奥铁体球墨铸铁磨球优点

1 奥铁体球墨铸铁磨球的冲击韧性一般都达到10J/cm2以上，比高铬球冲击韧性提高2-3倍，在使用中不会破碎和失园。

2 经等温淬火后硬度一般都在HRC52-58，使用后的硬度都要在HRC60-63，与高铬球硬度相同。奥铁体铸球优越的耐磨性是因为金属基体的实际硬度比测量的硬度要高，通常测量的硬度是基体和石墨的平均值。在磨损过程中，奥铁体铸球微观组织中稳定的高碳奥氏体在经历不断冲击磨损时产相变引发的逐层加工硬化，这是奥铁体铸球具有优越的耐磨性的原因。

3生产节能：

3.1、熔炼：因为奥铁体球墨铸铁磨球是以碳、硅、锰三元素为主，碳、硅、锰三元素含量都高，铁水流动性好，熔炼温度和浇铸温度比铬系耐磨材料低。具体见表1

表1熔炼温度和浇铸温度对比

注:吨铁水升高10度耗电2.3度

工艺出品率按75%计算,吨球熔炼电耗平均可节电25度。

如果采用高炉铁水+中频电炉双联熔炼工艺，每吨铁水可以节约

熔炼电耗500度左右。目前国内已有几家企业采用双联熔炼工艺方案生产奥铁体铸球，这样生产成本可以大幅度下降。

3.2、热处理：目前国内普通高铬球热处理工艺不论台车炉还是热处理生产线都是高温淬火后，冷却到室温再回火；而奥铁体球墨铸铁磨球热处理是采用连续推杆式热处理生产线+等温淬火油连续冷却+余热等温回火生产线的工艺和设备，淬火后利用余热进行等温回火，而且淬火和等温回火的温度比高铬球低。

不论是高铬铸球还是奥铁体铸球热处理过程都有升温和保温过程。具体温度和电耗如表2：

表2 高铬铸球和奥铁体铸球淬火和回火温度对比

1）炉温分别为：600℃（平均比热0.142Kcal/Kg℃）

1000℃（平均比热0.168Kcal/Kg℃）

2）热处理炉的热效率电炉取60%.

3）折算当量：3596千焦（860千卡）/千瓦小时

由于采用余热等温回火，只是开始将回火生产线升温到设定的温度，正常生产时基本上不用电，仅热处理工序每吨铸球最少可节电170度以上。

熔炼和热处理两道工序可以节电195度以上，按年产1万吨铸球厂计算，全年节电195万度，生产成本降低100万元以上。

4 磨机节能

因奥铁体球墨铸铁磨球是高碳、高硅、高锰，碳当量C p≥4.4，组织中含有大量的石墨球,密度 6.9－7.0g/cm3,高铬铸铁密度7.6－7.8g/cm3，奥铁体铸球密度要比高铬铸球轻10%左右,磨机在相同填充率情况下,磨机中磨球重量要减少10%,球磨机启动及运转动力减少，可节电10%以上.根据XX矿山考核记录计算：在相同台时产量情况下，磨机运行电流对比如表3：

表3 相同磨机两种铸球电流对比

以MQG2736为例，磨机配电机TDMK400-32/2150，功率400KW，额定电压6000V，根据电流计算功率：

6000×28－6000×25＝168000－150000＝18000KW

18000÷168000＝10.71%

可节电10%左右，也就是讲选矿厂磨机运行电费可降低10%，每年可降低成本几百万元。而且降低磨机轴承和齿轮的磨损。

5奥铁体球墨铸铁磨球的显微组织有球状石墨存在，球状石墨减震效果好，降低磨机运行的噪音，提高环境质量。

6奥铁体球墨铸铁磨球在使用中不破碎，不失圆，∮110mm铸球磨到

∮30mm时，表面还保持球形，研磨效果好，磨机台时产量可提高15-20%。

7奥铁体球墨铸铁磨球生产中采用的原材料主要是硅、锰等原素，硅锰是我国富有资源；而高铬铸铁要采用大量的铬铁，而铬是我国需要大量进口的物资，而大量铬铁用在磨球上又是不可回收和再生利用的，因此矿山粉磨中采用高铬铸球是不符合我国国情的，而奥铁体球墨铸铁磨球符合我国的资源政策。面且性价比优于高铬铸铁。

8 磨耗降低

根据用户使用报告,采用奥铁体球墨铸铁磨球比原来使用的低铬球磨耗降低40-50%,吨原矿磨矿成本下降0.2－0.3元。磨耗对比见表4 表4 磨耗对比

由于磨耗降低，矿山行业降低磨矿成本20-30%。加球量减少，降低于操作工人的劳动强度。

9 减排

根据统计资料介绍：我国每生产1 t合格铸件大约要排放：

粉尘50 kg ; 废气1000 ～2 000 m3 ;废砂1. 3～1. 5 t ;废渣300 kg 按照减量50万吨统计,每年可减少排放:

粉尘:2.5万吨,废气:500-1000万m3废砂65-75万吨,废渣15万吨, 减少用电 6.5亿度.折算成标准煤:222300吨(1亿度电耗煤

量:34200吨)

减量化是节能、降耗、减排的重大措施。这是符合国家循环经济发展产业政策。

10 环境影响

随着矿山开采和金属冶炼工业的发展，采矿、选矿和冶炼产生的废水、废渣、尾矿及降尘造成工矿区及周边地区土壤重金属污染，致使土壤中的镉、铬、铜、镍、铅、锌、钴含量大大超过自然背景值，造成生态破坏和环境质量严重恶化。土壤污染不但影响影响农作物的产量和品质，而且涉及到大气和水环境质量，并可通过食物链危害人类的健康和生命，而且土壤污染的修复需几十年甚致几百年时间，根据国家环境保护部此前对30万公顷基本农田保护区土壤有害重金属抽样监测发现，有3.6万公顷土壤重金属超标，超标率达12.1%，因而对土壤中重金属污染的有效防制和控制是当前我国环境保护工作十分重要和紧迫的工作。

在选矿破碎粉磨工序中大量使用各种铬系耐磨材料，磨球和衬板在正常磨损条件下其磨屑粒度都在5－10μm以下，对于水泥行业干法磨这类磨屑进入到水泥成为混凝土，不会对环境产污染，而对矿山行业湿法磨，不论是磁选还是浮选，其选矿的最佳粒度一般是200－320目，也就是48－76μm，所以这些铬系耐磨材料的磨屑是不可能进入精矿粉，而是随废水排出，渗入矿区土壤中，天长日久土壤中的铬含量集聚，造成土壤中铬污染，这些氧化铬或碳化铬在土壤中如何转变？其危害性到底有多大？这需要环保部门进行研究。我认为作为耐

磨材料的研究者、生产者和使用者都要对我们子孙后代负责，为子孙后留下一片净土，在矿山湿法磨中尽量少用或不用铬系耐磨材料，而改用对环境影响较小的奥铁体球墨铸铁耐磨材料，因奥铁体球墨铸铁主要碳、硅、锰三元素，而这三种元素在地球土壤中普遍存在，不会污染土壤。

