補入其余的1/31/2鐵液，同時在出鐵槽內進行孕育，在補加鐵液時若液面逸出鎂光及白黃火焰，表示球化正常。處理完畢，加集渣劑經攪拌、扒渣、爐前檢驗合格后即可澆注。 采用沖入法時鎂的吸收率低，處理時的煙塵及鎂閃光大，勞動條件較差，為此不少工廠采用了密封流動法。 2密封流動法 此法是將反應器置于出鐵槽和澆包之間，在反應器內加入球化劑如F

33、eSiMg8RE5等)約1.0% 1.1% (質量分數)，鐵液在密封條件下流過反應室并吸收球化元素，其處理溫度為1450 C，可保證球化。處理后反應室內不得有殘留鐵液及球化劑。 密封流動法的原理與型內球化相同，可以改善勞動環境，提高鎂的吸收率約60% 70%），節約球化劑，其工藝如圖3-15所示。 3壓力加鎂法 其原理是利用鎂的沸點低，隨壓力增大而沸點提高若鐵液表面上有68個大氣壓，則鎂的沸點增大為1350 1400 C的特點，在密封的壓力加鎂于鐵液包中，如圖3-16所示，將裝有鎂的鐘罩壓人鐵液中，鎂在高溫下產生大量的蒸氣，使包內的壓力升高，可以有效地控制沸騰，勞動條件好，鎂吸收率也高50%8

34、0%)。 壓力加鎂用的鐵液包必須密封、鞏固、安全可靠，處理包的耐壓能力應大于1MPa，處理時放入工作坑中，密封后進行球化處理，人員必須撤離到安全區，在鐘罩壓桿停止振動前不得開啟包蓋，以防稀土合金粉末飛濺傷人。處理溫度在13501400 C，處理時間約4 6min，鎂的加人量與鐵液的含硫量有關，見表3-19。 4轉動包法 此法目前在國內外均有應用，其結構見圖3-17。可以有效地控制鎂球化劑的沸騰反應，有利于脫硫、脫氧和鎂的吸收率挺高約達到60%70），且石墨粘土制的反應室使用壽命長約300350次），反應時間短約80S），可以處理含硫較高的鐵液WS0.25%）。 鎂的加入量和壓力加鎂法相似，原鐵

35、液含硫量愈高， 加鎂量也愈多。若原鐵液含硫量如WS = 0.06%，則鎂的加入量為0.14%0.2%。此法操作簡便，勞動條件好，降溫也少。此外，還有型內球化處。 4、孕育劑及孕育處理工藝 （1孕育劑 1孕育處理的主要目的 其主要目的是:消除球化元素所造成的白口傾向，獲得鑄態無自由滲碳體鑄件；增加石墨球數量，使石墨球徑變小，分布均勻，形狀圓整，提高球化等級;進一步細化共晶團，減少偏析，提高球墨鑄鐵的力學性能。 2對孕育劑的要求 較強的孕育能力，并能維持盡可能長的有效作用時間;要求易被鐵液吸收，鐵液降溫少，不引起缺陷和其它副作用的產生；來源廣泛，價格便家，孕育處理操作簡便。 3常用孕育刑。在我國，

36、普遍應用硅鐵合金作為孕育劑，它具有孕育效果好，來源廣泛，價格便宜。其最大缺點是孕育效果的衰退較快。生產中還發現，以硅鐵為.主，加人少量其它元素組成的復合孕育劑，可進一步延長孕育時間,改善孕育的效果。如硅鐵硅鈣、硅鐵鋁WAl2%）、硅鐵硅鈣錳鐵、硅鐵錳鐵、硅鐵硼等。 常用孕育劑的具體成分見表3-20所示。 （2孕育處理工藝 1孕育加入量的確定 實踐證明，加大孕育劑量可使石墨球更細、更圓整，力學性能顯著提髙，其前提是原鐵液含硅量應愈低愈好。否則總硅量過高，力學性能惡化。 孕育劑的加入量要根據鑄件的壁厚、性能要求、孕育劑類型、孕育處理方法及所需用的球化劑等來確定。為了防止帶入氣體和水分，孕育劑用前應

