一、化學(xué)成分的選擇
 *，球鐵的組織和性能與化學(xué)成分組成有著密切的關(guān)系。所謂球鐵的成分設(shè)計(jì)主要就是碳和硅，其他如錳、磷、硫是靠原材料加以控制。  
 1、 碳、硅：  生產(chǎn)鑄態(tài)鐵素體球鐵是采用高碳、低硅，大孕育量的方法。碳、硅元素對(duì)球鐵性能有較大影響。通常是以碳當(dāng)量來(lái)綜合考慮。碳當(dāng)量的選擇主要著眼于改善鑄造性能、消除鑄造缺陷，獲得健全鑄件和高的機(jī)械性能。當(dāng)鑄態(tài)鐵素體球鐵要求鐵素體基體組織含量大于80%，且不允許有滲碳體存在。因此在設(shè)計(jì)碳當(dāng)量時(shí)應(yīng)以鑄件不出現(xiàn)石墨飄浮，不出白口，保證球化為準(zhǔn)則，碳當(dāng)量控制在4.3-4.8%，其中碳為3.3-3.9%，原鐵水硅量為1.2-1.6%，終硅量為2.6-3.0%。但硅量不宜過(guò)高，因?yàn)楣鑿?qiáng)化鐵素體基體，使之變脆，塑性韌性下降。  
  2、 錳：  錳是促進(jìn)珠光體生成的元素，它固溶鐵素體中提高強(qiáng)度降低韌性，對(duì)生產(chǎn)鑄態(tài)鐵素體球鐵是不利的，因此要求錳盡可能的低，控制含錳量低于0.4%，薄小件低于0.2%。  
3、 磷、硫
      磷、硫都是有害元素，磷高易在基體晶界上形成磷共晶，使材質(zhì)的伸長(zhǎng)率下降，脆性增加。硫高會(huì)造成球化元素殘留量少而導(dǎo)致球化不良，以及鑄件產(chǎn)生皮下氣孔，夾渣等鑄造缺陷。我們控制磷含量0.06%以下，球化處理前原鐵水含硫量0.04%以下，處理后小于0.02%.  
 4、  鎂、稀土殘留量   鑄鐵中應(yīng)有一定的鎂和稀土元素的殘留量才能保證石墨成球。鎂在鐵水中主要起球化作用，稀土主要是除氣，脫硫和中和干擾元素，起到凈化鐵水的作用。鎂和稀土又是強(qiáng)烈形成碳化物元素，如果殘留量過(guò)高，惡化石墨形態(tài)，增大鑄件白口傾向和夾渣、縮孔、皮下氣孔等鑄造缺陷。因此，在生產(chǎn)鑄態(tài)鐵素體球鐵件時(shí)，在保證球化良好的情況下，應(yīng)盡可能降低鎂和稀土的殘留量，這一點(diǎn)對(duì)于薄小件尤為重要。通常殘留鎂量控制在0.03-0.05%，殘留稀土量控制在0.02-0.03%。  
   二、 球化及孕育處理  
   為保證球化處理成功，須注意以下幾點(diǎn)：  
      1）鐵水包的結(jié)構(gòu)要適應(yīng)工藝要求，一般鐵水包的內(nèi)腔高度與內(nèi)徑之比值為1.0-1.2，有利于鎂和稀土元素的吸收。包底應(yīng)搪成凹坑或堤壩式。  
      2）球化劑破碎成適當(dāng)大小的粒度。粒度過(guò)小，容易浮起，氧化；過(guò)大，則溶解速度過(guò)慢，延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間，鐵水降溫大。粒度的大小視每次處理的鐵水量而言。球化劑當(dāng)天破碎、當(dāng)天使用，不要久放或受潮。  
     3）球化劑的加入量要根據(jù)熔煉工藝、出鐵溫度和原鐵水的含硫量來(lái)決定。
     4）電爐熔煉時(shí)，出鐵前要將渣扒凈。  
     5）球化處理方法要合理。我們采用沖入法，球化劑放入包坑內(nèi)，應(yīng)搗緊，上面覆蓋孕育硅鐵、鑄鐵屑。不要在鐵水包紅熱時(shí)放入球化劑，以免氧化，失去球化能力，出鐵時(shí)，鐵水流不能直接沖入球化劑。鐵水流不能太大太小，不能斷流。出鐵量要盡量準(zhǔn)確，上下不能有5%的誤差。球化反應(yīng)結(jié)束后，要盡快放入集渣劑，攪拌扒渣，進(jìn)行后續(xù)孕育處理。
三、孕育處理
  孕育處理的作用主要是消除球化元素造成的白口傾向，促進(jìn)石墨析出，提高球化率、細(xì)化石墨球，使之分布均勻。不同的孕育劑，不同的加入量，不同的孕育處理方法和不同的孕育處理時(shí)間對(duì)球鐵機(jī)械性能都有較大影響。目前國(guó)內(nèi)外企業(yè)采用孕育劑和孕育方法不盡相同，但都強(qiáng)調(diào)要采有瞬時(shí)孕育工藝，強(qiáng)化孕育效果，保證鐵水在較長(zhǎng)時(shí)間直至澆注完畢處在良好的孕育狀態(tài)。采用包內(nèi)孕育（一次）+鐵水包浮硅孕育（二次）+轉(zhuǎn)包孕育（三次），實(shí)踐表明是可行的，孕育效果良好。  

四、爐前檢驗(yàn)  
爐前球化情況判斷可用爐前三角試塊法、爐前快速金相法、光譜分析等智能化儀器測(cè)定。1）三角試塊法；普遍采用的一種方法，立澆或臥澆。待試樣表面呈暗紅色時(shí)取出，底部向下淬入水中，打斷觀察斷口。如斷口及兩側(cè)有縮凹，中心有縮松，斷口崎嶇不平、呈鋸齒狀、銀灰色（銀白色）、致密、晶粒細(xì)小，尖部無(wú)白口或＜1-2mm白口，敲擊有鋼聲，嗅有電石味，表明球化孕育良好。如斷口有小黑點(diǎn)，球化不太好。如斷口烏黑、晶粒粗大或有許多黑點(diǎn)，呈麻臉狀，敲擊悶聲，則為不球化。  
 2）爐前快速金相法；試樣為φ20×30mm（視鑄件大小、厚薄定）。金相觀察，球化級(jí)別要在2級(jí)以上，表明球化良好。低于2級(jí)表明球化不太好。  
 3）光譜分析儀；光譜分析儀能夠在2分鐘以內(nèi)測(cè)定化學(xué)成分，及時(shí)、準(zhǔn)確，分析誤差小。（本文系網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載，版權(quán)歸原作者所有。）

 NJ-QP880型全譜直讀光譜儀，該儀器光學(xué)系統(tǒng)采用帕型-龍格裝置，高真空，分辨率高、靈敏度高等特點(diǎn)；由于機(jī)刻光柵可以產(chǎn)生較好的光譜，所以選線更具靈活性，從而避免光譜干擾；儀器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，電子系統(tǒng)高度集成化電路，故障率低；分析速度快、重復(fù)性好、穩(wěn)定性好；可用于多種基體分析： Fe、Co、Cu、Ni、Al、Pb、Mg、Zn、Sn等；分析速度快捷，30秒內(nèi)測(cè)完所有通道的元素成分：C 、S、 Si 、Mn 、P、 Cr 、Ni 、Mo 、Cu 、Ti 、V、 Al 、Nb 、W、 RE 、Mg、 Fe等。

                                         南京諾金高速分析儀器廠

                                            2020年08月17日