11由于奥铁体球墨铸铁磨球规化生产是近几年才开始，市场空间大，发展前景好，为生产企业带来较大的利润率。

关于高镍奥氏体球墨铸铁充满度的验证1C

铸造技术2009年第9期高镍奥氏体球墨铸铁饱和度和碳当量的验证程武超赵新武党波涛靳宝 (西峡县内燃机进排气管有限责任公司河南西峡474500) 摘要用不同的饱和度和碳当量的铁液浇注不同厚度的高镍奥氏体球墨铸铁试块，从金相组织、力学性能上对高镍奥氏体球墨铸铁的饱和度和碳当量进行了验证。事实证明，饱和度A 超过4.9时，在不同的厚度上仍能得到球化率和力学性能合格的铸件。当碳当量取较高值时，降低了铁液的液相线温度，熔炼温度随之下降，反过来又减少了高温熔炼带来的不利影响。在不产生冷隔的前提下，为降低浇注温度创造了条件。较高的碳当量有利于凝固过程的石墨化膨胀所产生的自补缩效果，可以减少缩松和缩孔缺陷。关键词饱和度球化率力学性能缩松和缩孔中图分类号：TG143.5 文献标识码：A 文章编号：100-8365（2009）19-1097-05 V erification of Austenite nodular cast iron Saturation and Carbon Equivalent CHENG Wu –chao, ZHAO Xin-wu, DANG Bo-tao, JIN Bao (Xixia Intake & Exhaust Manifold Co., Ltd, Xixia 474500 China) Abstract: Austenite nodular cast iron test block with different thickness were cast from different saturation and CE，and the saturation and CE were verified by microstructure and mechanical properties. It proves that qualified castings with different thickness in nodularity and mechanical properties are still obtained when the saturation (A) value exceeds 4.9. Adopting high value of CE can low the liquidus temperature of molten iron, which makes the melting temperature decrease, and it conversely reduces detrimental affect for high temperature melting. Under the precondition that no cold shut occurs, it creates conditions to decrease pouring temperature. Higher CE is helpful to improve the self-feeding ability of graphitizing expansion during solidification process, and to reduces casting defects, such as shrinkage and blowhole. Keywords: Saturation; Nodularity; Mechanical properties; shrinkage and blowhole 高镍奥氏体球墨铸铁是耐高温、耐腐蚀、抗氧化性能较好的铸铁材料。目前已成为排气歧管的首选材料，但是受充满度的影响，不少生产厂家不敢越雷池一步。特别是初次生产这种材质的厂家，试制中一旦出现碎块状石墨，就误认为是充满度过高造成的。为了获得较好的基体组织，总是在充满度上做文章，结果适得其反。当把A压的过低的时候，CE随之下降，铁液的流动性下降，缩松、缩孔缺陷更加严重；产生了恶性循环。使这种材料的正确应用受到了影响。据资料介绍，高镍奥氏体球铁中的碳、硅、镍含量必须满足饱和度公式： A≥TC%＋0.2Si%＋0.06Ni% 式中A称为饱和度，当铁液中的碳、硅、镍大于某一极限值(饱和度A)时则石墨形态就呈碎块状分布；奥氏体枝晶发达，铁液流动性差，补缩困难，极易产生缩松、缩孔缺陷。有资料介绍A不能大于4.4⑴⑵。本文通过试验证明饱和度A≥4.4,甚至超过4.9时，在不同厚度的试块上仍能得到球化率和力学性能合格的铸件。在较高的碳当量下由于石墨化膨胀所产生的自补缩效果，减少了缩松和缩孔缺陷。现以高镍奥氏体球墨铸铁D5S的铸造工艺为例对上述观点进行阐述。作者简介：程武超（河南西峡人），高级工程师，铸造工艺研究。

关于奥氏体、马氏体、珠光体的分析

1奥氏体——碳与合金元素溶解在γ-Fe中的固溶体，仍保持γ-Fe的面心立方晶格。晶界比较直，呈规则多边形；淬火钢中残余奥氏体分布在马氏体间的空隙处 2铁素体——碳与合金元素溶解在a-Fe中的固溶体。亚共析钢中的慢冷铁素体呈块状，晶界比较圆滑，当碳含量接近共析成分时，铁素体沿晶粒边界析出。 3渗碳体——碳与铁形成的一种化合物。在液态铁碳合金中，首先单独结晶的渗碳体（一次渗碳体）为块状，角不尖锐，共晶渗碳体呈骨骼状。过共析钢冷却时沿Acm线析出的碳化物（二次渗碳体）呈网结状，共析渗碳体呈片状。铁碳合金冷却到Ar1以下时，由铁素体中析出渗碳体（三次渗碳体），在二次渗碳体上或晶界处呈不连续薄片状。 4珠光体——铁碳合金中共析反应所形成的铁素体与渗碳体的机械混合物。珠光体的片间距离取决于奥氏体分解时的过冷度。过冷度越大，所形成的珠光体片间距离越小。在A1~650℃形成的珠光体片层较厚，在金相显微镜下放大400倍以上可分辨出平行的宽条铁素体和细条渗碳体，称为粗珠光体、片状珠光体，简称珠光体。在650~600℃形成的珠光体用金相显微镜放大500倍，从珠光体的渗碳体上仅看到一条黑线，只有放大1000倍才能分辨的片层，称为索氏体。在600~550℃形成的珠光体用金相显微镜放大500倍，不能分辨珠光体片层，仅看到黑色的球团状组织，只有用电子显微镜放大10000倍才能分辨的片层称为屈氏体。 5上贝氏体——过饱和针状铁素体和渗碳体的混合物，渗碳体在铁素体针间。过冷奥氏体在中温（约350~550℃）的相变产物，其典型形态是一束大致平行位向差为6~8od 铁素体板条，并在各板条间分布着沿板条长轴方向排列的碳化物短棒或小片；典型上贝氏体呈羽毛状，晶界为对称轴，由于方位不同，羽毛可对称或不对称，铁素体羽毛可呈针状、点状、块状。若是高碳高合金钢，看不清针状羽毛；中碳中合金钢，针状羽毛较清楚；低碳低合金钢，羽毛很清楚，针粗。转变时先在晶界处形成上贝氏体，往晶内长大，不穿晶。 6下贝氏体——同上，但渗碳体在铁素体针内。过冷奥氏体在350℃~Ms的转变产物。其典型形态是双凸透镜状含过饱和碳的铁素体，并在其内分布着单方向排列的碳化物小薄片；在晶内呈针状，针叶不交叉，但可交接。与回火马氏体不同，马氏体有层次之分，下贝氏体则颜色一致，下贝氏体的碳化物质点比回火马氏体粗，易受侵蚀变黑，回火马氏体颜色较浅，不易受侵蚀。高碳高合金钢的碳化物分散度比低碳低合金钢高，针叶比低碳低合金钢细。 7粒状贝氏体——大块状或条状的铁素体内分布着众多小岛的复相组织。过冷奥氏体在贝氏体转变温度区的最上部的转变产物。刚形成时是由条状铁素体合并而成的块状铁素体和小岛状富碳奥氏体组成，富碳奥氏体在随后的冷却过程中，可能全部保留成为残余奥氏体；也可能部分或全部分解为铁素体和渗碳体的混合物（珠光体或贝氏体）；最可能部分转变为马氏体，部分保留下来而形成两相混合物，称为M-A组织。 8回火马氏体——马氏体分解得到极细的过渡型碳化物与过饱和（含碳较低）的a-相混合组织它由马氏体在150~250℃时回火形成。这种组织极易受腐蚀，光学显微镜下呈暗黑色针状组织（保持淬火马氏体位向），与下贝氏体很相似，只有在高倍电子显微镜下才能看到极细小的碳化物质点。 9回火屈氏体——碳化物和a-相的混合物。它由马氏体在350~500℃时中温回火形成。其组织特征是铁素体基体内分布着极细小的粒状碳化物，针状形态已逐渐消失，但仍隐约可见，碳化物在光学显微镜下不能分辨，仅观察到暗黑的组织，在电镜下才能清晰分辨两相，可看出碳化物颗粒已明显长大。 10回火索氏体——以铁素体为基体，基体上分布着均匀碳化物颗粒。

