碳当量
四平王宇⽣产球墨铸铁⽤到的经验公式球墨铸铁中⽯墨成球后是能够引起铸件体积膨胀的，通常⽯墨球引起的体 积膨胀量是：每析出 1%的碳，铸件体积约增加 2%，⽽析出的碳量由公式 C ⽯墨=C 总－C 奥⽒体给出，总含碳量⾼，析出的⽯墨就多，因此，通过提⾼碳含量利⽤其⽯墨化时析出碳形成⽯墨球的体积膨胀来解决铸件的缩松若同时提⾼硅含量则可能引起球铁的⽯墨漂浮缺陷；和绝⼤多数物质⼀样，球墨铸铁也遵循热胀冷缩特性；球铁的液态收缩约为 1%/100℃，凝固收缩⼀般为 3%；⑴所以，铁⽔温度越⾼时铸件的收缩越⼤、⼤型铸件其收缩也⼤，因此，⽣产上只是熔炼时要求⾼温以便把铁⽔中的杂质和所含废⽓尽可能排净，⽽铁⽔浇注到铸型时不⼀定要太⾼的⾼温，能保持好的流动性和充型性，不产⽣冷隔、冷夹就⾏； 1.4.2 碳当量计算公式和碳、硅、锰三元素的调节：CE=C%+1/3Si%+1/5Mn%，因此可以看出碳、硅、锰三元素增加都能提⾼碳当量，但各⾃对碳当量的影响是不⼀样的，⽽这三元素对铸铁组织的影响也是有很⼤区别的，也就是说“C、Si、 Mn”三元素各⾃对产品的性能影响是不⼀样的。⽣产上⼀定要根据产品要求的组织性能来做调整：硅——具有强烈的⽯墨化倾向，是能促进铁素体化的元素，硅⾼⽯墨球数量多，铁素体含量增加，铸件的延伸率增加，但当硅量超过 3.4%后，厚⼤铸件容易发⽣“冷脆” ，铸件的低温冲击性能变差，要求在低温环境下⼯作的铸件其含硅量不宜超过 南传
2.5%；锰——在球墨铸铁中能中和硫，增强镁的球化作⽤，是促进珠光体形成的元素，能提⾼铸件的珠
光体量、增加强度、增加硬度，但锰的最⼤问题是容易在晶界组织中形成偏析，显著降低铸件韧性、降低延伸率，使产品的综合性能变差；所以，⽣产厚⼤铸件时特别要考虑硅、锰含量对产品的影
响。⼀般情况下控制锰的含量后铸件的综合性能能得到较好的控制，即使是⾼牌号的珠光体类球铁把锰量控制在 0.6%以下也是有好处的⑵。⼆、⼏种典型的球墨铸铁⽣产实例 1、铸态⾼韧性铁素体球铁的⽣产 2.1.1 潮模砂⽣产纺机铸件，铸件壁厚 3-8 ㎜化学成分：Cw3.65%～ 3.8%、Siw2.6%～2.8%、Mnw≤0.4%、Pw≤0.07%、Sw≤ 0.02%；砂型含⽔量 5-6%、湿压强度0.07MPa、表⾯硬度≥85 普通 148 造型机造型；铁⽔由 5 吨/⼩时冲天炉熔炼，出⽔温度 1450-1480℃，浇注温度≥1380℃，⽤ 1.5%的 7-8ReMg 球化剂球化处理。机械性能：?b=450～480 MPa，d=12.5%，⽣产中⽤ 1%的 75SiFe 锤成⼩颗粒压在球化剂上⾯，然后⽤铁素体孕育剂在浇注时随铁⽔流进⾏随流孕育，4 ⼩时后出铸件，批量⽣产；纺机铸件⼀般要求薄壁、韧性好，运动过程中相互不⼲涉，受冲击⼒后不破坏，因此选择铁素体基体的 QT450-10 材质，铸态⽣产时控制铁⽔硅含量偏⾼限，对薄壁件加强孕育也很有必要。 2.1.2 红砂⼿⼯造型⽣产QT450-10 电⼒配件——⽇本旭电机株式会社电缆隔离体。化学成分：Cw3.65%～3.8%、Siw2.6%～2.8%、Mnw≤0.4%、Pw≤0.07%、Sw≤ 0.02%；砂型含⽔量 6-8%、⼿⼯造型；铁⽔由5 吨/⼩时冲天炉熔炼，出⽔温度 1450-1480℃，浇注温度≥1380℃，⽤ 1.5%的 7-8ReMg 球化剂球化处理。机械性能：?b=440～470 MPa，d=15%，⽣产中⽤ 1%的 75SiFe 锤成⼩颗粒压在球化剂上⾯，然后⽤铁素体孕育剂在浇注⼤
包转⼩⼿包时进⾏转包孕育，⼿⼯
张云逸浇注，4 ⼩时后出铸件，批量⽣产；该产品不加⼯，外形是四⽅形，且在四个⾓上有垂直于分型⾯的穿孔——通过下坭芯完成的。因为是铁素体球铁，同样道理，控制终锰量、选择⾼硅含量、加强孕育，促进铁⽔向铁素体基体转化；因为是⼿⼯造型，适当增加型砂⽔分便于起模。四川地震预测
