球墨铸铁球化处理方法

球墨铸铁的球化与孕育处理工艺

能、耐磨性能以及改善厚铸件断面组织的均匀
性，有显著的效果。都
（）ｒ９Ｃ。
Ｐ在Ｆｅ中具有一定的溶解度，超过此值在
组织中将出现二元或三元磷共晶，沿晶界分布，破坏了晶粒问的结合能力，因此使球铁的强度下降，塑性和韧性明显降低。Ｐ还增大球墨铸铁的缩松倾向。当要求球墨铸铁有高韧性时，Ｐ量（）
控制在００％甚至在００％以下。．６．４
（）。５Ｓ
ｃ强烈促进形成碳化物，ｒ稳定珠光体。ｒｃ的加入能提高强度和硬度，加入量以不出现游离但
碳化物为限，于高韧性铁素体球墨铸铁要严格对
限制（ｒ量。对于珠光体球墨铸铁 Байду номын сангаас Ｃ）当加入（ｒ量０２０３Ｃ）．％～．％时，即可起到显著的稳定珠
１０２）１０２
摘要：综述了球墨铸铁各种化学元素的作用和成分的控制范围，细介绍了球墨铸铁的球化与孕育处理工艺。详分析了单加纯ＭｇＲ或Ｅ合金作为球化剂的缺点，明球化剂应以Ｍｇ为主、Ｒ说以Ｅ为辅的原因；对冲入法、盖包法、喂丝法等球化处理工艺的优缺点进行了比较。出了孕育处理对球墨铸铁生产的重要性，指列举了球墨铸铁常用孕育剂的成分范围，并介绍了炉前一次孕育和多次孕育、瞬时孕育、随流孕育的特点。关键词：球墨铸铁；球化处理工艺；孕育处理工艺中图分类号：Ｇ５Ｔ２５文献标识码：Ａ文章编号：０３８４（０２０ — ０７０１０ — ３５２１）４０３ — ６

球化处理工艺

1/球化处理工艺

对球墨铸铁曲轴其球化处理工艺非常重要，曲轴的力学性能主要依靠球化质量来保证，我们选用低镁球化剂，球化反应比较平缓，铁水一次出完，球化效果比较好。具体球化、覆盖等工艺改进如下。

球化剂（5%-7%Mg）→铁屑覆盖（1.5-2kg）→加铁水（400 g）一球化反应（50-70s）。2/孕育处理工艺

加硅铁（一次孕育）→浇包加硅铁粉（二次孕育）→浇注随铁水流孕育（三次孕育）。

3 曲轴的清理

曲轴浇注后，大约在50～60min，可以翻箱倒铁丸取件，铸件冷却到50℃以下，可以去除冒口和浇注系统，曲轴用悬挂式抛丸机进行表面抛丸，每组20件，大约抛丸15min左右，曲轴表面要达到无粘砂，光亮为好。采用电动角磨机和风动工具清理飞边毛刺。