球墨铸铁标准

标准 CXB01-2014 南乐县昌盛线路器材有限公司线路器材球铁件 1.主题内容与适用范围本标准规定了线路球铁件采用的国家标准和客商要求的美国标准，球铁牌号和技术条件。本标准适用于砂型铸造的球墨铸铁件。 2.线路球墨铸铁件使用标准和牌号 GB1348-1988 单铸试块的力学性能。附表1 ANSI/ASTM A536-84 球墨铸铁件标准附表2 球墨铸铁的拉伸性能（单铸试样）

GB1412-85 球墨铸铁用生铁附表3 GB9941-88 球化分级附表4 珠光体数量分级(GB9941-88) 附表5

热镀锌标准： ANSI/ASTMA-153CLASSA,锌层平均厚度不小于86um,最薄厚度不小于70um. 3.技术要求。生产方法：线路球墨铸铁件采用国标生铁，中频感应电炉熔炼，出铁温度控制在1570℃~1610℃冲入法球化，二次孕育，湿砂型浇注或覆膜砂壳型浇注。开箱温度不超过550℃，砂轮机清除冒口残根，履带式抛丸清理机清理表面。热镀锌表面处理，其锌层平均厚度不小于86um.出口箱包装，汽车运输至北京帕尔普线路器材有限公司。机械性能：本线路件以机械性能的抗拉强度和延伸率以及客商提供的图纸要求为验收依据，屈服点，硬度为参考，但必须在工艺控制上符合本标准的牌号规定。化学成分：化学成分不作为验收依据，是工艺控制的重要指标，依据美国帕尔普公司的建议，推荐化学成分如下：附表6 建议化学成分球化级别和基体组织：本产品依据客商提供图纸的要求，球化级别为1-2级，最低不低于3级。符合GB9941-88的规定，石墨球数不小于100，符合GB9941-88的规定。其基体组织及硬度依据美国帕尔普线路器材有限公司建议推荐如下：附表7 建议基体组织及硬度

球墨铸铁(精)

球墨铸铁在河南巩县铁生沟西汉中、晚期的冶铁遗址中出土的铁，经过金相检验，具有放射状的球状石墨，球化率相当于现代标准一级水平。而现代的球墨铸铁则是迟至1947年才在国外研制成功的。我国古代的铸铁，在一个相当长的时期里含硅量都偏低，也就是说，在约2000年前的西汉时期，我国铁器中的球状石墨，就已由低硅的生铁铸件经柔化退火的方法得到。这是我国古代铸铁技术的重大成就，也是世界冶金史上的奇迹。球墨铸铁以其优良的性能，在使用中有时可以代替昂贵的铸钢和锻钢，在机械制造工业中得到广泛应用。国际冶金行业过去一直认为球墨铸铁是英国人于1947年发明的。西方某些学者甚至声称，没有现代科技手段，发明球墨铸铁是不可想象的。1981年，我国球铁专家采用现代科学手段，对出土的513件古汉魏铁器进行研究，通过大量的数据断定汉代我国就出现了球状石墨铸铁。有关论文在第18届世界科技史大会上宣读，轰动了国际铸造界和科技史界。国际冶金史专家于1987年对此进行验证后认为：古代中国已经摸索到了用铸铁柔化术制造球墨铸铁的规律，这对世界冶金史作重新分期划代具有重要意义。 1947年英国H． Morrogh发现，在过共晶灰口铸铁中附加铈，使其含量在0．02wt%以上时，石墨呈球状。1948年美国A． P． Ganganebin等人研究指出，在铸铁中添加镁，随后用硅铁孕育，当残余镁量大于0．04wt%时，得到球状石墨。从此以后，球墨铸铁开始了大规模工业生产。球墨铸铁作为新型工程材料的发展速度是令人惊异的。1949年世界球墨铸铁产量只有5万吨，1960年为53．5万吨，1970年增长到500万吨，1980年为760万吨，1990年达到915万吨。2000年达到1500万吨。球墨铸铁的生产发展速度在工业发达国家特别快。世界球墨铸铁产量的75%是由美国、日本、德国、意大利、英国、法国六国生产的。我国球墨铸铁生产起步很早，1950年就研制成功并投入生产，至今我国球墨铸铁年产量达230万吨，位于美国、日本之后，居世界第三位。适合我国国情的稀土镁球化剂的研制成功，铸态球墨铸铁以及奥氏体-贝氏体球墨铸铁等各个领域的生产技术和研究工作均达到了很高的技术水平。（1）铸态珠光体球墨铸铁曲轴和铸态铁素体球墨铸铁汽车底盘零件分别在我国第二汽车厂、南京汽车厂和第一汽车厂相继投产。这标志着我国铸态球墨铸铁生产达到了较高水平。与之相适应的包外脱硫、双联法熔炼、瞬时孕育、孕育块技术以及音频检测和热分析快速分析等技术的采用，则标志着我国大量流水生产汽车铸件的技术水平与国际先进水平的差距正在缩小。（2）试验研究了大断面（壁厚大于120mm）球墨铸铁的冶金因素以及相应的生产工艺措施。采用适量的钇基重稀土复合球化剂、强制冷却、顺序凝固、延后孕育，必要时添加微量锑、铋等可防止球墨铸铁件中心部位的石墨畸变和组织疏松等，现已成功地制作了38吨重的大型复杂结构件，17．5吨重的柴油机体、截面为805mm的球墨铸铁轧辊等。（3）奥氏体-贝氏体球墨铸铁的研究与应用。20世纪70年代初，几乎同时中国、美国、芬兰3个国家宣布研究成功了具有高强度、高韧性的奥氏体-贝氏体球墨铸铁（国际上统称ADI），这种材质的抗拉强度达1000MPa，因此它广泛应用于齿轮以及各种结构件，与合金钢相比，奥-贝球墨铸铁具有显著的经济效益和社会效益。（4）球墨铸铁管和水平连续铸造球墨铸铁型材。我国已相继建成几个球墨铸铁管厂，且近几年还将有几个球墨铸铁管厂建成。2000年，我国年产离心铸造球墨铸铁管达90万吨。此外，我国自行研制的水平连续铸造球墨铸铁型材生产线已通过国家鉴定，并已有多家企业投产。再加上我国引进的一条生产线，至2002年，我国年产球墨铸铁型材的能力达数万吨。（5）系统地测定了稀土镁球墨铸铁的力学性能及其他性能，为设计人员提供了有关数据。测定了稀土镁球墨铸铁的比重、导热性、电磁性等物理性能，结合金相标准研究了石墨和基体组织对球墨铸铁性能的影响规律。系统地测定了铁素体球墨铸铁在常温、低温、静态和动态条件下的各种性能。此外，还研究了稀土镁球墨铸铁的应力应变性能、小能量多冲抗力和断裂韧性，并开始用于指导生产。结合球墨铸铁齿轮的应用，还系统地研究了球墨铸铁的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度，以及球墨铸铁齿轮的点蚀、剥落机理等。（6）稀土镁球墨铸铁。在高强度低合金球墨铸铁方面，除了对铜、钼研究较多外，还对镍、铌等进行了研究。在利用天然钒钛生铁制作钒钛合金球墨铸铁方面，国内一些单位进行了大量、系统的工作。中锰球墨铸铁虽然在性能上不够稳定，但多年来的系统研究与生产应用，取得了显著的经济效益。在耐热球墨铸铁方面，除了中硅球墨铸铁以外，系统研究了Si+Al总量对稀土镁球墨铸铁抗生长能力的影响。我国研制的RQTAL5Si5耐热铸铁用作耐热炉条的使用寿命是灰铸铁的3倍，是普通耐热铸铁的2倍，并与日本Cr25Ni13Si2耐热钢的使用寿命相当。高镍奥氏体球墨铸铁方面也取得了进展，它在石油开采机械、化工设备、工业用炉器件上均取得了成功的应用。在耐酸球墨铸铁方面，我国生产的稀土高硅球墨铸铁比普通高硅铸铁的组织细小、均匀、致密，由此，抗蚀性能提高了10%~90%，并且其机械强度也有显著改善。