37、預熱。并將孕育劑破碎成一定的粒度。 2孕育處理方法 爐前一次孕育法。當球化處理后，扒除表面渣子，在補如剩余鐵液時將孕育劑撒入出鐵槽沖入包內；密封流動法球化時孕育劑隨反應器出鐵口沖入包內,粒度大小由澆包的容量選定，一般5001000Kg、粒度為510mm。此法簡便易行，但孕育效果易衰退，孕育劑加人量大。一般生產珠光體球鐵所需FeSi75約占鐵液量的0.4% 0.6% ，若要生產的是鑄態高韌性球鐵時，加入量為0.8% 1.2%。 倒包孕育法也叫二次或多歡孕育法）。為了改善孕育效果，將一次孕育劑分成二次或多次，在倒包時隨流或加入包底,也可以加在表面并攪拌。加入量約0.1% 0.3%，其孕育效果優于爐

38、前一次孕育法，而適用于各種鑄件，但操作相對較為麻煩。 瞬時孕育法。在鐵液澆入鑄型前的瞬間進行孕育，使進人型腔的鐵液都處于充分孕育狀態，完全避免了孕育衰退，孕育效果好。此方法與前面介紹的孕育鑄鐵處理工藝相同； 分別見圖3-18、圖3-19、圖3-20。 此外還有內孕育法、浮硅孕育法、孕育絲法、液體孕育法等。 經球化和孕育處理后，進行爐前檢驗。取樣后在鐵液表面立刻覆蓋上草木灰，以減少鐵液與空氣的接觸。檢驗合格后即迅速澆注，以避免球化和孕育的衰退。一般要求在處理后20 30min內澆注完畢。 5、爐前檢驗與控制 經球化和孕育后的鐵液必須進行爐前檢驗，合格后方能澆注，否則應采取相應的措施進行補救，確保

39、鑄件的質量，避免造成廢品。生產中常用如下方法： （1爐前三角試片檢驗 從處理好的鐵液中取樣，澆入爐前三角試片砂型中，待試樣冷至暗紅色，底面向下淬入水中冷卻，然后打斷試樣，觀察其斷口來判斷球化是否良好。 若三角試片斷口晶粒較細，有銀白色光澤，尖角白口清晰，側面有明顯的縮陷，中心有縮松見圖3-21），敲擊時聲音清脆近似鋼,遇水有電石臭味，表明球化良好。否則球化不良。 若斷口呈麻口白口 ，且有放射狀結構，則認為球化可以而孕育差，應補加孕育劑。 此外還有采用1530mm的圓棒試樣、矩形試樣等。若三角試片斷口晶粒較細，有銀白色光澤，尖角白口清晰，側面有明顯的縮陷，中心有縮松見圖3-21），敲擊時聲音清脆

40、近似鋼,遇水有電石臭味，表明球化良好。否則球化不良。 （2火苗判斷法 經球化處理的鐵液，在補加鐵液孕育或倒包時，可以看到鐵液表面會冒亮白色時火苗，生產中根據火苗的特征可以判斷球化情況和控制補加鐵液量。火苗多而有力，說明球化良好；火苗少而無力，則可能球化不良。 （3爐前快速金相法 此法準確可靠，但需要一套金相試驗設備和熟練的操作人員，一 般在爐前23min內完成磨片拋光制樣，然后在顯微鏡下直接觀察球化情況。但應注意，由于試樣尺寸小，其球化情況比鑄件實際要好，評定時試樣要求應高于鑄件。 （4音頻法 根據球化程度不同，鑄件的固有頻率也不相同的原理，對于固定形狀、尺寸和基體組織相同的鑄件，敲擊后用音頻

41、計測定其音頻以數字顯示。球化等級高，音頻就愈髙。若測定的音頻數字高于合格的頻率值則合格。 此外還有熱分析法測定經球化處理后鐵液的凝固曲線，并加以分析）、超聲波法利用超聲波在鑄鐵中的傳播速度隨球化程度的不同而不同來判斷球化等級）、比電阻法利用金屬在凝固過程中，其比電阻發生變化這一特點來判斷球化等級等。第五節 球墨鑄鐵的凝固特點、鑄造性能及鑄造工藝特點一、QT的疑固特點1、共晶轉變在更大的過冷度下進行2、共晶轉變溫度范圍寬3、共晶轉變的時間長4、共晶團的數量比灰鑄鐵多二、QT的鑄造性能特點1、流動性2、收縮性3、鑄造應力4、氣體和夾雜物三、QT鑄造工藝的特點第五節 球墨鑄鐵的凝固特點、鑄造性能及鑄

