我国高强度灰铸铁件与国外相比，主要差距是强度低、耐磨性差、寿命低、断面敏感性大、加工性差。高强度灰铸铁的着眼点是提高碳当量，在保证良好的铸造性能的同时获得高的强度。但为获得强度高、性能稳定和品质均一的铸铁件，又必须严格控制碳当量，并从熔炼、检测等方面来予以保证。目前国外对高强度灰铸铁的生产，除作常规检测外，还提出了十项新的检验指标，即铁水温度、铁水纯净度、共晶团数、共晶度、相对硬度、相对强度、品质因数、弹性模数、过冷度、过冷度比。其中，共晶度一般在0.8-1.0左右较好；相对强度为1.15-1.20时，铸铁的性能最理想；相对硬度在0.8-1.0时，切削性能良好。品质因数愈高，材质愈好。过冷度一般控制在,6-8度之间，这时孕育效果最佳；过冷度比通常控制在1.5-2.5之间；弹性模数之值愈大，铸铁抗拉强度愈大；共晶团愈细，铸铁的强度愈高。通过对上述指标的严格控制可达到稳定的质量。我国高强度灰铸铁研究的重点是：a提高铁液温度，改善铸铁冶金质量，采用合成铸铁熔炼工艺；b 加强孕育处理技术，尤其是强化孕育铸铁的研究和推广；c研究和推广低合金化孕育铸铁；d调整化学成分、控制铸铁的Si/C比，以获得高强度低应力铸铁。国内的实践表明，若使Si/c比值在0.5-0.9，再加以适当的孕育和合金化，可获得具有良好综合力学性能的高强灰铸铁。另外，调整Mn,Si含量，使含Mn量比含Si量高0.2%-1.3%或以上，可以得到另一种高强度低应力铸铁。目前，我国的工厂大多无炉前快速测定C,Si含量的仪器，因而不能及时掌握C,Si的变化情况C,Si含量波动很大，致使铸件质量难以稳定，这是今后急需解决的一个问题。铸铁薄壁化、轻量化、强韧化是为了满足工程界对工程材料节能性、回用性两方面的要求，适应“人类可持续发展战略”的需要。对汽车工业而言，降低整车自重对节能、减少废气排放有关键性的意义。铸件的“薄壁高强”化正在工程界成为一种趋势，其技术应用也将日益成熟并迅速拓展，在可以预见的将来，3-5mm的高强薄壁球铁件将会大量出现在一般机电产品中。所谓“薄壁高强”，即生产中所指壁厚为4-6mm（国外为3.0-3.5mm），抗拉强度大于250MPa。而国内目前大多数工厂发动机仍使用HT200牌号材质标准。就材质而论，其主要原因是大多数工厂采用冲天炉熔炼，铁液指标达不到要求， 特别是铁液温度低和化学成分波动大，使该类产品铸件难以控制，从而导致废品率高。其中属于材质方面的主要是性能达不到高牌号要求，断面均匀性差，渗漏严重，热疲劳性能差。我国在“六五”至“八五” 期间，经过科研院所、大专院校与生产厂家的联合攻关，对高强薄壁铸铁件的研究取得了较大进展，缩短了与国外先进水平的差距。与国外同类产品相比，在铸件的使用性能和品质稳定性方面，还存在着不小的差距。如在材料耐磨性方面，国外汽车一般第一次大修里程，汽油机为30万km，柴油机大于50万km。而国内分别是10-15万km和25万km。汽缸套使用寿命国外可达到6000-8000h，而国内只有 3000-5000h。由于耐磨性与材料的综合性能密切相关，为满足发动机不断强化的要求，改善缸体的组织与性能和研究缸体新材料与新工艺，提高缸体耐磨性和使用寿命，已成为当前国内外学者和工程技术人员研究的重点之一。