高镍奥氏体球墨铸铁汽车排气歧管及铸造方法

高镍奥氏体球墨铸铁汽车排气歧管及铸造方法技术领域本发明属于汽车排气歧管技术领域，具体涉及高镍奥氏体球墨铸铁汽车排气歧管及铸造方法。背景技术随着社会经济条件的发展，市场上不断涌现中、高档轿车，其马力和排放量对汽车零部件的工作条件要求越来越高，如传统排气歧管的工作温度超过900℃，特别在热、冷交变的工作条件下，排气歧管的强度和塑性差，容易造成变形和开裂，致使发动机工作压力不够，而影响轿车的速度，严重时造成发动机工作失灵，不能满足汽车工业的发展，因此对材料选择要求量体裁衣。高镍奥氏体球墨铸铁因为有其良好的耐腐蚀、耐高温抗氧化性，生产操作中无辐射，无毒害等多种优点，在美国，德国，英国等西方发达国家已部分运用到汽车关键零部件生产。由于高镍奥氏体球墨铸铁铁液表面张力大，收缩倾向大，降温快，流动性差的特点，将其用于汽车排气歧管存在由于排气歧管壁薄，结构复杂，热节部位多，铸件最易出现缩孔，缩松，浇不足和冷隔缺陷。因此高镍奥氏体球墨铸铁在汽车排气歧管的铸造技术在国内外还发明内容为解决上述铸造技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种高镍奥氏体球墨铸铁汽车排气歧管及其铸造方法，用高镍奥氏体球墨铸铁铸造的汽车排气歧管具有良好的耐腐蚀性，耐热性，耐热冲击性和

热延展性的。为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：利用高镍奥氏体球墨铸铁代替现有的铸铁铸造成的汽车排气歧管。其铸造工艺步骤为制芯、造型、合型、熔炼铁液、浇注、开箱落砂和清理入库，其中： l、制芯：采用低氮高强度覆膜砂，覆膜砂的强度≥3．4Mpa，低发气≤14m／g：排气歧管的内砂芯为内流通砂芯，外腔砂芯在两管卡档处位置镶冷铁： 2、造型：覆膜砂芯组合成型后，采用大孔流量浇注系统工艺，利用侧冒口补缩，由潮模砂提供浇注时的静压头： 3、熔炼铁液：熔炼温度1600～1700℃；采用镁硅合金为球化剂进行球化处理，镁硅合金球化剂的加入量为O．9-1．29／6；用硅铁孕育剂在包内孕育一次，硅铁孕育剂的加入量为0．3-0．5％，用硅锶孕育剂在浇注瞬时再次孕育，硅锶孕育剂的加入量为0．13-0．16％：出炉温度为1650℃～1690℃。 4、浇注工艺采用大流量、高温快浇的工艺，浇注首箱温度≤1560℃，浇注末箱温度≥1470℃。采用上述技术方案的有益效果是：高镍奥氏体球墨铸铁具有良好的耐腐蚀性、耐高温性、抗氧化性、延展性、无辐射等特性，运用于制造汽车排气歧管上，可使排气歧管具有良好的耐腐蚀性，耐热性，耐热冲击性和热延展性，可以满足中、高档轿车其马力和排

铸态铁素体球墨铸铁金相试样制备体会

铸态铁素体球墨铸铁金相试样制备体会莱钢集团机械制造有限公司(山东27l004) 李建彩马利永秦英超我公司相当一部分铸件是以本公司自行研制的QT400-20为材质，其基体组织主要为铁素体。在生产中，我们对每一件产品都制作了附铸试样并对其进行力学性能及金相检验。值得注意的是，在金相试样制备过程中，由于材料软硬程度、磨光程度及抛光程度的差异，试样会或多或少地出现变形损伤层。经抛光后．若变形损伤层未消除或又出现了新的变形损伤层，经侵蚀后，基体组织就会出现假象，影响测定结果，尤其是硬度较低的材料，此种现象较为严重。而我公司生产的OT400-20产品，其硬度在150HB左右，属低硬度材料，所以在磨光、抛光及侵蚀过程中，稍有不慎，就会产生扰乱缺陷，影响对基体组织的正确判断。我们结合近期工作中积累的经验，将球墨铸铁金相试样制作过程中的心得体会与大家共享。 1．球墨铸铁金相试样的制备 (1) 磨光过程控制铸态球墨铸铁含碳量相对较高，碳又呈现石墨状，有一定润滑作用，加之硬度较低，因此当该种试样在磨床上粗磨之后，只要先后用400#和600#金相砂纸干磨即可。若经多重砂纸磨制、磨制时间过长以及磨制用力过大或用力不均，都会出现变形损伤层，且在下一个工艺环节也难以消除。压力过大时，甚至会使试样表面升温而引起基体组织变化。根据实践经验，球墨铸铁试样经磨床粗磨后，一般用400#和600#两种砂纸分别经3～4min 和2～3min的磨削即可。磨削时用力均匀得当，600#砂纸比400#砂纸用力稍轻一些。 (2) 抛光过程控制抛光时，首先要注意Cr2O3抛光液的加入量，抛光液加入不足会降低抛光能力，延长抛光时间，甚至会使石墨或夹杂物拽出，影响石墨大小的判断；抛光液加入过多，硬的Cr2O3，颗粒会划伤观察面，影响试验效果。理想的加入量应是在试样离开抛光盘后，其抛光面上水雾在l～5s内蒸发掉。在这种理想情况下，用力均匀地抛光3～5min即可。若抛光不彻底，则基体组织会不清晰或不出观，甚至出现假象影响观察结果。对于铁索体球墨铸铁(QT400-20)来说，若抛光程度不够就经腐蚀，则有时会出现类似于粒状珠光体的组织，造成假象，易误认为是珠光体过多，此种情况下对试样施加很小的力甚至利用其自重在抛光盘中心抛光1min左右，该现象即可消除。抛光过程中，若抛光面出现划痕，可采用以下措施去除：①在抛光片中心部位减轻抛光压力。②清洁或更换抛光布。③配置新的抛光液。 (3) 侵蚀过程控制一般以3％硝酸酒精溶液作为侵蚀剂，侵蚀时间以1～2min为宜。若侵蚀时间过长，则在观察面上容易出现黑白晶粒相间甚至铁素体发黄现象，影响观察效果；若侵蚀时间过短，铁素体晶界可能不明显。 2．结语通过上述方式，可以快速便捷地制作出铁素体球墨铸铁金相试样，为准确可靠的金相判定提供有力的保障。

