球墨鑄鐵以其優(yōu)良的性能，在使用中有時(shí)可以代替昂貴的鑄鋼和鍛鋼，在機(jī)械制造工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。冶金行業(yè)過去一直認(rèn)為球墨鑄鐵是英國(guó)人于1947年發(fā)明的。西方某些學(xué)者甚至聲稱，沒有現(xiàn)代科技手段，發(fā)明球墨鑄鐵是不可想象的。1981年，我國(guó)球鐵專家采用現(xiàn)代科學(xué)手段，對(duì)出土的513件古漢魏鐵器進(jìn)行研究，通過大量的數(shù)據(jù)斷定漢代我國(guó)就出現(xiàn)了球狀石墨鑄鐵。墨鑄鐵是通過球化和孕育處理得到球狀石墨，有效地提高了鑄鐵的機(jī)械性能，特別是提高了塑性和韌性，從而得到比碳鋼還高的強(qiáng)度。球墨鑄鐵是20世紀(jì)五十年展起來的一種度鑄鐵材料，其綜合性能接近于鋼，正是基于其優(yōu)異的性能，已成功地用于鑄造一些受力復(fù)雜，強(qiáng)度、韌性、耐磨性要求較高的零件。球墨鑄鐵已迅速發(fā)展為僅次于灰鑄鐵的、應(yīng)用十分廣泛的鑄鐵材料。所謂“以鐵代鋼”，主要指球墨鑄鐵。

以開發(fā)新產(chǎn)品為研究對(duì)象，通過選用合理的化學(xué)成分，采用沖天爐與電爐雙聯(lián)的熔煉工藝，并對(duì)原鐵液進(jìn)行脫硫處理，獲得成分穩(wěn)定的低硫原鐵液，然后調(diào)整球化處理溫度，進(jìn)行蓋包法球化處理和沖入法球化處理對(duì)溫度的敏感性試驗(yàn)。
   在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，利用蓋包法球化處理工藝生產(chǎn)高綜合性能和高質(zhì)量的球鐵。 試驗(yàn)結(jié)果表明，在1450～1500℃范圍內(nèi)，調(diào)整球化處理溫度，對(duì)鐵液進(jìn)行蓋包法球化處理，球化劑中鎂的氧化燒損少，鎂的吸收率和鐵液殘留鎂量穩(wěn)定，波動(dòng)范圍小，穩(wěn)定了球化效果，提高了球鐵生產(chǎn)的穩(wěn)定性；處理后鐵液含硫量低，可以減少球鐵的觀夾雜物，提高球鐵的綜合性能，特別是韌性指標(biāo)，改善加工性能。在這個(gè)溫度范圍內(nèi)，調(diào)整球化處理溫度，采用蓋包法球化處理工藝與采用沖入法球化處理工藝相比，鎂的吸收率穩(wěn)定且有所提高；球鐵的生產(chǎn)穩(wěn)定性和綜合性能顯著提高。在生產(chǎn)條件允許的情況下，采用含鎂量相同的球化劑進(jìn)行球化處理時(shí)，蓋包法比普通沖入法對(duì)溫度的適應(yīng)性更寬，適應(yīng)范圍要比普通沖入法寬20℃左右。在合理的球化處理溫度下，采用蓋包法可以使協(xié)作廠穩(wěn)定批量生產(chǎn)各種高綜合性能球鐵。
等溫淬火球墨鑄鐵(ADI)作為一種工程材料在20世紀(jì)70年代初問世以后,由于其優(yōu)越的強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、沖擊韌度、耐磨性和減震性能,還具有性價(jià)比高的優(yōu)勢(shì),在機(jī)械制造領(lǐng)域得到很大的發(fā)展,應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。 承受較大的破壞載荷,同時(shí)又承受由沖擊載荷形成的鑿削式磨損的汽車后鋼板簧支架,不僅要求具有很高的彎曲疲勞強(qiáng)度和良好的耐磨性

隨著新型孕育劑的加入,球墨鑄鐵梯形試塊的厚度由50mmm減少到10mm,其硬度值從177.0N/mm2增加到232.7N/mm硬度值增加了55.7N/mm相對(duì)于添加前的從165.7N/mm2增加到236.3N/mm增加了70.6N/mm增加的幅度較小,這說明由于厚度的變化引起的斷面敏感性較小,這就為生產(chǎn)厚大變截面球鐵件提供了一種的復(fù)合新型孕育劑,使不同厚度部位的力學(xué)性能都能達(dá)到要求。 掃描電鏡和能譜分析的結(jié)果表明,在不同牌號(hào)的球鐵鐵水中添加這種新型孕育劑后,從球墨鑄鐵中萃取出來的石墨球絕大多數(shù)呈現(xiàn)出近似圓球的形狀,而不添加新型孕育劑時(shí)石墨球有很多呈現(xiàn)出各種典型的不圓整狀態(tài),比如,蠕蟲狀、橢球狀、棒狀等。由此可見,新型孕育劑的添加有利于石墨球圓整度的提高。
接著我們采用萃取球墨-壓扁法、層磨法、高溫?zé)Y(jié)后石墨球核心物質(zhì)的分析等各種途徑對(duì)石墨球核心物質(zhì)的分析可以得出,量元S、Bi等在石墨球形核的過程中起著至關(guān)重要的作用,正是它們與鐵水中的各種金屬元素發(fā)生反應(yīng)生成各種氧化物、硫化物以及金屬間化合物等,增加了石墨球形核的核心,從而達(dá)到增加石墨球數(shù)量,提高其圓整度的作用。 透射電鏡研究結(jié)果表明,石墨的核心物質(zhì)可能是一個(gè)顆粒,也可能是兩個(gè)顆粒連在一起共同作為石墨核心,其尺寸大都為2-3um,由選區(qū)電子衍射圖譜標(biāo)定的結(jié)果可知,核心物質(zhì)確實(shí)存在γ-MnS。綜合XRD、EDS以及TEM的測(cè)試結(jié)果,我們推斷石墨核心的發(fā)源地為Mn、Ca、Mg等的硫化物以及金屬間化合物CeBi,外層為頑輝石MgO·SiO2及鎂橄欖石2MgO·SiO通過孕育處理引入Ca后,反應(yīng)生成了六方硅酸鹽CaO·SiOCaO·Al2O3·2SiO它們與石墨的晶格失配度較低,石墨可以在其表面上形核析出。