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球墨铸铁质量控制及耐磨性能【一】、球墨铸铁的质量控制
球墨铸铁是工业上常用的重要金属材料之一，其在生产、生活中的应用也变得越来越广泛，铸造和冶金工业方面的研究人员对于球墨铸铁铸件的质量愈加关注。球墨铸铁在熔炼过程中需要进行球化处理和孕育处理等工艺流程，其中孕育处理工艺流程是影响球墨铸铁件质量的重要因素，因此，开展球墨铸铁孕育处理过程优化控制方法的研究对于控制球墨铸铁铸件质量有重要意义。
对孕育处理工艺和金属熔体凝固过程进行深入研究。以热分析法为实验和理论基础，分析球墨铸铁熔体在凝固冷却过程中与孕育处理效果有关的重要合金参数，结合测控技术设计了一套孕育处理优化控制系统。该系统由三大板块组成，分别是原铁水熔炼板块，孕育处理优化控制板块和随流孕育板块。
孕育处理优化控制板块是该系统的核心内容，是具有人机交互界面的，能实时检测铁水状态并且对铁水状态进行动态调控的智能化板块。该板块由三部分组成，分别是计算机，测控单元和喂丝设备。测控单元包括恒流源电路、模拟量输入通道、接口转换器、热分析样杯的相关硬件部分以及具有人机交互界面的软件部分。人机交互界面是利用MicrosoftVisualBasic6.0编写的可执行程序，包括原铁水冶金状态评价单元、孕育处理效果优化控制单元和随流孕育单元，可以显示铁水中重要合金元素含量和热分析冷却曲线以及相关的特征值温度。
该系统还具有历史记录查看功能、合金参数添加功能、检测报告生成功能以及手动控制喂丝设备和随流孕育装置的功能。
利用孕育处理优化控制系统对不同牌号的球墨铸铁的生产过程进行应用试验。试验结果表明，经过本系统优化调控后的铁水状态适宜进行浇铸，孕育处理效果得到改善，组织中石墨球数量增多，铸件晶粒得到细化，铸件力学性能提高，废品率降低。
【二】、球墨铸铁件的耐磨性能
球墨铸铁件淬火首先要进行奥氏体化。奥氏体化温度一般为860~880℃，保温时间和正火、退火处理一样，都是每25毫米厚铸件保温1小时。保温结束后，在流动空气中快速冷却。淬火后铸件需要及时回火，消减淬火应力，提高工件塑韧性。
铸件淬火前须有合适的原始基体组织。最主要的是基体中不能存在过多碳化物、磷共晶。如果碳化物在淬火温度下未能完全溶解，碳化物与奥氏体界面常是裂纹萌生处。存在这些碳化物使淬火裂纹发生的概率显著提高。含有碳化物的铸件在淬火前必须加热到高温石墨化退火或正火温度，并进行保温将碳化物消除。淬火铸件最适宜的基体是共晶团比较细密均匀，以珠光体为主的组织。这样的组织易于奥氏体化，获得均匀的淬火组织。
球墨铸铁的淬硬度与奥氏体含碳量有关。提高奥氏体化温度会增加奥氏体含碳量，淬火后出现较多残余奥氏体，使马氏体粗化，降低淬火硬度。如果铸件选用较低的淬火温度，可使奥氏体含碳量处于较低水平，淬火后虽能获得细小的针状马氏体，但因奥氏体化不完全，达不到应有的淬火硬度。由于高碳马氏体与残余奥氏体的综合影响，在不同加热温度下，淬火硬度会出现大值。
另外，为消除大部分可能存在铁素体，并使奥氏体获得合适含碳量。淬火温度选在共析转变上限温度以上25—40℃较好。
硅显著改变球墨铸铁共析温度范围。因此，球墨铸铁件淬火温度受铸件含硅量的影响。硅含量在常规含量上限时，共析转变上限温度为835—845℃。历此，淬火温度可选在860—880摄氏度、含硅量低于2%时，誉火温度可降低到840—860℃。球墨铸铁淬火硬度可达到60—62（HRC）。
球墨铸铁耐磨性比较好，它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。生铁是含碳量2.31%-6.97%并含有非铁杂质较多的铁碳合金。生铁的杂质元素主要是硅、硫、锰、磷等。生铁质硬而脆，缺乏韧性，几乎没有塑性变形能力，因此不能通过锻造、轧制、拉拔等方法加工成形。
但含硅高的生铁（灰口铁）的铸造及切削性能良好，按其用途可分为炼钢生铁和铸造生铁两大类。习惯上把炼钢生铁叫做生铁，把铸造生铁简称为铸铁。铸造生铁通过锻化、变质、球化等方法可以改变其内部结构，改善并提高其性能，因此，铸造生铁又可分为白口铸铁、灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和特种铸铁等品种。
球墨铸铁是指石墨以球状形式存在的铸造形态，由于石墨呈球状分布在基体上对基体的割裂作用降到最小，可以充分发挥基体的性能，所以球墨铸铁的力学性能比灰铸铁和可锻铸铁都高，其抗拉强度塑性韧性与相应基体组织的铸钢相近，一般用于柴油机曲轴减速箱齿轮以及轧钢机轧辊等。
可锻铸铁石墨呈团絮状大大减轻了对基体的割裂作用，与灰铸铁相比其不仅有较高的强度而且有较好的塑性和韧性，广泛用于汽车拖拉机前后轮壳管道的弯头三通等形状，复杂尺寸不大的零件。
HT（灰铁）、MT（麻口铁）、另外还有白口铁、都是从试片的断口上看的，HT较软，易加工，MT次之，白口铁是不可加工的，且脆，如加工，要进行热处理，KT(可锻铸铁）是可以延伸些，但不像钢的延伸率那样好。
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