6高镍奥氏体球墨铸铁综述

高镍奥氏体球墨铸铁综述赵新武张居卿（西峡县内燃机进排气管有限责任公司河南西峡474500）摘要：本文对高镍奥氏体球墨铸铁的化学成分、金相组织、力学性能、热处理、使用要求及其工艺控制要点进行了综述。打破了传统的“充满度”理论，利用较高的“碳当量”，获得了理想的效果。关键词：充满度碳当量热处理高镍奥氏体球墨铸铁因其具备优异的抗热冲击性、抗热蠕变性、耐蚀性、高温抗氧化性以及低的热膨胀性和低温冲击韧性，在国内外被广泛用于制造海水泵、阀、增压器壳体、排气管、气门座等耐热、耐蚀的零部件产品。奥氏体球墨铸铁具有原子紧密堆积的面心立方晶格结构，在常温下具有稳定的奥氏体组织，具有比普通球墨铸铁和硅钼球墨铸铁都高的热化学稳定性。应用前景十分广阔。此处所说的高镍奥氏体球墨铸铁是指含镍量大于12%，在铸态下获得奥氏体基体，石墨呈球状的铸铁。是球墨铸铁的特殊品种。在“铸造技术标准手册”（2004年5月版）中把高镍奥氏体球墨铸铁列为耐蚀铸铁。高镍奥氏体球墨铸铁在750℃左右仍有良好的抗氧化能力和令人满意的力学性能，特别重要的是，由于其基体组织为奥氏体，在临界温度附近没有相变，因而不易因骤冷骤热而产生变形或裂纹。某些牌号的高镍奥氏体球墨铸铁在很低的温度下仍具有良好的伸长率和抗拉强度。例如QTANi23Mn4在-196℃抗拉强度≥620MPa，伸长率≥27%。高镍奥氏体球墨铸铁有各种不同的牌号，本文侧重于QTANi35Si5Cr2的某些特点综述一些共性的东西，读者可依据不同的牌号、铸件和不同的工况条件作为参考。 1 化学成分奥氏体铸铁牌号符合GB/T 5612的规定,依据GB/T56648分为12个牌号，分别见表1、表2。表1 奥氏体铸铁化学成分（一般工程用牌号）表2 奥氏体铸铁化学成分（特殊用途牌号）

可锻铸铁与球墨铸铁

湘西民族职业技术学院备课用纸课题：可锻铸铁与球墨铸铁讲授节数2节授课班级11-5高模具1 11-5高数控1 11-5高数控2 11-5高数控3 11-5高数控4 授课日期星期日/ 月星期日/ 月星期日/ 月星期日/ 月星期日/ 月教学目的要求：掌握可锻铸铁化学成分；了解可锻铸铁的性能及用途；掌握可锻铸铁的牌号表示方法；了解球墨铸铁的性能；了解球墨铸铁常用热处理工艺种类；掌握球墨铸铁的牌号表示方法。学会正确识别可锻铸铁与球墨铸铁；能正确选用球墨铸铁常用热处理方法。教学重点：1、可锻铸铁化学成分； 2、可锻铸铁的性能及用途； 3、球墨铸铁的性能。教学难点：1、可锻铸铁的牌号表示方法； 2、球墨铸铁常用热处理； 3、球墨铸铁的牌号。作业布置：配套习题册一、5.6.7.8. 二、6.7.8.9.10. 三、4.5.6。教具：三角板一只。教学过程转下页课后小结：本次课重点在于学习可锻铸铁及球墨铸铁的组织、性能及牌号，难点在于可锻铸铁及球墨铸铁的热处理工艺。通过学习本节内容，再联系前面第六章学习过的钢的热处理工艺加于比较，看看铸铁的热处理于钢的热处理工艺有何异同。注意一点可锻铸铁是不可以锻造的哦，而球墨铸铁的性能是所有几种铸铁中力学性能最好的。

可锻铸铁，由一定化学成分的铁液浇注成白口坯件，再经退火而成的铸铁，有较高的强度、塑性和冲击韧度，可以部分代替碳钢。可锻铸铁白口铸铁通过石墨化退火处理得到的一种高强韧铸铁。有较高的强度、塑性和冲击韧度，可以部分代替碳钢。它与灰口铸铁相比，可锻铸铁有较好的强度和塑性，特别是低温冲击性能较好，耐磨性和减振性优于普通碳素钢。这种铸铁因具有-定的塑性和韧性，所以俗称玛钢、马铁，又叫展性铸铁或韧性铸铁。 8.2.1 可锻铸铁化学成分首先浇注成白口铸铁件,然后经可锻化退火(可锻化退火使渗碳体分解为团絮状石墨)而获得可锻铸铁件。可锻铸铁的化学成分是： wC=2.2%～2.8%，wSi=1.0%～1.8%，wMn=0.3%～0.8%，wS≤0.2%，wP≤0.1%。可锻铸铁的组织有二种类型：（1）铁素体(F)+团絮状石墨(G)；（2）珠光体(P)+团絮状石墨(G)。 8.2.2 可锻铸铁的性能及用途 1. 可锻铸铁的性能白口铸铁的切削加工性能极差，但是经过高温回火后，有较高的强度和可塑性，可以切削加工。由于可锻铸铁中的石墨呈团絮状，对基体的割裂作用较小,因此它的力学性能比灰铸铁高，塑性和韧性好，但可锻铸铁并不能进行锻压加工。可锻铸铁的基体组织不同，其性能也不一样，其中黑心可锻铸铁具有较高的塑性和韧性，而珠光体可锻铸铁具有较高的强度，硬度和耐磨性。 2. 可锻铸铁的用途黑心可锻铸铁的强度、硬度低，塑性、韧性好，用于载荷不大、承受较高冲击、振动的零件。珠光体基体可锻铸铁因具有高的强度、硬度，用于载荷较高、耐磨损并有一定韧性要求的重要零件。 8.2.3 可锻铸铁的牌号表示方法 1. 牌号表示方法可锻铸铁的牌号是由“KTH”（“可铁黑”三字汉语拼音字首）或“KTZ”

