球墨鑄鐵球化處理和孕育處理

　　球鐵抗拉強(qiáng)度、塑性和韌性要比碳鋼低。雖然球鐵的這些機(jī)械性能不如鋼，但由于石墨的存在，卻賦予球鐵許多為鋼所不及的性能。如良好的、高消振性、低缺口敏感性以及優(yōu)良的切削加工性能。此外，球鐵的碳含量高，其成分接近于共晶成分，因此鑄鐵的熔點(diǎn)低，約為1200℃左右，鐵水流動(dòng)性好，由于石墨結(jié)晶時(shí)體積膨脹，所以傳送收縮率小，其鑄造性能優(yōu)于鋼。
　　由于碳、硅含量高，球鐵具有良好的流動(dòng)性和自補(bǔ)縮能力，也正因?yàn)榍蜩F鑄造過(guò)程中有石墨顆粒的形成，所以球鐵與鋼在鑄造工藝和鑄造性能上有很大的差異。
1、爐前處理—球化處理和孕育處理
　　爐前處理是指鐵水澆注前或澆注過(guò)程中以適當(dāng)方法把球化劑和孕育劑加入鐵水的過(guò)程，這是熔制球鐵的特有工序。為使鑄鐵中的石墨結(jié)晶成為球狀，在鐵液中需要添加鎂、稀土合金和鈣等球化劑。
　　目前常用的球化劑加入方法有沖入法、壓力加鎂法、鎂絲法、GF轉(zhuǎn)包法、鐘罩壓入法、型內(nèi)球化處理法等。球化劑和球化劑加入方式的合理選擇將直接影響球化元素的吸收率，終影響石墨顆粒的圓整度及分布情況。
　　鐵水加入球化劑后，共晶過(guò)冷明顯增加，白口傾向增強(qiáng)，如果不進(jìn)行孕育處理，將成為含有少量石墨球的麻口鑄鐵。進(jìn)行孕育處理不僅能白口，降低鑄件壁厚對(duì)組織的敏感性，而且能增加石墨球數(shù)，提高球狀石墨的圓整度。
2、石墨顆粒在球鐵中的冶金形成過(guò)程
　　石墨球是球鐵特有的組成相。石墨晶體具有六方晶格結(jié)構(gòu)。單元晶格包含兩個(gè)六方晶面(基面)和六個(gè)棱柱面，基面的碳原子以結(jié)合力較強(qiáng)的共價(jià)鍵聯(lián)結(jié)形成結(jié)合牢固的原子層。相鄰基面的原子層之間則以結(jié)合力較弱的極性鍵結(jié)合。石墨的形成過(guò)程符合一般晶體結(jié)晶規(guī)律，要經(jīng)過(guò)形核和生長(zhǎng)兩個(gè)階段。鐵水內(nèi)的某些雜質(zhì)微粒、硫化物和氧化物都可能成為石墨的形核基質(zhì)。當(dāng)鐵水的碳活度達(dá)到   程度，碳原子移向形核基質(zhì)，并在其上沉積形成石墨微晶。這種微晶達(dá)到   尺寸后成為的石墨結(jié)晶核心。石墨結(jié)晶核心中存在許多晶體缺陷如螺位錯(cuò)和旋轉(zhuǎn)孿晶，為石墨生長(zhǎng)提供了   的生長(zhǎng)臺(tái)階。
　　由鐵水中析出的球狀石墨是由一些呈輻射狀生長(zhǎng)的單錐形單晶體組成。石墨球表面被垂直與球鐵半徑的(0001)晶面包圍，角錐形單晶體均由一個(gè)共同核心開(kāi)始生長(zhǎng)，即單個(gè)角錐形晶體優(yōu)先在晶向以螺旋方式均衡生長(zhǎng)。石墨晶體螺旋生長(zhǎng)的同時(shí)，旋轉(zhuǎn)孿晶生長(zhǎng)臺(tái)階的晶向生長(zhǎng)也在進(jìn)行，只是生長(zhǎng)速度較低。球狀石墨內(nèi)部呈年輪狀的晶體層厚度可以反映晶向生長(zhǎng)速率的大小。晶體層較厚表示生長(zhǎng)速率較高126，271。
　　球鐵在澆注過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)縮孔與縮松、球化不良和球化衰退、皮下氣孔、夾渣、石墨漂浮以及反白口等鑄造缺陷，這些缺陷將嚴(yán)重影響球鐵的后續(xù)加工和使用。目前，主要通過(guò)調(diào)節(jié)化學(xué)成分，進(jìn)行孕育處理以及改進(jìn)澆注工藝等措施來(lái)減少和避免上述缺陷的形成。值得一提的是，在塑性加工過(guò)程中，可以使鑄件中縮松等缺陷焊合，使鑄件晶粒細(xì)化，成分均勻，所以，塑性加工對(duì)球鐵鑄造缺陷也有非常積極的作用。