4.1铁水的检验

要铸造优质的曲轴，必须保证铁水质量，特别是铁水的化学成分，其次是铁水的出炉温度（球化处理时铁水温度）和浇注温度。铁水化学成分检验元素及检验频次见表4。

在重要铸件生产中，对材质要求高，如球墨铸铁要求P≯0.04%、S≯0.02%，铸钢要求P、S均≯0.025%，采用热分析技术及时准确控制C、Si含量，

球墨铸铁的球化与孕育处理工艺

摘要：中国的球墨铸铁产量占世界的三分之一以上，与美国相比，同一球墨铸

铁件的抗拉强度相差不大，但延伸率和冲击值较低，力学性能达不到要求，已成

为生产高强度、高韧性球墨铸铁的瓶颈。本文通过严格控制材料化学成分、优化

冶炼工艺和孕育工艺等措施，生产出了满足qt600-10性能要求的铸造状态铸件。

关键词：球墨铸铁；球化处理工艺；孕育处理工艺

1前言

中国的球墨铸铁产量占世界的三分之一以上。与美国相比，同一牌号球墨铸

铁的抗拉强度相差不大，但伸长率和冲击值均较低，说明我国球墨铸铁生产原液

态铁的冶金质量还有待提高。技术水平有待提高。高强度、高韧性球墨铸铁已成

为qt600-10、qt700-5等高性能球墨铸铁生产的瓶颈。qt600-10铸态生铁具有成本优势大，抗拉强度和伸长率高，但不易控制，需要发展相对稳定的球化工艺和合金，以保证高强度和高伸长率。

2化学成分的选择

Qt600-10具有高强度、高伸长率的特点。考虑到最大的经济性，铸造工艺可

以满足技术条件，但必须严格控制化学成分。化学成分选择如下：

1)碳当量选择碳当量主要是为了提高铸件性能，消除铸件缺陷，获得良好的

铸件，提高力学性能。一般来说，碳当量的选择接近共晶点。

2)球墨铸铁中的锰、硫和氧在球化过程中可以中和镁和铈，少量的锰可以起

到合金化元素的作用。为了保证高伸长率，欧姆(Mn)的控制范围为：0.4%~0.6%。

3)磷和磷不影响石墨的球化，但可溶于铁溶液中，降低了铁溶液的共晶温度

和凝固起始温度。容易发生偏析，(P)一般控制在0.05%以下。

球墨铸铁熔炼工艺大全及注意事项

铸铁的合金化处理可以追溯到20世纪三四十年代，合金化处理使得铸铁性能有了质的飞跃，同时也诞生了一些特殊用途的铸铁如耐磨、耐蚀和耐热性能。采用孕育的方式来生产铸铁也是在这个时期内产生的。

在20世纪40年代末，孕育后具有球形石墨的的铸铁替代了通常的片状石墨铸铁，我们称这类铸铁为球墨铸铁。

球化元素与反球化元素的分类球化元素按其球化效果，一般分为三组。

第一组：Mg、Y x Ce s La、Pr s Sm、Dy s Ho、Er o

第二组：Ba.Li、Cs,Rb、Sr、Th、K x Na o

第三组:ALZn x Cd、Sn o

第一组球化能力最强，第二组次之，第三组最弱。

当用镁作球化元素时，第三组元素往往产生反球化作用。反球化元素：硫和氧是铸铁中常见的反球化元素，此外Ti.AkB、As、Pb.Sn.Sb、Bi、Te.Se等则属于铁液内常见的反球化元素。附表是按其作用机理分

类。

如何选择球化剂

球化剂和孕育剂是球化处理过程中最重要的材料，除了质量稳定外，选择合适的球化剂还需要考虑以下几种因素。球化处理温度：如果球化处理温度＞1480。C,球化反应会比较剧烈，进而造成较低的镁吸收率。为了使球化反应平稳，则可选择钙含量相对较高的球化剂。如果球化温度＜1480。C,则可以使用钙含量相对低一点的球化剂。

处理包尺寸：如果处理包的高径比为1:1,则由于镁蒸汽的散失会导致镁吸收率的降低，建议使用钙含量较高的球化剂。如果处理包的高径比为2:1,

则球化反应会比较平稳，镁蒸气会扩散到铁液中，镁吸收率得到提高。

球化处理工艺：如果不使用盖包法，那么球化反应产生的烟雾就会进入到大气中，并且会产生刺眼的白光。为了使球化反应平稳，可以采用低镁高钙的球化剂。如果使用盖包法工艺，铁液不会飞溅，并且产生的烟雾较少，可使用高镁低钙的球化剂，以减少加入量，降低球化成本。