42、造工藝特點 在QT的生產中，只有根據鑄鐵的凝固特點、鑄造性能特點制定合理的鑄造工藝，才能保證減少廢品，獲得健全的鑄件。 一、QT的疑固特點 和灰鑄鐵相比，球墨鑄鐵具有過冷度大，共晶轉變溫度范圍寬，完全凝固所需時間長(呈糊狀凝固)，共晶團數量多等特點。 1、共晶轉變在更大的過冷度下進行 由于球化元素鎂和稀土都是強烈的脫硫、脫氧、去氣和去除雜質的元素，經球化處理后，凈化了鐵液，減少了結晶時的異質核心，因此使共晶轉變在較大的過冷度下進行。 2、共晶轉變溫度范圍寬在球墨鑄鐵中，認為石墨早期在直接和鐵液接觸下長大到一定的尺寸，而沒有奧氏體外殼包圍，但到中后期，就被奧氏體外殼包圍上，這樣隨奧氏體外殼的增厚

43、，液體中碳原子向石墨上擴散就很困難。因此必須依靠降低溫度，不斷形成新的石墨核心，從而使共晶轉變在一個很寬的溫度范圍內進行。有實驗測定，在一定的條件下球墨鑄鐵的共晶轉變溫度范圍為46 C，而灰鑄鐵僅為16 C。 3、共晶轉變的時間長由于QT的共晶轉變是在一個較大的溫度范圍內完成，澆注后表面完全凝固的凝固層增長速度緩慢、時間長；僅相當于灰鑄鐵同期的1/6左右。如圖3-22所示為用傾出法對HT和QT凝固過程的比較。當澆注后60S時，灰鑄鐵已全都凝固，而球墨鑄鐵表層凝固殼尚未完全形成。如圖3-22所示為用傾出法對HT和QT凝固過程的比較。 這要是因為灰鑄鐵,轉變溫度范圍較窄，固液兩相區的范圍小，隨著凝

44、固過程的進行,固相區逐漸增厚，近似逐層凝固。而球墨鑄鐵則相反，當鑄件表面尚未形成完整的外殼時，中心就已開始共晶轉變。使鑄件在很大斷面上呈現為固液共存,稱之為糊狀凝固，見圖3-23。 4、共晶團的數量比灰鑄鐵多由于孕育處理的結果，大大增強了石墨結晶核心，使共晶團的數量增多，約為HT的50200倍。 二、QT的鑄造性能特點 1、流動性 經球化處理后的鐵液，由于脫硫、去氣和去除非金屬夾雜物，使鐵液凈化，其流動性優于HT。但球化處理時鎂使鐵液表面形成氧化膜，流動性變差，氧化膜越厚，其流動性就愈差；再加上經球化處理和孕育處理降溫多，鐵液表面張力比灰鑄鐵大，流動性差。 在球墨鑄鐵中加人少量的稀土元素，可以

45、降低鐵液表面氧化膜的結膜溫度，更好地進行脫硫、去氣和夾雜物，使流動性提高。 2、收縮性由于QT的凝固特點，收縮率受合金本身的性質影響外，還和鑄型因素有著密切的關系。（1線收縮由圖3-24可以看出，球墨鑄鐵和灰鑄鐵的收縮過程基本相同，而兩者的最大區別在于球墨鑄鐵的縮前膨脹比灰鑄鐵大得多。因而，球墨鑄鐵總的線收縮值比鑄鐵小，如表3-21所示。實際生產中，QT與HT的收縮率線=1%。（2體收縮由于球墨鑄鐵的碳當量高，析出的石墨數量多、共晶膨脹量大。據實驗測定，QT在凝固時，產生的石墨化膨脹完全可以抵消液態和凝固時期的收縮量，因而使體收縮很小。但球墨鑄鐵生成縮孔、縮松的傾向比較大。圖3-25為兩種鑄鐵

46、凝固時的體積變化和內部致密度的關系。圖3-26為形成縮松示意圖。圖3-24可以看出，球墨鑄鐵和灰鑄鐵的收縮過程基本相同，而兩者的最大區別在于球墨鑄鐵的縮前膨脹比灰鑄鐵大的多。圖3-25為兩種鑄鐵凝固時的體積變化和內部致密度的關系。圖3-26為形成縮松示意圖。 3、鑄造應力QT的彈性模量E=160000180000MPa）,比灰鑄鐵E=70000108000 MPa)大，而熱導率又比灰鑄鐵低，約是灰鑄鐵的20%40%。因而，球墨鑄鐵的鑄造應力比灰鐵大23倍，而接近鋼。這就使其變形、開裂傾向大于灰鑄鉄。生產中通過改善鑄件結構，合理制定鑄造工藝，提高C、Si含量而降低含P量，采取退火處理等措施減小內

