鋼鐵的應(yīng)用使人類文明進入了鐵器時代。球墨鑄鐵的誕生，是繼人類發(fā)明煉鋼技術(shù)之后，在黑色金屬應(yīng)用技術(shù)方面又一次大的技術(shù)創(chuàng)新，是20世紀材料科學最重大的技術(shù)進展之一。
    我國古代工匠早在2000年前就已制造出具有球狀石墨的鑄鐵，分析表明上述鑄鐵件不含鎂或稀土元素，是采用高純木炭生鐵熔劑，在金屬型中澆注，經(jīng)熱處理后制成。但由于這種工藝難于大量生產(chǎn)，因而這種古代球鐵的獨特技藝沒有流傳至今?，F(xiàn)代球墨鑄鐵采用向鐵液中添加球化劑的方法使其在鑄態(tài)下析出球狀石墨，使得球墨鑄鐵真正登上了工業(yè)應(yīng)用的舞臺。
    世界鑄鐵件的生產(chǎn)狀況和趨勢是，灰鑄鐵件的比例明顯下降，但仍占優(yōu)勢。球墨鑄鐵件的產(chǎn)量持續(xù)增長，蠕墨鑄鐵和特種鑄鐵也有了較大的發(fā)展。
    我國球墨鑄鐵件在質(zhì)量和生產(chǎn)穩(wěn)定性方面的差距也較大。我國球墨鑄鐵生產(chǎn)較突出的問題是材質(zhì)強韌性上、缺陷多，其原因除爐料、球化處理方法和球化劑等因素外，主要是球化處理前對鐵液含硫量要求過松。因此，為使我國球墨鑄鐵生產(chǎn)能有大幅度的增長，必須大力實施能穩(wěn)定提供質(zhì)量可靠的優(yōu)質(zhì)球墨鑄鐵件的配套技術(shù)?，F(xiàn)在就球鐵常見的缺陷球化不良進行論述一下。
    球化劑的合理選用和稀土（RE）元素的加入是實現(xiàn)高強度薄壁球墨鑄鐵鑄造的關(guān)鍵。⑴該技術(shù)的核心是在鑄造（熔煉）工藝中要保證RE/S=2～2.5。球化劑要選用Fe-Si-Mg-RE-Ca系材料，其中稀土元素（Ce、La、Pr）的加入并使之與硫保持一定比例是球化技術(shù)的關(guān)鍵。試驗證實，當RE/S＜2時，出現(xiàn)球化不良；RE/S＞2.5、Mg/S＞5時，易出現(xiàn)白口，同時嚴格控Wp＜0.04%、WBi=0.003%～0.007%。
    灰鑄鐵鑄件所產(chǎn)生的各種鑄造缺陷（如縮孔、氣孔、渣孔、夾砂、冷隔、澆不足等）都會在生產(chǎn)稀土鎂球墨鑄鐵時產(chǎn)生。球墨鑄鐵常見缺陷有球化不良（球鐵處理不成）、球化衰退、縮松、皮下氣孔等缺陷。
    球化不良是稀土鎂球墨鑄鐵經(jīng)常遇到的問題之一。球化不良是指球化劑加入量不足以使鑄鐵石墨充分球化。鑄件中的石墨多呈團塊狀、開花狀、枝晶狀、蠕蟲狀、厚片狀。
    球化不良其宏觀觀特征為⑵：銀白色的斷口上分布有黑色斑點，破斷鑄件在其整個斷面上分布有明顯可見的小黑點，愈往中心愈密。球化不良的程度越嚴重，黑斑直徑越大數(shù)量越多，甚至全部斷口為黑灰色，類似灰鑄鐵的斷口。金相微觀分析能發(fā)現(xiàn)有集中分布的厚片狀石墨或晶間石墨以及少量球狀、團狀石墨，嚴重時還出現(xiàn)片狀石墨。球化不良使力學性能急劇下降，不能達到牌號所規(guī)定的性能指標。
    球化不良主要是因為鎂和稀土元素的殘留量不足造成的。
    產(chǎn)生的原因主要有：
    （1）使用高硫的焦炭和新生鐵，當原鐵水含硫量達0.1%以上時，經(jīng)常造成球化不良；
    （2）與灰鑄鐵交界鐵水沒有分離干凈，由于爐料計算誤差，灰鑄鐵鐵水過多，交界鐵水沒有分離干凈。結(jié)果高硫、低碳的灰鑄鐵鐵水混入球墨鑄鐵中，而造成球化不良。生產(chǎn)中經(jīng)常遇到與灰鑄鐵交界的第一包球墨鑄鐵球化不良；
    （3）鐵水氧化，最后一包球墨鑄鐵是打爐鐵水，操作不當往往造成鐵水氧化，鎂石強烈脫氧劑，結(jié)果一部分鎂耗費在脫氧上，起球化作用的鎂量不足而造成球化不良。
    （4）使用鎂燒損嚴重的稀土鎂合金；
    （5）鐵水溫度過高或過低，鐵水溫度過高，中間合金與鐵水作用激烈，鎂燒損嚴重；鐵水溫度過低，中間合金容易“結(jié)死”在包底不起作用，
    （6）前爐儲存鐵水不足，球化處理時將爐渣也出到鐵水包中。由于稀土鎂中間合金與鐵水作用，產(chǎn)生強烈的翻滾，使爐渣卷入鐵水與球化劑作用。因為渣中硫高，氧化物多，就消耗了部分鎂和稀土，這也造成球化不良的原因之一。
    針對上述原因，根據(jù)導致殘留量不足，應(yīng)采取不同的措施來防止球化不良的產(chǎn)生：
    （1）如果球化劑中球化元素含量不足，加入量不夠，則應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)條件，選用合適的球化劑和確定加入量，要嚴格掌握鐵水量，防止失控造成出鐵量過大失球化劑量相對減少；
    （2）處理前鐵水溫度過高或過低；過高球化劑作用激烈，球化元素燒損嚴重；過低，則球化劑易在包底凍結(jié)。應(yīng)根據(jù)出鐵溫度掌握好球化劑和覆蓋物的緊實程度，球化劑放在包中裝的太松，反應(yīng)過于激烈，如出鐵溫度過低，則應(yīng)及時捅開包底的“結(jié)殼”，使球化劑順利反應(yīng)；
    （3）嚴格控制鐵水的含硫量和含氧量。選用低硫焦炭和生鐵。掌握好合理的供風制度，防止鐵水過度氧化，在和其他牌號的鐵水同爐熔化時，要注意分離交界鐵水，防止混入高硫鐵水；
    （4）出鐵時要防止酸性爐渣流入鐵水包，特別是當采取爐外去硫操作時，要及時扒渣，以免“回硫”，消耗過多的球化元素，造成球化失敗。
    （5）生鐵中有時會含有一些妨礙球化的元素，數(shù)量雖不多，危害卻很大，因此球化處理不順利時，可更換一下生鐵。
    討論分析結(jié)論：針對我國目前球墨鑄鐵在鋼鐵行業(yè)中的重要地位，以及其將來的發(fā)展和壯大，我們必須加大對球墨鑄鐵的研究和應(yīng)用，以便為我們的經(jīng)濟發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。同時減少球墨鑄鐵鑄件的缺陷是首要問題，球化不良是其中的一項重要問題，對以上的討論和分析，我們在生產(chǎn)中要注意球化劑的使用和球化劑在球化過程中必須注意的問題。 

更多詳情請登陸中國鑄造網(wǎng)[www.zhuozao.com]鑄造技術(shù)欄目