球墨铸铁铸造工艺流程

球墨铸铁是一种重要的金属材料，具有高强度、耐磨、耐腐蚀的特点，并且具有良好的可加工性。下面将介绍球墨铸铁的铸造工艺流程。

首先，准备原材料。球墨铸铁的主要原料是废旧球墨铸铁零件、废钢铁和废铁水等。这些原料需要经过回收、焙烧和筛分等工艺，以保证原材料的质量。

其次，进行材料预处理。将经过预处理的原材料送入熔炉中进行熔化。熔炉温度的控制非常重要，一般情况下，熔炉温度要保持在1400℃左右，以确保原材料能够完全熔化。

然后，进行球化处理。在熔化的金属液中加入镁合金或铝合金等球化剂，通过搅拌和混合，使金属液中的碳以球状分布，从而形成球墨铸铁。

接着，进行浇注。将球化后的金属液倒入预先准备好的铸型中。铸型的选择非常关键，一般采用砂型或金属型。在浇注过程中要注意控制浇注温度和速度，以保证铸件的质量。

再次，进行冷却。将铸件从铸型中取出后，放入水槽中进行冷却。冷却的目的是迅速使铸件表面和内部冷却固化，以确保铸件的结构和性能。

然后，进行脱模。经过冷却后的铸件，需要进行脱模处理。脱模可以采用人工敲打、冲击或使用特殊的脱模工具进行操作。

最后，进行后处理。包括切割、磨削、修整、喷漆等工艺。切割是将铸件切割成所需的形状和尺寸，磨削是为了提高表面光洁度和精度，修整是为了去除铸件上的缺陷，喷漆是为了保护铸件表面并提高外观质量。

综上所述，球墨铸铁的铸造工艺流程包括原材料准备、材料预处理、球化处理、浇注、冷却、脱模和后处理等环节。每一个环节都需要经过严格的控制和操作，以确保最终得到优质的球墨铸铁铸件。

铸铁的球化处理

球化处理是在浇注前向铁液中加入少量的某种添加物，以改变石墨的结晶特性，使其以球状析出，最终获得球墨铸铁的一种工艺。

本章着重介绍铸铁球化处理的理论基础及工艺方法。

第一节球化处理的理论基础

在第二章第三节我们介绍了球墨铸铁的凝固过程及石墨球化的机理。虽然对石墨球化机理的认识至今还很不一致，但是如果把

这些理论归纳起来可以看出石墨球化的本质在于石墨与铁液界面

能的变化。这使我们认识到，对于界面控制生长的石墨析出过程而

言，铸铁溶液中球状石墨的生长是一个非稳定生长，其生长过程除

与其本身晶体结构特性有关外，主要受影响石墨与铁液界面行为的

因素控制。球化处理就是通过影响石墨与铁液的界面行为来改变石

墨结晶过程，从而得到理想的石墨形态。本节主要介绍影响石墨界

面稳定性的因素及其与石墨结晶过程的关系。

一、强吸附元素的概念

原子在界面上的吸附被认为是影响界面稳定性的最主要因素之一。彻诺维（Chernov）使用原子在晶体界面上停留时间与台阶

推进时间的关系来定义强吸附元素。设台阶的距离为ｌ，台阶推进

的速度为V，原子在晶体界面上停留的时间为τ，如果τ＜＜1/V，则原子在界面上停留时间短；如果τ＞＞1/V，则原子停留时间长。

原子的停留时间可按下式计算

τ＝υ-1exp(U/kT)

式中υ──原子的振动频率；υ≈1012s-1

U──原子在晶体表面的吸附能

例如某原子在晶体表面的吸附能U≈20J/mol，则可由上式计算出其室温下在晶体表面的停留时间τ≈10-8s，此时原子的吸附能是弱的，原子在晶体表面的停留时间很短，该原子被认为是弱吸附原子。根据彻诺维的计算，强吸附原子的U值在50～60J/mol 之间。