球墨铸铁知识汇总介绍

球墨铸铁知识汇总介绍 1947年英国H. Morrogh发现，在过共晶灰口铸铁中附加铈，使其含量在 0.02wt%以上时，石墨呈球状。 1948年xx A. P. Ganganebin等人研究指出，在铸铁中添加镁，随后用硅铁孕育，当残余镁量大于 0.04wt%时，得到球状石墨。从此以后，球墨铸铁管开始了大规模工业生产。球墨铸铁管http: 53.5万吨，1970年增长到500万吨，1980年为760万吨，1990年达到915万吨。 2000年达到1500万吨。球墨铸铁的生产发展速度在工业发达国家特别快。世界球墨铸铁产量的75%是由美国、日本、德国、意大利、英国、法国六国生产的。我国球墨铸铁生产起步很早，1950年就研制成功并投入生产，至今我国球墨铸铁年产量达230万吨，位于美国、日本之后，居世界第三位。适合我国国情的稀土镁球化剂的研制成功，铸态球墨铸铁以及奥氏体-贝氏体球墨铸铁等各个领域的生产技术和研究工作均达到了很高的技术水平。 (1)铸态珠光体球墨铸铁曲轴和铸态铁素体球墨铸铁汽车底盘零件分别在我国第二汽车厂、南京汽车厂和第一汽车厂相继投产。这标志着我国铸态球墨铸铁生产达到了较高水平。与之相适应的包外脱硫、双联法熔炼、瞬时孕育、孕育块技术以及音频检测和热分析快速分析等技术的采用，则标志着我国大量流水生产汽车铸件的技术水平与国际先进水平的差距正在缩小。 (2)试验研究了大断面(壁厚大于120mm)球墨铸铁的冶金因素以及相应的生产工艺措施。采用适量的钇基重稀土复合球化剂、强制冷却、顺序凝固、延后

孕育，必要时添加微量锑、铋等可防止球墨铸铁件中心部位的石墨畸变和组织疏松等，现已成功地制作了38吨重的大型复杂结构件， 17.5吨重的柴油机体、截面为805mm的球墨铸铁轧辊等。 (3)奥氏体-贝氏体球墨铸铁的研究与应用。20世纪70年代初，几乎同时中国、美国、芬兰3个国家宣布研究成功了具有高强度、高韧性的奥氏体-贝氏体球墨铸铁(国际上统称ADI)，这种材质的抗拉强度达1000MPa，因此它广泛应用于齿轮以及各种结构件，与合金钢相比，奥-贝球墨铸铁具有显著的经济效益和社会效益。 (4)球墨铸铁管和水平连续铸造球墨铸铁型材。我国已相继建成几个球墨铸铁管厂，且近几年还将有几个球墨铸铁管厂建成。2000年，我国年产离心铸造球墨铸铁管达90万吨。此外，我国自行研制的水平连续铸造球墨铸铁型材生产线已通过国家鉴定，并已有多家企业投产。再加上我国引进的一条生产线，至2002年，我国年产球墨铸铁型材的能力达数万吨。 (5)系统地测定了稀土镁球墨铸铁的力学性能及其他性能，为设计人员提供了有关数据。测定了稀土镁球墨铸铁的比重、导热性、电磁性等物理性能，结合金相标准研究了石墨和基体组织对球墨铸铁性能的影响规律。系统地测定了铁素体球墨铸铁在常温、低温、静态和动态条件下的各种性能。此外，还研究了稀土镁球墨铸铁的应力应变性能、小能量多冲抗力和断裂韧性，并开始用于指导生产。结合球墨铸铁齿轮的应用，还系统地研究了球墨铸铁的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度，以及球墨铸铁齿轮的点蚀、剥落机理等。 (6)稀土镁球墨铸铁。在高强度低合金球墨铸铁方面，除了对铜、钼研究较多外，还对镍、铌等进行了研究。在利用天然钒钛生铁制作钒钛合金球墨铸铁方面，国内一些单位进行了大量、系统的工作。中锰球墨铸铁虽然在性能上不够稳定，但多年来的系统研究与生产应用，取得了显著的经济效益。在耐热球墨铸铁方面，除了中硅球墨铸铁以外，系统研究了Si+Al总量对稀土镁球墨铸铁抗生长能力的影响。我国研制的RQTAL5Si5耐热铸铁用作耐热炉条的使用寿命是灰铸铁的3倍，是普通耐热铸铁的2倍，并与日本Cr25Ni13Si2耐热钢的使用寿命相当。

球墨铸铁

球墨铸铁球墨铸铁是指铁液经球化处理后，使石墨大部或全部呈球状形态的铸铁。与灰铸铁比较，球墨铸铁的力学性能有显著提高。因为它的石石墨呈球状，对基体的切割作用最小，可有效地利用基体强度的70％～80％灰铸铁—般只能利用基体强度的30％。球墨铸铁还可以通过合金化和热处理，进一步提高强韧性、耐磨性、耐热性和耐蚀性等各项性能。球墨铸铁自1947年问世以来，就获得铸造工作者的青睐，很快地投入了工业性生产。而且，各个时期都有代表性的产品或技术。20世纪50年代的代表产品是发动机的球墨铸铁曲轴，20世纪60年代是球墨铸铁铸管和铸态球墨铸铁，20世纪70年代是奥氏体-贝氏体球墨铸铁，20世纪80年代以来是厚大断面球墨铸铁和薄小断面轻量化、近终型球墨铸铁。如今，球墨铸铁已在汽车、铸管、机床、矿山和核工业等领域获得广泛的应用。据统计，2000年世界的球墨铸铁产量已超过1500万吨o 球墨铸铁的牌号是按力学性能指标划分的，国标GB/T 1348－1988《球墨铸铁件》中单铸试块球墨铸铁牌号，见表1。表1xx试块球墨铸铁牌号牌号 QT400－18 QT400－15 QT450－10 QT500－7 QT600－3 QT700－2 QT800－2抗拉强度Rm

MPa 400 400 450 500 600 700 800断后伸长率A％18 15 107322布氏硬度 HBW 130～180 130～180 160～210 170～230 190～270 225～305 245～335主要金相组织铁素体铁素体+珠光体+铁素体珠光体或回火组织贝氏体或回火组织QT900－～360