2.2.2发展球铁新品种、采用新的球铁生产工艺(1) 加强薄壁和大断面铸态球铁技术的开发和应用。要保证铸件的力学强度和切削加工等性能不致因壁厚减小而降低，其基本途径就是使球墨铸铁的力学性能得到改善。最重要的两个方面，一是白口化倾向的减低和抑制，二是石墨组织的改善。球化剂的合理选用和稀土（RE）元素的加入是实现高强度薄壁球铁铸造的关键。该技术的核心是在铸造（熔炼）工艺中要保证RE/S=2-2.5。球化剂要选用Fe-Si-Mg-RE-Ca系材料，其中稀土元素（Ce.La.Pr）的加入并使之与硫保持一定比例是球化技术关键，同时严格控制P≤0.04%-0.06%,Be=0.003%-0.007%。实验证实，当Mg/S≥5时，易生成白口；而RE/S≤2(时，出现球化不良；RE/S≥2.5时，也易出现白口。故在一般情况下要求硫含量越低越好的铸铁，此时（薄壁状态）为了一定的球化率、晶粒细化和减少白口，则必须保持一定比例的硫含量。此点对于以废钢（S较少）为主要原料的熔炼厂应特别予以注意。(2) 继续开发和应用奥-贝球铁。奥-贝球铁是近几十年来铸铁冶金研究的重大成就之一，它是迄今为止具有最好综合性能的一种球铁，尤其是高的弯曲疲劳性能和良好的耐磨性，因而获得广泛的注目和开发应用。奥贝球铁的基体组织由板状或针状铁素体25%-50%的稳定残余奥氏体和碳化物组成，有时有少量的马氏体存在，一般通过850-900度奥氏体化后在300-450度等温淬火来获得，其常规化学成分与通常的铁素体或珠光体球铁一样。采用等温淬火来获得奥-贝球铁，其热处理费用高，难以普及，且因残余奥氏体向马氏体转变这一加工硬化现象使得加工困难。国外出现了中断热落砂法、中断正火法等新的生产奥-贝球铁工艺，这些生产工艺成本低、能耗少，且可行，因而具有研究和推广的实际意义。(3) 发展奥氏体球铁。奥氏体球铁在石油、化工、海洋与船舶、仪器仪表、食品、动力与冷冻、以及核工程等许多领域都具有广阔的应用前景，因而成为近年来球铁领域中的一个新的研究重点。尽管目前产量还不大，但有些国家却发展很快，尤其德国的产量每年以10%的速度递增，并且，一种以GGG-NiGrNb20-2为牌号的可焊接奥氏体球铁已在德国问世，其化学成分（%）为：C≤3.0，Si1.5-2.6,Mn0.5-1.5,P≤0.4,Nb0.1-0.2,Ni18-22,Gr1.2-2.5,Mg0.08。瑞士Sulzer研制的新型Ni-Mn奥氏体球铁在-196度下仍具有很好的冲击韧性， 最近又出现了15%Ni-5%Mn,20%Ni-4%Mn系的经济性很好、低温用奥氏体球铁。GGG-NiMn137牌号也开始用于制造热核反应堆外壳承重结构、核潜艇高压壳体等。我国镍的贮量占世界第一位，而奥氏体球铁的研究还是一个弱点，因此有待开发，尤其是高Ni奥氏体球铁。(4) 采用新的球铁生产工艺。在熔炼方面，最好采用感应电炉或冲天炉-电炉双联熔炼，特别是冲天炉—炉外脱硫—电炉保温的工艺流程能为制取球铁提供优质的高温低硫原铁液。在球化处理方面，现在国内外已有的方法达8种以上，国外广泛采用GF转包法和包盖法，我国也正在推广使用。在孕育方面，孕育剂的选择应在一定的铸件冷却速度下使球化—孕育有一个最佳的搭配。孕育方法以瞬时孕育为佳，近十多年来，国内外已发展了五六种新的瞬时孕育工艺。此外，近年来发展的铁液过滤净化技术也已得到推广应用，成为提高球铁质量的一种很好的措施。2.2.3 发展孕育技术孕育推动了高强度灰铸铁的发展，并使球墨铸铁、蠕墨铸铁的生产更趋完美。凡是经过孕育处理的铸铁，都具有石墨细化、组织均匀和壁厚敏感性小的特点。随着工业的发展，势必有大量废钢要利用，电炉熔炼在铸铁熔炼中的地位日益突出。在该种熔炼、炉料条件下，孕育更是必不可少。孕育处理已经成为生产优质铸铁产品的一种重要手段。在现代铸铁的生产中，灰铸铁以及球墨铸铁孕育处理的重要性正越来越受到人们的重视，而且这种情况肯定还会继续下去。过去，对孕育的发展往往寄希望于新的孕育剂，这无疑是必要的。但近年来，孕育方法的改进，特别

是迟后孕育，受到了人们的重视。因此，今后在发展孕育剂的同时，对孕育问题的注意力可能转向发展新的孕育方法。另外，必须在铁液质量、铁液成分、炉料组成、孕育技术、炉前快速检验与控制等环节采取措施，克服铸造性能、白口倾向、力学性能以及希望高碳当量之间的矛盾。2.2.4发展合金铸铁合金化是提高铸铁性能的重要手段之一，随着生产日益发展，铸铁合金化或微合金化必将发挥重要的作用。必须结合当地资源不断开拓合金铸铁新品种， 利用先进手段不断加深对现用合金铸铁的认识。2.2.5发展铸铁件表面强化技术对于特殊应用场合，往往希望铸件表层具有特殊的性能。传统铸件的整体强化导致零件整体铸造时工艺性能恶化、生产过程复杂、废品率增加和合金元素浪费，并且增加了成本，从而限制了铸铁材质优点的发挥。铸铁件表面层激光强化处理和铸件表面合金化技术可以在普通铸件表面形成冶金结合的合金层，使铸件具有复合性能，以适应于特殊的应用场合。上述技术已经逐步用于耐磨零件的生产，取得了明显的成效。总之，上述铸铁技术不是孤立的，加强铸铁复合化技术的研究和应用，以系统工程的观点采取综合措施，是获得优质、高强铸件的根本保证。在此基础上，加强质量管理、采用先进的检测手段、提高铸件的尺寸精度和表面质量也是必不可少的环节文章来自亿源量具。网址：www.jhalj.com

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