球墨铸铁球化处理方法

●●●

1．表面添加法 2．冲入法 3．柱塞法

4．压力添加法5．其它特殊处理方法

●冲入法所用的铁水包必须在铁水包内制作凹部,将球化剂装入其凹部。

●然后添加覆盖材料0.8-1.1％，；将球化剂盖严。

●当使用同一的铁水包连续处理时，要确认铁水包凹部无残留熔融金属及夹杂物后，方可投入球化剂。

●出炉方法：在往铁水包中冲入铁水时，要从凹部装有球化剂相反一侧冲入铁水，以免熔融金属直接冲

入凹部。出铁速度要快。

球化剂

注：☆YCeSiFeMg3-8主要用于球铁件生产流水线上，球化处理后在保温浇注炉中存放30－60分钟场合；Ca、Ba与Re、Mg含量可按用户要求特殊加工。

产品料度与包装：通常粒度5－25mm,也可按用户要求特殊加工，包装25 Kg。

球墨铸铁球化处理方法

2.1 炉料选择

球铁球化剂的加入效果条件是：高碳、低硅、大孕育量。为了稳定化学成分和有效地控制促进白口化元素和反球化元素，保证熔炼铁水的质量，选用张钢Z14生铁，其化学成分：C＞3.3％，Si 1.25％～1.60％,P≤0.06％，

S≤0.04％。

2.2 球化剂的选择

球化剂的选用应根据熔炼设备的不同，即出铁温度及铁液的纯净度（如含硫量、氧化程度等）而定。我国最常用的是稀土镁硅铁球化剂，采用这种球化剂处理时，由于合金中含硅量较高，可显著降低镁处理时反应的剧烈程度。同时也能因增硅而有些孕育作用。电炉生产时，因温度相对较高，所用球化剂的化学成分见表１。

表1 球化剂FeSiMg8Re7化学成分

项目

出铁温度

/℃S %

球化剂成分/%

Mg Re Si

电炉1420~1480≤0.047.0~9.0 6.0~8.0≤44.0

3 炉前控制

3.1 化学成分选择

球铁原铁液应高碳、低硅、低硫、低磷。控制好硫的含量，是生产球铁的一个重要条件。几种牌号的球铁的化学成分见表2。

3.2 球化和孕育处理

球化剂加入量应根据铁液成分、铸件壁厚、球化剂成分和球化处理过程的吸收率等因素分析比较确定。一般为1.6％～2.0％，若球化剂放置时间较

球墨铸铁中石墨的球化率及球化级别

球化率及球化级别按照GB/T9441-1988《球墨铸铁金相检验》评定，该标准将球化级别分为6 级。首先观察整个受检面，之后，从最差的区域开始，连续观察5 个视场，以其中 3 个最差视场的多数对照级别图谱评定。

提高球化率的关键是球化处理和孕育处理。

球化处理方法：采用稀土镁合金的凹坑冲入法，简单易行，但烟尘较大。采用低稀土镁合金盖包处理，镁的收得率可达50%以上，且可解决烟尘问题。孕育处理可采用二次或三次孕育，球化包内孕育剂可用75 硅铁，浇包内可加抗衰退(例如含钡)孕育剂。倘有必要，再用随流孕育或型内孕育。

5 级球化和

6 级球化的石墨都是以蠕虫状石墨为主，5 级球化是蠕虫状石墨呈分散分布；6 级球化是蠕虫状石墨呈聚集分布。两者主要区别如下：

(1) 宏观组织

聚集分布时，断口上出现稀疏的小黑点，蠕虫状石墨聚集程度增加时，黑点增大，数量也随之增加和密集；蠕虫状石墨分散分布时，其数量较聚集分布为少，断口不会出现小黑点。

(2) 微观特征

蠕虫状石墨分散分布时，其长宽比较小，呈短而粗的棒状，端部圆钝，常与团状共存。4～5 条蠕虫状石墨丛集一处者，称为聚集分布，此时蠕虫状石墨弯曲、扭转的趋势增加。观察三维形貌，聚集分布的几条蠕虫状石墨往往是同一蠕虫状石墨的不同分枝，这种结构，比表面积较大，分枝与分枝间的距离较近，有利于碳的扩散，故铸态或热处理后，聚集分布的蠕虫状石墨周围容易形成铁素体。