47、應力、防止開裂。4、氣體和夾雜物由于球化理產生的凈化作用，QT中的含氣量只有灰鑄鐵中的50%。在灰鑄鐵中常見的雜質如SiO2、Al2O3等在QT中也大大減少，而代一些新的夾雜物如MgS、MgO等，但其危害比在HT中大。 三、QT鑄造工藝的特點由于QT與HT有顯著不同的鑄造性能和凝固特點，只有根據這些特點來制訂QT的鑄造工藝，才能獲得健全鑄件。 （1合理使用冒口和冷鐵，可以有效地減少縮孔縮松缺陷的產生。（2提高鑄型剛度和采用均衡凝固工藝方案，可以實現球墨鑄鐵的無冒口鑄造，減少縮孔和縮松；但必須注意鑄型的排氣，控制型砂中的水分,防業澆注時產生“嗆火“。（3澆注系統設計應能保證鐵液的平穩充型，并且有

48、良好的擋渣作用，以防QT夾渣和皮下氣孔缺陷的產生。球鐵的澆注溫一般較灰鑄鐵低,為防止冷隔和澆不足，必須采用較快的澆注速度，澆注系統截面比例應保證有一定的緩沖作用，國內外多采用F橫F直F內或F橫F內F直的半封閉式澆注系統，不易出現噴射、飛濺。第六節 QT常見的鑄造缺陷及防止措施一、球化不良和球化衰退1、球化不良2、球化衰退二、石墨漂浮三、縮孔與縮松四、皮下氣孔五、夾渣第六節 QT常見的鑄造缺陷及防止措施 在球墨鑄鐵生產中，除了產生一般缺陷外，還會產生一些特有的缺陷，常見的有球化不良和球化衰退、石墨飄浮、縮松、皮下氣孔、夾渣等。 一、球化不良和球化衰退1、球化不良指球化處理未能達到球化等級要求。（

49、1特征在銀白色的斷口上，分布有肉眼可見的黑點。且黑點多、直徑大，表明球化不良的程度比較嚴重。在觀察顯微組織時，除了球狀石墨外，還存在大量的厚片狀石墨。由此造成力學性能達不到牌號所規定的指標而使鑄件報廢。 （2產生的原因主要是因為原鐵液中的含硫量過高或鐵液嚴重氧化；球化元素殘留量不足球化劑加入量不足，球化劑中的鎂含量不夠或發生嚴重偏析，鐵液溫度過高，處理時球化劑燒損量較大;或處理溫度低，球化劑粘結在包底等）；鐵液中有干擾元素存在等。（3防止措施可以采取對應的防止措施,若爐前檢査發現，若爐前檢查球化不良后，應及時向處理包內補加適當的球化劑。2、球化衰退指澆注后期球化元素殘留量過低,而引起鑄件不合格

50、。（1特征同球化不良相同。在球墨鑄鐵中，有時會遇到這種情況，經球化處理的同一包鐵液，先澆注的鑄件球化良好，而后澆注的球化不良;或爐前檢驗的球化良好，但鑄件上出現球化不良。這說明處理后的鐵液，在停留一定時間后，球化效果會消失；而且當原鐵液中含硫量愈高，殘留鎂量愈低，包內鐵液量愈少時，其球化衰退現象就愈嚴重。（2產生的原因主要是鐵液中的殘留鎂和稀土量隨時間的延長而逐漸減少,當減少到不足以保證球化時，石墨便由球狀過渡到團片狀、厚片狀，嚴重時會變成片狀。扒渣不充分，鐵液覆蓋不好，鐵液的運輸、攪拌、倒包過程中球化元素鎂聚集上浮逸出被氧化等。（3防止措施應盡量降低原鐵液的含硫、氧量，適當控制溫度，注意扒凈