马氏体奥氏体珠光体贝氏体的区别

马氏体奥氏体珠光体贝氏体马氏体(martensite)是黑色金属材料的一种组织名称。马氏体（M）是碳溶于α-Fe的过饱和的固溶体，是奥氏体通过无扩散型相变转变成的亚稳定相。其比容大于奥氏体、珠光体等组织，这是产生淬火应力，导致变形开裂的主要原因。马氏体最初是在钢（中、高碳钢）中发现的：将钢加热到一定温度（形成奥氏体）奥氏体（austenite）A、γ是晶体结构：面心立方（fcc）。是碳在γ－Fe中形成的间隙固溶体。奥氏体是一种塑性很好，强度较低的固溶体，具有一定韧性。不具有铁磁性。因此，分辨奥氏体不锈钢刀具(常见的18－8型不锈钢）的方法之一就是用磁铁来看刀具是否具有磁性。古代铁匠打铁时烧红的铁块即处于奥氏体状态。另外，奥氏体因为是面心立方，四面体间隙较大，可以容纳更多的碳。珠光体pearlite 珠光体是奥氏体(奥氏体是碳溶解在γ－Fe中的间隙固溶体)发生共析转变所形成的铁素体与渗碳体的共析体。得名自其珍珠般（pearl-like）的光泽。其形态为铁素体薄层和渗碳体薄层交替重叠的层状复相物，也称片状珠光体。用符号P表示，含碳量为ωc＝％。在珠光体中铁素体占88%,渗碳体占12%,由于铁素体的数量大大多于渗碳体,所以铁素体层片要比渗碳体厚得多.在球化退火条件下,珠光体中的渗碳休也可呈粒状,这样的珠光体称为粒状珠光体。珠光体的性能介于铁素体和渗碳体之间,强韧性较好.其抗拉强度为750 ~900MPa,180 ~280HBS,伸长率为20 ~25%,冲击功为24 ~32J.力学性能介于铁素体与渗碳体之间,强度较高,硬度适中,塑性和韧性较好。

铁素体(ferrite，缩写：FN，用F表示)即α-Fe和以它为基础的固溶体，具有体心立方点阵。亚共析成分的奥氏体通过先共析析出形成铁素体。在碳钢和低合金钢的热轧（正火）和退火组织中，铁素体是主要组成相；室温下的铁素体的机械性能和纯铁相近。铁素体的强度、硬度不高，但具有良好的塑性与韧性。经过硝酸溶液侵蚀后,从颜色上观察区分金相组织形态. 铁素体是白色，珠光体是黑色，马氏体(M)是碳溶于α-Fe的过饱和的固溶体，在金相观察中为细长的板条状或针叶状。

球墨铸铁

球墨铸铁本词条介绍的是球墨铸铁（通过球化和孕育处理得到球状石墨），更多含义，请参阅“球墨铸铁（多义词）”。球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到球状石墨，有效地提高了铸铁的机械性能，特别是提高了塑性和韧性，从而得到比碳钢还高的强度。球墨铸铁是20世纪五十年代发展起来的一种高强度铸铁材料，其综合性能接近于钢，正是基于其优异的性能，已成功地用于铸造一些受力复杂，强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。球墨铸铁已迅速发展为仅次于灰铸铁的、应用十分广泛的铸铁材料。所谓“以铁代钢”，主要指球墨铸铁。目录 1简介 1.1 成分表 1.2 性能 2历史 2.1 国内 2.2 国外 3发展前途 4特性范围 5应用 5.1 汽车方面 5.2 冶金因素 5.3 奥氏体-贝氏体 1简介铸铁是含碳量大于2.14%的铁碳合金，由工业生铁、废钢等钢铁及

球墨铸铁其合金材料经过高温熔融和铸造成型而得到，除Fe外，还含C、Si、Mn、S、P等五大元素及其它合金元素。铸铁中的碳以石墨形态析出，若析出的石墨呈条片状时的铸铁叫灰口铸铁或灰铸铁、呈蠕虫状时的铸铁叫蠕墨铸铁、呈团絮状时的铸铁叫白口铸铁或码铁、而呈球状时的铸铁就叫球墨铸铁。球状石墨对金属基体的割裂作用比其它形状石墨小，能使铸铁的强度达到基体组织强度的70～90%，抗拉强度可达120kgf/mm2，并且具有良好的韧性。球墨铸铁除铁外的化学成分通常为：含碳量3.0～4.0%，含硅量1.8～3.2%，含锰、磷、硫总量不超过3.0%和适量的稀土、镁等球化元素。成分表市面上球墨铸铁光谱标准样品成分如下：名称编号C Si Mn P S Cr GSB03-1813-20051 2.62 3.430.1820.5470.0043 2.93 2 2.06 2.680.3780.0560.019 2.01 3 2.92 2.150.8380.0750.010 1.52 4 3.22 1.13 1.250.2000.010 1.09 5 3.490.612 1.570.3710.0110.346 6 4.080.340 1.860.0320.0670.04编号Ni Mo V Mg Cu Alt

奥氏体马氏体铁素体的区别

创作编号： GB8878185555334563BT9125XW 创作者：凤呜大王* 奥氏体/马氏体/铁素体奥氏体（钢的组别：A1, A2, A3 A4, A5）(性能等级：50软，70冷加工，80高强度) 马氏体(钢的组别：C1,C2,C3) (性能等级：50软，70、110淬火并回火，80淬火并回火) 铁素体(钢的组别：F1) (性能等级：45软，60冷加工) 马氏体不锈钢属于铬不锈钢。由于含碳量高，碳化铬多，钢的耐蚀性能下降，虽可通过热处理的方法改善，但防腐性不高。马氏体不锈钢多用于制造力学性能要求较高，并有一定耐蚀性能要求的零件，如汽轮机叶片、喷嘴、阀座、量具、刃具等。铁素体不锈钢也属于铬不锈钢。含碳量小，抗大气、硝酸及盐水溶液的腐蚀能力强，有高温抗氧化性能好等特点。主要用于制作化工设备中的容器、管道。奥氏体不锈钢属于铬镍不锈钢。具有很高的耐蚀性，优良的塑性，良好的焊接性及低温韧性，不具有磁性，易加工硬化。主要用于在腐蚀介质中工作的零件、容器、管道、医疗器械以及抗磁环境中。奥氏体奥氏体是碳溶解在γ－Fe中的间隙固溶体，常用符号A表示。它仍保持γ－Fe的面心立方晶格。其溶碳能力较大，在727℃时溶碳为ωc＝ 0.77％,1148℃时可溶碳2.11％。奥氏体是在大于727℃高温下才能稳定存在的组织。奥氏体塑性好，是绝大多数钢种在高温下进行压力加工时所要求的组织。奥氏体是没有磁性的。马氏体分级淬火是将奥氏体化工件先浸入温度稍高或稍低于钢的马氏体点的液态介质（盐浴或碱浴）中，保持适当的时间，待钢件的内、外层都达到介质温度后取

