當生產(chǎn)高強度（HT300和HT350級）灰鑄鐵件時更為突出，較難處理的兩對主要矛盾是：提高金屬強度將引起石墨形態(tài)惡化；而材質性能的升高將加大鑄件產(chǎn)生縮松的傾向并降低鐵水流動性。本文擬就此進行分析并相應地探討一些調解措施，寄期能有助于擬訂調試工藝方案和分析問題時參考。
近年來，很多單位研究并發(fā)展了適應具體生產(chǎn)條件和不同鑄件要求(包括薄壁高強度灰鑄鐵件)的高強度灰鐵的生產(chǎn)方法，歸納起來，有以下四種。
1、強化孕育鑄鐵爐料中加入較多的廢鋼，采用優(yōu)質鑄造焦，以得到出爐溫度大于1500℃和高碳當量的鐵水，用高效孕育劑強化孕育從而得到高強度灰鑄鐵。過去生產(chǎn)孕育鑄鐵依靠加入較多廢鋼，降低碳量來提高強度，但這種方法工藝性能不好，白口傾向大，尤其是對薄壁鑄件(最小壁厚3～10MM)。近代高強度孕育鑄鐵不用這種方法，靠高效孕育劑來強化孕育，提高性能。一般的方法是：碳當量在3.9～4.1%左右，溫度1480℃左右，要求鐵水氧化少，采用SI-CA、CR-SI-CA、RE-CA-BA、SI-CA、SI-FE復合、稀土復合等高效孕育劑，進行孕處理。例如某廠5噸沖天爐，利用鑄造焦，爐料中加入40%以上廢鋼，總焦比為7時，鐵水溫度1520℃～1540℃，爐渣中氧化鐵含量低(1.8～3.0%)。經(jīng)特種孕育劑孕育處理，當碳當量為4.28%時，試棒抗拉強度可達250MPA，相對強度RG=1.28，HB229，珠光體含量大于98%。又如某單位通過提高鐵水過熱溫度，然后采用RE-CA-BA孕育劑對鐵水進行孕育處理，燒注一批缸蓋鑄件，當碳當量為3.9～4.05%時，抗拉強度285～304MPA，相對強度RG=1.1～1.21，石墨形態(tài)好，加工后水壓試驗沒發(fā)現(xiàn)縮松和漏水現(xiàn)象。
2、合成鑄鐵所謂合成鑄鐵工藝，就是用感應電爐熔煉，爐料中用50%以上的廢鋼，其余為回爐鐵和鐵屑，經(jīng)增碳處理得到的鐵液。這種方法的優(yōu)點是：(1)爐科采用大量廢鋼，不用生鐵，降低了鑄鐵成本;(2)可獲得含磷量低的鐵水，減少磷量對缸體、缸蓋等薄壁高強度灰鐵縮松和滲漏缺陷的影響;(3)可避免生鐵遺傳性影響，鑄鐵石墨形態(tài)好，珠光體含量高，機械性能好，在同樣當量時強度可比沖天爐鑄鐵提高1～2個牌號。
我國某汽車廠利用合成鑄鐵工藝熔煉高強度灰鑄鐵生產(chǎn)缸體，效果很好，生產(chǎn)結果表明
(1)采用合成鑄鐵熔煉工藝澆注的缸體機械性能高，當碳當量為4.0%時，抗拉強度大于250MPA，比沖天爐熔煉提高一個牌號;
(2)鐵水斷面敏感性小，缸體不同厚度斷面及階梯試塊斷面硬度分布均勻;
(3)鑄鐵含磷量低，含雜質少，克服鑄件滲漏缺陷;
(4)成本低;
(5)熔煉工藝簡單易行，容易撐握。
3、低合金化孕育鑄鐵調整原鐵水的化學成份使其達到較高碳當量，在爐內(或包內)加入少量鉻、銅、鉬等合金元素，獲得高溫低合金化鐵水，再經(jīng)孕育處理，得到石墨細小、珠光體含量高、片間距小的組織，從而獲得高強度鑄鐵。用這種方法生產(chǎn)高強度灰鑄鐵，國外用得較廣泛，效果比較穩(wěn)定，合金元素多是CU，CR、MO、NI等。其最大優(yōu)點是可使缸體、缸蓋薄壁部分的基體組織得到95%以上珠光體，硬度差小。我國某些單位用0.3～0.7%CR，瞬時孕育，控制鉻/硅比值，解決了缸體、缸蓋的生產(chǎn)問題。
4、調整鑄鐵常規(guī)化學成份及比例，獲得高強度、低應力灰鑄鐵在碳當量保持不變的情況下，適當提高SI/C比值是提高機床鑄件強度和剛度重要途經(jīng)之一。北京機床研究所等單位在這方面作了系統(tǒng)的研究工作，他們認為：通過調整化學成份，特別是改變硅/碳比值，使SI/C在0.5～0.9，再加上適當?shù)脑杏秃辖鸹?，可以獲得具有良好綜合性能的高強度灰鑄鐵件。
有關硅/碳比值的規(guī)律是：
(1)在相同碳當量下，SI/C比值高，抗拉強度可提高30～60MPA，相對強度高，相對硬度低，彈性性能好;
(2)在相同碳當量下，SI/C比值增加，殘余應力有除低趨勢，應力傾向也較小;
(3)提高SI/C比值，白口傾向小，斷面敏感性小，而對鐵水流動性，線收縮率無影響。
調整錳、硅含量，使含MN量比含SI量高0.2～1.3%以上，得到另一種高強度低應力鑄鐵。灰鑄鐵含MN在1.5～3.0%范圍內，提高含MN量，尤其是當MN量大于SI量后，能顯著細化共晶團，易于獲得D、E型石墨和細珠光體基體。另外，控制灰鑄鐵中MN、SI差值和MN的絕對值，使MN、SI差值在0～0.5%，MN大于2%，還可以在灰鑄鐵中得到不同類型的硬化相。
因此，控制MN、、SI差值和MN絕對值，就能獲得機械性能高，硬度均勻，耐壓致密性好和耐磨性能好的高強度灰鑄鐵。
考察機械制造的動態(tài)可知，機械——尤其是行走機械，其研發(fā)重點內容之一是提高金屬強度以減輕自重和提高使用壽命。
如果孤立地僅就金屬強度而言，要提高灰鑄鐵強度并非難事，因為只要降低灰鑄鐵的碳硅量，即可減少所形成的片狀石墨（相對于金屬而言，石墨的硬度和強度可以視為零），同時加入合金元素強化基體，就能達到這一目的。