2.1.3 铁模覆砂⽣产 QT450-10 ⽇本东野载重⼯程车轴承毂、动⼒转向器壳体。
铸件壁厚 10-18 ㎜。化学成分：Cw3.70%～3.85%、Siw2.6%～2.8%、Mnw≤0.3%、cdn服务器
波特率Pw≤0.05%、Sw≤ 0.02%；铁⽔由 2 吨中频电炉熔炼，出⽔温度 1550-1520℃，浇注温度
≥1480℃，⽤ 1.0%的 3-8ReMg 球化剂球化处理。本体机械性能：?b=450～490 MPa，d=12-18%，⽣产中⽤ 1%的 75SiFe 碎成⼩颗粒压在球化剂上⾯，然后⽤铁素体孕育剂在浇注时随铁⽔流进⾏随流孕育，10 分钟后开箱出铸件，批量⽣产；电炉熔炼有两⼤突出优势：⼀是成分可以调整、控制，⼆是温度可以控制；对球铁⽣产来说还可以减少硫的危害，少⽤球化剂，减少铁⽔杂质量。铁模覆砂⽣产的铸件尺⼨精度⾼、组织致密，铸型冷却快，要求浇注温度⾼。⽣产中控制铁⽔锰量、增加硅量、延长开箱时间让铸件缓慢冷却等都有利于铸件形成铁素体基体增加延伸率。 2.1.4 冷⾃硬树脂砂⽣产 QT400-15 MAN B&W ⼤柴油机的主轴承盖。铸件壁厚220 ㎜。化学成分：Cw3.50%～3.65%、Siw2.1%～2.4%、Mnw≤0.3%、Pw≤0.05%、Sw≤
0.02%；铁⽔由 2 吨中频电炉熔炼，出⽔温度 1550-1520℃，浇注温度≥1480℃，⽤
1.1%的 3-8ReMg 球化剂球化处理。本体机械性能：?b=420～450 MPa，d=16-21%，⽣产中⽤ 1%的 75SiFe 碎成⼩颗粒压在球化剂上⾯，然后⽤铁素体孕育剂在浇注时随铁⽔流进⾏随流孕育，8 ⼩时后开箱出铸件；该铸件壁厚 200，是厚⼤铸件，此种情况下要特别注意的是铁⽔的⽯墨漂浮缺陷，若发⽣⽯墨漂浮，铸件的强度降低、硬度降低、耐磨性变差，漂浮层的性能⽐灰铸铁还差！在熔炼选择化学成分时，不必考虑铁⽔的流动性，选择碳当量在亚共晶范围，
⽽硅有促进铁素体形成的作⽤，必须维持在⼀定值，因此选择较低的含碳量，锰是不利于铁素体形成的元素，仍然要控制锰的含量，但若铁⽔锰含量太低则不利于铸件保持基本的强度、含锰低的炉料也不好组织；在进⾏球化处理时，为了防⽌球化衰退问题，适当增加了球化剂⽤量；为了克服铁⽔碳当量低补缩量不够、容易发⽣缩松、缩孔缺陷等⽑病，在造型⽅⾯，在上箱加上厚 1/3 本体的⼤明冷铁，加排⽓孔和补缩冒⼝，⽤专⽤砂箱增加铸型刚度；实现批量⽣产； 2.1.5 冷⾃硬树脂砂⽣产 QT400-18 JOST 公司载重车⽀架。铸件壁厚 18-22。化学成分：Cw3.75%～3.85%、Siw2.6%～2.8%、Mnw≤0.3%、Pw≤0.05%、Sw≤ 0.02%；铁⽔由 2 吨中频电炉熔炼，出⽔温度 1550-1520℃，浇注温度≥1480℃，⽤ 1.0%的 3-8ReMg 球化剂球化处理。本体机械性能：?b=420～450 MPa，d=18-22%，⽣产中⽤ 1%的 75SiFe 锤成⼩颗粒压在球化剂上⾯，然后⽤铁素体孕育剂在浇注时随铁⽔流进⾏随流孕育，10 ⼩时后开箱出铸件；批量⽣产；该铸件壁厚⽐较均匀，所有的铸件壁上都可以
取本体试样，熔炼铁⽔时，适
当提⾼硅含量使其倾向形成铁素体基体，锰量也控制在低限；造型时注意冷⾃硬树脂砂对球铁的影响，布置分型⾯时使铸件尽量在下箱，为了确保得到⾼延伸率的铸件，尽量利⽤余热延迟开箱时间，批量⽣产效果挺好。 2、铸态混合基体球铁的⽣产
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