1绪论
灰铸铁通常指断面呈灰，其中的碳主要以片状石墨形式存在的铸铁。 灰铸铁组织结构可看成是碳钢的基体加片状石墨。按基体组织的不同灰铸铁分为三类：铁素体基体灰铸铁；铁素体+珠光体基体灰铸铁；珠光体基体灰铸铁。
灰铸铁的力学性能与基体的组织和石墨的形态有关。灰铸铁中的片状石墨对基体的割裂严重，在石墨尖角处易造成应力集中，使灰铸铁的抗拉强度、塑性和韧性远低于钢，但抗压强度与钢相当，也是常用铸铁件中力学性能最差的铸铁。同时，基体组织对灰铸铁的力学性能也有一定的影响，铁素体基体灰铸铁的石墨片粗大，强度和硬度最低，故应用较少；珠光体基体灰铸铁的石墨片细小，有较高的强度和硬度，主要用来制造较重要铸件；铁素体一珠光体基体灰铸铁的石墨片较珠光体灰铸铁稍粗大，性能不如珠光体灰铸铁。故工业上较多使用的是珠光体基体的灰铸铁。 灰铸铁其他性能良好的铸造性能、良好的减振性、良好的耐磨性能、良好的切削加工性能、低的缺口敏感性。
图0-1所示，铁素体灰口铸铁的显微组织，其中石墨呈灰条片状分布在亮白的铁素体基体上。
图0-2所示，为铁素体+珠光体灰口铸铁显微组织，其中除灰条片状石墨外，暗灰团块状为珠光体，亮白部分为铁素体。
图0-1锅巴生产设备铁素体+粗大石墨片 图0-2 铁素体+珠光体+粗大石墨片
图0-3所示，为珠光体灰口铸铁的显微组织，其中石墨呈灰条片状，基体为珠光体。
图0-4所示，为孕育灰口铸铁，经孕育处理后，灰条片状的石墨变得细小而均匀分布（组织未经腐蚀）。 图0-3 珠光体+粗片状石墨 图0-4 细小均匀的石墨片
溴代环丙烷1.1研究背景
1.1.1高碳当量高强度灰铸铁国内外发展状况
随着汽车工业的不断进步，发动机正向着大马力、速度和轻量化方向发展，对发动机上重要的缸体、盖等铸件提出了更高的要求，要求高强度、高致密性、高热疲劳性、低应力、表面光洁、尺寸精确。今年来，高强度灰铸铁得到很大发展，国外发动机缸体、缸盖的材质牌号都在HT250以上。此外，高强度灰铸铁还广泛应用于拖拉机、液压件、通用机械、试验仪器、农机等行业。
硫醇甲基锡
涂覆我国在高强度灰铸铁的研究与生产技术上与国外的主要差距如下：
1、 强度低。同样的铁水化学成分生产出来的铸件，强度比国外低1~2牌号。若想生产相同牌号的灰铸铁就必须降低碳含量。这将引起白口倾向增大，收缩倾向增大，使薄壁处加工困难，且易出现裂纹及铸造性能变差等问题。对于发动机上的缸体、缸盖铸件还会使渗漏倾向增大。
2、 铸造工艺落后。铸件壁厚答、重量大，如机床类铸件比国外重10%以上。发动机缸体比国外重30%以上。
3、 耐磨性差、寿命低。国外汽车第一次大修里程汽油车一般在30万km以上，柴油车在50-80万km，而我国汽油车仅为5-10万km，柴油车也只达10-15万km。
4、 断面敏感性大，加工性能差。出现上述差距的主要原因之一是冲天炉熔炼技术落后，铁水出炉温度较低。国外冲天炉一般以提高铁水质量为前提，不盲目追求节焦，积极发展高温热风、富氧送风，水冷无炉衬，使用铸造焦炭，连续作业的封闭式冶金冲天炉等，获得良好的经济效果。 冲天炉熔炼技术落后，铁水温度低带来一些列问题。对于生产缸体、缸盖这样薄壁复杂铸
件，从铸造性能考虑，都选择较高的碳当量。为获得较高的碳当量，按我国现有的熔炼水平，就必须在配料中多加生铁，少加废钢。而国外由于铁水温度高，使用铸造焦炭，仍可以少加生铁，多加废钢，获得较高的碳当量。因此，同样的化学成分，国内生产的缸体、缸盖等铸件强度性能就要比国外的低，内在质量差。国内要达到同样牌号的铁水，就必须降低碳当量，结果又是铸造性能变差，铸件出白口、收缩、加工性能差、渗漏倾向增加。因此，提高冲天炉熔炼水平，提高铁液熔炼温度是生产高碳当量、高强度灰铸铁的根本出路。
造成与国外差距的第二个因素是孕育技术落后。国外非常重视孕育剂和孕育方法的研究，孕育品种很多，各有各的用途，针对不同的铸件，不同的生产条件，选择适用的孕育剂。近年来，国外发展了各种新型孕育剂，即在硅铁的基础上加进一些强化孕育效果的元素，如铝、钙、钡、锶、锆、镁等，而且是实现了孕育剂系列化、标准化、商品化。而国内前一段时间一直使用75SiFe孕育剂，品种单一，缺乏统一的质量要求，各个厂家生产的75SiFe质量各不相同，尤其对其中的铝、钙含量没有要求，铸件质量差。
1.2提高灰铸铁抗拉强度的途径
1.2.1优化铸铁成分与提高冶金质量
根据铸件要求从不同的资料中筛选出合理的化学成分。衡量标准主要有CE、Si/C、Mn%、合金元素。
碳当量：根据各元素对共晶点实际碳量影响，将这些元素的量折算成碳量的增减，谓之碳当量，以CE表示。CE=C+1/3（Si+P）
增加碳量，可改善铸造性能、熔炼容易、吸气少，但会使石墨粗大、数量增多，使机械性能变差。高的Si/C，即在共晶度一定时，适当降低灰铸铁的碳含量，控制灰铸铁的Si/C，可显著提高铸铁的抗拉强度，使Si/C步态识别比在0.6~0.9，再加以适当的孕育和合金化，可获得综合性能良好的高强度灰铸铁。通过提高锰量来提高强度和硬度（过多会有碳化物），为提高铸造性能，控制碳化物含量，细化珠光体，在碳当量提高的情况下，保证其力学性能。调整高碳当量灰铸铁中的Si Mn含量，在w(Mn+Si)=3.2%~4.2%，并控制（Mn%）/（Si%）=1.12~1.23可控制获得较理想的基体组织，是这种灰铸铁既能保证具有高的强度和刚度，又能保证有良好的耐磨性和耐压致密性，且具有良好的加工性能和铸造性能，是一种综合性能良好的高强度灰铸铁。
铁液要有一定的过热温度 温度、化学成分、纯净度是铁液的三项冶金指标。铁液温度的高低又直接影响到铁液的成分及纯净度。铁液温度的提高有助于柱铸造性能的改善，更主要的是，如果在一定的范围内提高铁液温度，能使石墨细化，基体组织细密，抗拉强度提高。如图所示
1-C2.4% 2-C3.0% 3-C3.6%
图高效除雾器1-1 过热温度对铸铁力学性能的影响
对于孕育铸铁来说，过热铁液的要求着眼于纯化铁液，提高过冷，以期在孕育情况下加入
大量人工核心，迫使铸铁在“受控”的条件下进行共晶凝固，从而达到真正的孕育目的。因此要做好孕育铸铁，要在最大程度上改变它在受控于自身条件的凝固特点，就必须有相当的过热温度（如>1450~1470℃）。
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