51、渣后加草木灰、冰晶石粉等覆蓋好鐵液表面,以隔離空氣。加快澆注速度，盡量減少倒包、運輸及停留時間。最好選用具有抗衰退能力的長效球化劑如釔基重稀士鎂球化劑等），必要時可適當增加球化劑的加入量，以防止衰退。二、石墨漂浮（1特征石墨漂浮是球鐵生產中特有缺陷之一，在鑄件最后凝面部位的上表面如冒口處，厚壁鑄件上部和型芯的下表面，宏觀斷口呈連續均勻分布的一層密集的石墨黑斑。顯微鏡100倍下觀察，石墨球密集成串，多呈開花狀。該區域內碳、硅量高，鎂和稀土及硫量高；力學能差，且易剝落，如圖3-27所示。（2產生的原因主要是鐵液的CE過高,而且隨CE增如而嚴重；鑄件壁厚，凝固緩慢，時間長，加劇了石墨漂浮；澆注溫度高

52、，使鐵液在鑄犁內保持液態時間長，促使石墨漂浮如同一包鐵液先澆的鑄件比后澆的石墨漂浮嚴重）；鐵液中稀土元素殘留量高WRE殘0.06%時),使共晶點左移，石墨易漂浮，而增加鎂的殘留量(使共晶點右移），可以減輕石墨漂浮。顯微鏡100倍下觀察，石墨球密集成串，多呈開花狀。該區域內碳、硅量高，鎂和稀土及硫量高；力學能差，且易剝落，如圖3-27所示。 （3防止措施1首先是嚴格控制碳當量，這是防止石墨漂浮的根本方法。根據鑄件壁厚控制碳當量一般WC=3.84.0%、WSi=2.62.8%），對于厚大斷面還可以降低一些。為了避免石墨漂浮鑄件各種壁厚所對應的臨界碳當量見表3-22所示。2控制適當的澆注溫度。3在保

53、證球化的前提下，控制球化劑稀土的殘留量不宜過高。4加快鑄件的冷卻速度如在厚壁處放置冷鐵），可以消除或輕石墨漂浮。5在大斷面鑄鐵生產時，可加 少量反石墨化元素如鉬等）,以減輕石墨漂浮;6在配料時，含Si較低的生鐵與回爐料搭配使用，且適當使用廢鋼。7采用電爐熔煉的鐵液比沖天爐熔煉的鐵液出現石墨漂浮的機會少。為了避免石墨漂浮鑄件各種壁厚所對應的臨界碳當量見表3-22所示。 三、縮孔與縮松（1特征縮孔與縮松也是球鐵件經常出現的一種缺陷，往往出現在鑄件最后凝固處。集中性縮孔多產生在鑄件的熱節處，使鑄件的力學性能降低，耐壓零件易發生滲漏而引起報廢。（2產生的原因主要是由于球墨鑄鐵的凝固特點所致，呈“糊狀凝

54、固，澆注后長時間不能形成堅固的外殼，再加上石墨化膨脹力大，特別是鑄型剛度小時,鑄件外形脹大，加上內部的液態和和凝固收縮；碳當量偏低，化學成分不合格；鑄造工藝不當等。 （3防止措施1嚴格控制鐵液的化學成分提高碳當量,有利于石墨化，鐵液流動性好，可減少縮孔和縮松；具有關資料介紹：WC+WSi/33.9%時，可以獲得無縮孔、縮松的健全鑄件；磷是增大縮松的元素,當含磷高時，組織中磷共晶增多，鑄件已凝固的外殼變弱，使縮前膨脹增大，縮松增大；嚴格控制鐵液中球化元素鎂和稀土的殘留量，可以減小縮孔、縮松的形成因球化元素都是增大白口傾向，加大收縮的因素)；對于其它合金元素，凡是阻礙石墨化的元素如錳、鉬、鎢、鉻、

55、釩等都使縮松傾向增大。2提高鑄型剛度。3制定合理的鑄造工藝。 四、皮下氣孔（1特征是QT件的特有缺陷之一，常發生在澆注前鐵液溫度最低的部位遠離內澆道），在鑄件的上、下表面下13mm處，直徑約13mm呈細小的圓形或橢圓形孔洞，內壁光滑。有的位置淺在清理鑄件時可見，有的在后工序的處理中才可見。（2產生原因經球化處理的鐵液表面易形成氧化膜殘留的鎂量愈多，氧化膜愈厚），加上QT凝固時呈糊狀凝固的特點，阻止已進入鐵液的氣體外逸；鑄型中的水份與QT中的Mg或MgS發生作用Mg+H2O= MgO+ H2；MgS+H2O= MgO+ H2S，而H2、H2S氣體滯伏在鑄件的表皮不能逸出就產生了皮下氣孔。鑄型不同