(3) 化学成分

蠕虫状石墨聚集分布时，宏观化学成分中残留镁量和稀土量都较低，含硅量较高。

球墨铸铁球化处理方法

2.1 炉料选择

球铁球化剂的加入效果条件是：高碳、低硅、大孕育量。为了稳定化学成分和有效地控制促进白口化元素和反球化元素，保证熔炼铁水的质量，选用张钢Z14生铁，其化学成分：C＞3.3％，Si 1.25％～1.60％,P≤0.06％，

S≤0.04％。

2.2 球化剂的选择

球化剂的选用应根据熔炼设备的不同，即出铁温度及铁液的纯净度（如含硫量、氧化程度等）而定。我国最常用的是稀土镁硅铁球化剂，采用这种球化剂处理时，由于合金中含硅量较高，可显著降低镁处理时反应的剧烈程度。同时也能因增硅而有些孕育作用。电炉生产时，因温度相对较高，所用球化剂的化学成分见表１。

表1 球化剂FeSiMg8Re7化学成分

项目

出铁温度

/℃S %

球化剂成分/%

Mg Re Si

电炉1420~1480≤0.047.0~9.0 6.0~8.0≤44.0

3 炉前控制

3.1 化学成分选择

球铁原铁液应高碳、低硅、低硫、低磷。控制好硫的含量，是生产球铁的一个重要条件。几种牌号的球铁的化学成分见表2。

3.2 球化和孕育处理

球化剂加入量应根据铁液成分、铸件壁厚、球化剂成分和球化处理过程的吸收率等因素分析比较确定。一般为1.6％～2.0％，若球化剂放置时间较

球墨铸铁常用的热处理方法

球墨铸铁常用的热处理方法有几种

球墨铸铁组织中,石墨呈球状,对基体的削弱和破坏作用比片状石墨弱;球铁性能主要取决于基体组织,石墨的影响居次要地位;以各种热处理方式改善球铁的基体组织,即可程度不同地提高其力学性能;由于化学成分、冷却速度、球化剂等因素的影响,在铸态组织中,尤其是铸件薄壁处常出现铁素体+珠光体+渗碳体+石墨的混合组织;热处理的目的就在于获得所需要的组织,从而改善力学性能;

球墨铸铁常用的热处理方法如下;

1低温石墨化退火加热温度720~760℃;随炉冷却至500℃以下出炉空冷;使共析渗碳体分解,获得铁素体基体的球铁,以提高韧性;

2高温石墨化退火880~930℃,转至720~760℃保温,随炉冷却至500℃以下出炉空冷;消除白口组织,获得铁素体基体的球铁,提高塑性,降低硬度,增加韧性;

3完全奥氏体化正火880~930℃,冷却方式：雾冷、风冷或空冷,为减少应力,增加回火工序：500~600℃,获得珠光体+少量铁素体+球状石墨,提高强度、增加硬度和耐磨性;

4不完全奥氏体化正火820~860℃加热,冷却方式：雾冷、风冷或空冷,为减少应力,增加回火工序：500~600℃,获得珠光体+少量分散的铁素体组织,得到较好的综合力学性能;

5调质处理840~880℃加热,冷却方式：油或水冷,淬火之后的回火温度：550~600℃,获得回火索氏体组织,提高综合力学性能;

6等温淬火840~880℃加热,在250~350℃盐浴中淬火,获得综合力

学性能,尤其能提高强度、韧性与耐磨性;

热处理加热时,铸件入炉温度一般小于350℃,加热速度视铸件尺寸与复杂程度而定,在30~120℃/h之间选择;尺寸大、复杂件的入炉温度要低,升温速度要慢;加热温度则取决于基体组织和化学成分;保温时间按铸件壁厚而定;