出空冷，以获得马氏体组织的淬火工艺，也称分级淬火。分级淬火由于在分级温度停留到工件内外温度一致后空冷，所以能有效地减少相变应力和热应力，减少淬火变形和开裂倾向。分级淬火适用于对于变形要求高的合金钢和高合金钢工件，也可用于截面尺寸不大、形状复杂地碳素钢工件。马氏体不锈钢通过热处理可以调整其力学性能的不锈钢，通俗地说，是一类可硬化的不锈钢。典型牌号为Cr13型，如2Cr13 ,3Cr13 ,4Cr13等。粹火后硬度较高，不同回火温度具有不同强韧性组合，主要用于蒸汽轮机叶片、餐具、外科手术器械。根据化学成分的差异，马氏体不锈钢可分为马氏体铬钢和马氏体铬镍钢两类。根据组织和强化机理的不同，还可分为马氏体不锈钢、马氏体和半奥氏体（或半马氏体）沉淀硬化不锈钢以及马氏体时效不锈钢等。马氏体就是以人命命名的：对于学材料的人来说，“马氏体”的大名如雷贯耳，那么说到阿道夫·马滕斯又有几个人知道呢？其实马氏体的“马”指的就是他了。在铁碳组织中这样以人名命名的组织还有很多，今天我们就来说说这些名称和它们背后那些材料先贤的故事。马氏体Martensite，如前所述命名自Adolf Martens (1850-1914)。这位被称作马登斯或马滕斯的先生是一位德国的冶金学家。他早年作为一名工程师从事铁路桥梁的建设工作，并接触到了正在兴起的材料检验方法。于是他用自制的显微镜（！）观察铁的金相组织，并在1878年发表了《铁的显微镜研究》，阐述金属断口形态以及其抛光和酸浸后的金相组织。（这个工作我们现在做的好像也蛮多的。）他观察到生铁在冷却和结晶过程中的组织排列很有规则（大概其中就有马氏体），并预言显微镜研究必将成为最有用的分析方法之一（有远见）。他还曾经担任了柏林皇家大学附属机械工艺研究所所长，也就是柏林皇家材料试验所（"Staatliche Materialprüfungsamt"）的前身，他在那里建立了第一流的金相试验室。1895年国际材料试验学会成立，他担任了副主席一职。直到现在，在德国依然有一个声望颇高的奖项以他的名字命名

球墨铸铁化学成分

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。? 1、碳及碳当量的选择原则：? 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～%之间，碳当量在～%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。? 2、硅的选择原则：? 硅是强石墨化元素。在球墨铸铁中，硅不仅可以有效地减小白口倾向，增加铁素体量，而且具有细化共晶团，提高石墨球圆整度的作用。但是，硅提高铸铁的韧脆性转变温度（图1），降低冲击韧性，因此硅含量不宜过高，尤其是当铸铁中锰和磷含量较高时，更需要严格控制硅的含量。球墨铸铁中终硅量一般在—%。选定碳当量后，一般采取高碳低硅强化孕育的原则。硅的下限以不出现自由渗碳体为原则。? 球墨铸铁中碳硅含量确定以后，可用图2进行检验。如果碳硅含量在图中的阴影区，则成分设计基本合适。如果高于最佳区域，则容易出现石墨漂浮现象。如果低于最佳区域，则容易出现缩松缺陷和自由碳化物。 3、锰的选择原则：? 由于球墨铸铁中硫的含量已经很低，不需要过多的锰来中和硫，球墨铸铁中锰的作用就主要表现在增加珠光体的稳定性，促进形成(Fe、Mn)3C。这些碳化物偏析于晶界，对球墨铸铁的韧性影响很大。锰也会提高铁素体球墨铸铁的韧脆性转变温度，锰含量每增加%，脆性转变温度提高10～12℃。因此，球墨铸铁中锰含量一般是愈低愈好，即使珠光体球墨铸铁，锰含量也不宜超过～%。只有以提高耐磨性为目的的中锰球铁和贝氏体球铁例外。? 4、磷的选择原则：? 磷是一种有害元素。它在铸铁中溶解度极低，当其含量小于%时，固溶于基体中，对力学性能几乎没有影响。当含量大于%时，磷极易偏析于共晶团边界，形成二元、三元或复合磷共晶，降低铸铁的韧性。磷提高铸铁的韧脆性转变温度，含磷量每增加%，韧脆性转变温度提高4～℃。因此，球墨铸铁中磷的含量愈低愈好，一般情况下应低于%。对于比较重要的铸件，磷含量应低于%。????球墨铸铁中碳硅含量确定以后，可用图2进行检验。如果碳硅含量在图中的阴影区，则成分设计基本合适。如果高于最佳区域，则容易出现石墨漂浮现象。如果低于最佳区域，则容易出现缩松缺陷和自由碳化物。? ?5、硫的选择原则：? 硫是一种反球化元素，它与镁、稀土等球化元素有很强的亲合力，硫的存在会大量消耗铁液中的球化元素，形成镁和稀土的硫化物，引起夹渣、气孔等铸造缺陷。球墨铸铁中硫的含量一般要求小于%。

QT500-7

1947年英国H. Morrogh发现，在过共晶灰口铸铁中附加铈，使其含量在0.02wt%以上时，石墨呈球状。1948年美国A. P. Ganganebin等人研究指出，在铸铁中添加镁，随后用硅铁孕育，当残余镁量大于0.04wt%时，得到球状石墨。从此以后，球墨铸铁开始了大规模工业生产。球墨铸铁作为新型工程材料的发展速度是令人惊异的。1949年世界球墨铸铁产量只有5万吨，1960年为53.5万吨，1970年增长到500万吨，1980年为760万吨，1990年达到915万吨。2000年达到1500万吨。球墨铸铁的生产发展速度在工业发达国家特别快。世界球墨铸铁产量的75%是由美国、日本、德国、意大利、英国、法国六国生产的。我国球墨铸铁生产起步很早，1950年就研制成功并投入生产，至今我国球墨铸铁年产量达230万吨，位于美国、日本之后，居世界第三位。适合我国国情的稀土镁球化剂的研制成功，铸态球墨铸铁以及奥氏体-贝氏体球墨铸铁等各个领域的生产技术和研究工作均达到了很高的技术水平。（1）铸态珠光体球墨铸铁曲轴和铸态铁素体球墨铸铁汽车底盘零件分别在我国第二汽车厂、南京汽车厂和第一汽车厂相继投产。这标志着我国铸态球墨铸铁生产达到了较高水平。与之相适应的包外脱硫、

双联法熔炼、瞬时孕育、孕育块技术以及音频检测和热分析快速分析等技术的采用，则标志着我国大量流水生产汽车铸件的技术水平与国际先进水平的差距正在缩小。（2）试验研究了大断面（壁厚大于120mm）球墨铸铁的冶金因素以及相应的生产工艺措施。采用适量的钇基重稀土复合球化剂、强制冷却、顺序凝固、延后孕育，必要时添加微量锑、铋等可防止球墨铸铁件中心部位的石墨畸变和组织疏松等，现已成功地制作了38吨重的大型复杂结构件，17.5吨重的柴油机体、截面为805mm的球墨铸铁轧辊等。（3）奥氏体-贝氏体球墨铸铁的研究与应用。20世纪70年代初，几乎同时中国、美国、芬兰3个国家宣布研究成功了具有高强度、高韧性的奥氏体-贝氏体球墨铸铁（国际上统称ADI），这种材质的抗拉强度达1000MPa，因此它广泛应用于齿轮以及各种结构件，与合金钢相比，奥-贝球墨铸铁具有显著的经济效益和社会效益。（4）球墨铸铁管和水平连续铸造球墨铸铁型材。我国已相继建成几个球墨铸铁管厂，且近几年还将有几个球墨铸铁管厂建成。2000年，我国年产离心铸造球墨铸铁管达90万吨。此外，我国自行研制的水平连续铸造球墨铸铁型材生产线已通过国家鉴定，并已有多家企业投产。再加上我国引进的一条生产线，至2002年，我国年产球墨铸铁