56、，澆注溫度不同產生皮下氣孔都不一樣，即濕型干型水玻璃型殼型，澆注溫度越低，越易產生皮下氣孔；而厚大件較薄小件皮下氣孔少。 （3防止措施 1在保證球化時，盡量改少鎂的加入量； 2盡量降低原鐵液中硫，嚴格控制WAl 0.10.15%、WTi0.01%； 3提高澆注溫度（1300 C和澆注速度； 4嚴格控制型砂水份5%； 5加強型芯透氣性； 6采用開放式澆注系統，大孔出流，進水平穩； 7爐料要干凈、無銹蝕、油污、水份等。 五、夾渣也稱黑渣，是QT的特有缺陷之一，特別是鎂球墨鑄鐵1特征多出現在鑄件的上表面和型芯的下表面及死角處，斷面暗黑色無光澤，深淺不一的夾雜物、斷續分布。夾渣缺陷會使力學性能、致密性

57、都降低。（2產生原因主要是鎂稀土球化劑和鐵液中存有大量的硫、氧反應形成的夾渣而沒有及時扒凈；經球化處理的鐵液在運輸、轉包、澆注及鐵液流動過程中，鐵液的二次氧化加劇，氧化膜破碎卷入鑄型內形成夾渣。 （4防止措施1在保證球化時，盡可能降低鐵液中的鎂殘留量，降低原鐵液中的硫、氧含量，可以減少氧化夾渣；2控制適當的WRE殘=0.020.04%，可以降低鎂QT的氧化膜的形成溫度；3鐵液表面的熔渣清除干凈，必要是向鐵液表面加蓋冰晶石約0.3%）;4澆注系統設計應保證充型平穩，提高擋渣能力。 其他缺陷：反白口、白脆和黑斑缺陷。第七節 QT的熱處理一、QT的熱處理的特點1、QT的共析轉變溫度范圍寬2、QT的化

58、學成分、加熱和冷卻速度對臨界溫度的影響很大3、G相當于一個碳的儲存庫參與相變4、A體的等溫轉變與鋼不同二、QT的熱處理工藝1、石墨化退火 得到基體組織：F體+G球2、正火與回火3、淬火與回火4、等溫淬火5、表面淬火熱處理第七節 QT的熱處理 當QT中G的形狀已為球形，QT件的力學性能就跟基體有關，而通過熱處理可以改變基體從而可以改變QT的性能。一、QT的熱處理的特點鋼中的加熱、保溫也適用于QT的熱處理，但因QT件有石墨存在，有硅及其它雜質元素的含量高，再加上偏析，所以QT件的熱處理也有自己的特點。1、QT的共析轉變溫度范圍寬QT主要是以FeCSi為主的多元合金，與二元合金不同，其共析轉變溫度范

59、圍寬，在此溫度范圍內存在著A體、F體、Cm和G三相的穩定平衡，不同的加熱溫度及冷卻速度可以得天不同的組織。2、QT的化學成分、加熱和冷卻速度對臨界溫度的影響很大見圖3-28所示，硅、錳對臨界溫度相變溫度的影響較大。圖3-28所示，硅、錳對臨界溫度相變溫度的影響 3、G相當于一個碳的儲存庫參與相變在加熱和冷卻過程中，通過控制不同的加熱溫度和足夠的保溫時間，得到不同含C量的A體，配合不同的冷卻速度，可使基體組織中的含C量在較大范圍內變化，從而獲得不同的組織和性能，這是鋼的熱處理所無法比擬的，表3-23是由試驗測出的QT加熱溫度與A體中含C量的對應關系。 4、A體的等溫轉變與鋼不同 QT的A體等溫轉

60、變曲線如圖3-29所示，QT的A體等溫轉變曲線與鋼不同，出現兩個A體不穩定區，一個在600，一個在400左右。 （1A體在500以上的共析轉變有三種可能：A體 F+G、A體 F+G+Cm、A體 P體。C量高，A體的穩定性提高，曲線右移；Si量高，使開始轉變線右移，P體轉變區域上移；Mn量高或添加鎳、鉬、銅可使曲線右移，P體轉變區與B體相變區分離，M體相變溫度Ms降低。 QT的A體等溫轉變曲線如圖3-29所示，QT的A體等溫轉變曲線與鋼不同，出現兩個A體不穩定區，一個在600，一個在400左右。 （2A體在500以下至M體的Ms以上的B體轉變在500350左右等溫轉變為B體上，在300Ms等溫轉