表2.1-15抗磨白口鑄鐵牌號及化學成分(摘自GB/T8263-1999)

表2.1-16抗磨白口鑄鐵力學性能及應用舉例(摘自GB/T8263-1999)

注：

1.牌號中的"DT"和" GT"，分別為“低碳”和“高碳”的拼音字母的首位字母，表示含碳全的高低。

2.鑄鐵的熱處理規(guī)范和金相組織，參見GB/T8263-1999。

3.鑄件在清理鑄件或處理鑄件缺陷過程中，不能采用火焰切割、電弧切割、電焊切割和補焊。

這種孕育劑加入鐵液以后，鈰、鈣與孕育劑本身所含的硫和氧反應，也與鐵液中殘留的硫和氧反應，產生硫化物、氧化物和硫氧復合化合物。這些化合物同樣可作為球狀石墨的外來晶核，對石墨的生核有重要的作用。鈰還可以與其他微量元素作用，形成穩(wěn)定的金屬間化合物，其有害的影響。采用這類孕育劑，如果處理、控制得當，就可以得到前節(jié)所列的效果。

      由于這類孕育劑中含有鈰和鈣，產生的硫化物、氧化物和硫氧復合化合物的穩(wěn)定性好，用于球墨鑄鐵時，可在加鎂處理之前作為預處理劑加入，加入鎂后絕大部分仍能保持，不致被鎂所還原。

      由于這類孕育劑中含有硫和氧，即使在加鎂處理之后、鐵液中硫、氧含量很低時加入，也能形成硫化物、氧化物和硫氧復合化合物，作為石墨的外來晶核。因此，也可在球化處理后用于澆注過程中的瞬時孕育。

      三、含硫、氧。鈰、鈣的孕育劑的應用
   
       化學成分如表1的含硫、氧、鈰、鈣等元素的孕育劑（以下簡稱新型孕育劑），既可用于球化處理前的預處理，也可用于澆注過程中的瞬時孕育。

      1、用于預處理
   
      為使新型孕育劑的應用得到效果，必須采用與其特點相適應的處理方法。目前看來，采用三步處理法(即預處理、球化處理和孕育處理)效果較好。
   
      在加鎂進行球化處理之前，用新型孕育劑對鐵液進行預處理，引入的鈰、鈣不僅與孕育劑本身中的硫、氧結合，形成化合物，而且與鐵液中的硫、氧反應，使鐵液進一步脫氧、脫硫。這兩項條件對于石墨的球化都是非常有利的。

      預處理所用孕育劑的加入量，按需要加入的鈰計算。從理論上說，如不考慮溫度、壓力等外部條件，鈰的加入量主要決定于兩種因素：

      ·與硫和氧生成穩(wěn)定化合物所需的量；

      ·與鈦、鉛、鉍等有害元素化合或形成金屬間化合物所需的量。

      實際生產中，很難準確掌握上述兩方面的信息，而且，有害元素的含量往往變化無常，其在鐵液中的狀態(tài)也無從得知。但是，在生產條件下進行的試驗表明，一般情況下，以新型孕育劑為載體，鈰的加入量為0.002～0.006%即可。
   
       鉍在球墨鑄鐵中有使石墨形狀退化的作用，通常都認為是有害元素。但是，在孕育劑中含鈰的條件下，鈰與鉍結合可形成大量晶核，使石墨球細小。對于要求低溫沖擊韌度的鐵素體球墨鑄鐵（如QT 400－18L），在加入含鈰孕育劑的同時，加入少量的鉍是十分有益的。如果有必要加鉍，可采用含鉍的稀土硅鐵合金，合金用量按加鉍0.001～0.002%計算。

      鐵液經預處理后，還應進行球化處理和孕育處理。

      經預處理的鐵液，不僅因硫、氧含量降低可減少鎂的用量，而且還有另一個促進石墨球狀化的因素，那就是鐵液與石墨界面處的表面張力大為提高。鐵液的表面張力也是影響石墨球狀化的重要因素之一，要使石墨以球狀析出，鐵液與石墨界面處的表面張力必須很高。鐵液中溶有的硫和氧，都是使其界面處表面張力降低的重要因素。經預處理后，孕育劑中的鈰、鈣可將鐵液中的硫和氧脫除到很低的程度，幾乎可使表面張力倍增。因此，球化處理時鎂的加入量可以減少，殘留鎂量在0.03%以下仍能保持球化正常。

      鐵液經預處理和加鎂處理后，仍有一定的氧含量，孕育處理是石墨球的數量多和圓整度好所的。這種條件下，孕育劑可用75硅鐵。

      2、用于瞬時孕育

      經球化處理和孕育處理后的鐵液，如保持時間較長，其生核能力即大為削弱，導致鑄件出現各種質量問題。如果在澆注過程中采用新型孕育劑進行瞬時孕育，就會有很強的生核作用。而且，有試驗結果表明：采用這種孕育劑，可使石墨球的尺寸大、小兼?zhèn)?，呈雙峰分布，有助于減少收縮缺陷。

      以下舉幾個國外應用的實例，說明處理的效果。

      （1）石墨球數量增多，厚截面鑄件效果尤為明顯

      某鑄造廠制造不同厚度的板狀鑄件，用感應電爐熔煉，澆注時隨流瞬時孕育。

還有一點也很值得注意：用新型孕育劑時，40mm厚鑄件的石墨球數多于5mm厚的鑄件，說明在鑄件共晶凝固的過程中還有二次生核作用，這也是石墨球的尺寸呈雙峰分布的原因。

      采用新型孕育劑后，孕育劑用量降低了很多，而鑄件產生收縮缺陷的情況減少。

      （2）用于薄壁鑄件的效果

      某鑄造廠用感應電爐熔煉，原先用含硅、鋯、錳、鈣的孕育劑隨流瞬時孕育，經常遇見的問題是：形狀復雜的球墨鑄鐵件薄壁處出現碳化物，而熱節(jié)部位則有因收縮而致的疏松。
   
      改用新型孕育劑隨流孕育后，了薄壁處的碳化物，肥厚處的微觀疏松也大為減輕。生產中的廢品率明顯降低，而孕育劑用量減少了25%。

      （3）用于厚壁鑄件的效果

      主要產品為厚截面球墨鑄鐵件的某鑄造廠，用感應電爐熔煉，用蓋包法進行球化處理。鑄件質量方面存在的問題主要是石墨漂浮、偏析、石墨畸形和收縮缺陷。后采用在澆包中沖入的方式進行瞬時孕育，并用含鋇的孕育劑和新型孕育劑作了對比。

      用含鋇的孕育劑時，鑄件微觀組織中石墨球數為187個/mm2。

      采用新型孕育劑時，石墨球數為357個/mm2，而且石墨球尺寸的變化范圍較寬，呈雙峰分布，球化率也提高了10%，鑄件的收縮缺陷明顯減少。

      由于石墨球數增多，晶間偏析減少，鑄鐵的抗拉強度和沖擊韌度提高，同時加工性能也顯著改善，刀具壽命提高了50%。

      （4）大模數鑄件收縮缺陷減少

      某鑄造廠經常生產模數較大的鑄件，關鍵截面處有縮孔一直是困擾工藝人員的問題。采用新型孕育劑進行瞬時孕育處理后，取得了很好的效果。