球化处理工艺

球化处理主要包括以下内容：

（1）铸铁化学成分的选择；

（2）球化剂的选择、加入量；

（3）球化处理方法；

（4）球墨铸铁的孕育处理；

（5）球化效果的检验。

球墨铸铁球化处理工艺的制订应充分考虑球墨铸铁的牌号及其对组织的要求、铸件几何形状及尺寸、铸型的冷却能力、浇注时间和浇注温度、铁液中微量元素的影响以及车间生产条件等因素。

一、球墨铸铁化学成分的选择

同普通灰铸铁一样，球墨铸铁化学成分主要包括碳、硅、锰、硫、磷五大常见元素。对于一些对组织及性能有特殊要求的铸件，还包括少量的合金元素。同普通灰铸铁不同的是，为保证石墨球化，球墨铸铁中还须含有微量的残留球化元素。下面着重介绍这些元素在球墨铸铁中的作用及其选择原则。

1、碳及碳当量

碳是球墨铸铁的基本元素，碳高有助于石墨化。由于石墨呈球状后石墨对机械性能的影响已减小到最低程度，球墨铸铁的含碳量一般较高，在 3.5〜3.9%之间，碳当量在4.1〜4.7%之间。铸件壁薄、球化元素残留量大或孕育不充分时取上限；反之，取下限。将碳当量选择在共晶点附近不仅可以改善铁液的流动性，对于球墨铸铁而言，碳当量的提高还会由于提高了铸铁凝固时的石墨化膨胀提高铁液的自补缩能力。但是，碳含量过高，会引起石墨漂浮。因此，球墨铸铁中碳当量的上限以不出现石墨漂浮为原则。

2、硅

硅是强石墨化元素。在球墨铸铁中，硅不仅可以有效地减小白口倾向，增加铁素体量，而且具有细化共晶团，提高石墨球圆整度的作用。但是，硅提高铸铁的韧脆性转变温度，降低冲击韧性，因此硅含量不宜过高，尤其是当铸铁中锰和磷含量较高时，更需要严格控制硅的含量。球墨铸铁中终硅量一般在 1.4 —

球墨铸铁的球化处理方法

刘年路

（天津市万路科技有限公司，天津）

1 前言

在生产球墨铸铁件的企业中，广泛采用稀土镁硅铁合金作为球化剂。稀土镁硅铁合金球化剂是目前国内外用量最大的球化剂，但是在其传统的生产过程中，存在能耗高、熔损大、环境污染严重等问题，传统球化剂由于镁的吸收率低，其加入量较大。长期以来，国内外的技术人员对冲入包内法球化处理工艺技术及稀土镁硅铁球化剂的生产工艺进行了不懈的努力研究。

目前，在以稀土镁硅铁为球化剂采用冲入包内法球化处理的生产工艺，当出铁温度在1480℃以上，球化处理包在连续使用的红热包状态下，Mg含量在≥8%时，球化反应状况随温度的升高而加剧，出现强烈的镁光、甚至造成铁水飞溅，结果是有效元素Mg及RE的吸收率降低，铁水后期衰退，球化级别下降。传统的解决办法是：①在熔炼球化剂时加入一定量的SiCa合金，提高含Ca量来缓解其爆发反应，增加SiCa合金无疑使生产成本增加并在球化反应结束后产生的渣易留存在铁水中。②将球化剂中的Mg含量控制在8%左右或≤8%来缓解反应。③在稀土镁硅铁球化剂投入铁水包的堤坝内，在其上覆盖生铁屑并打实，也有在包内加入浇冒口、碎铁块降低包内铁水反应温度。④在包内投入球化剂及孕育硅铁后，在其上覆盖珍珠岩聚渣剂或覆盖铁板。上述措施虽然对控制镁合金反应的剧烈状况有效果，但是反应结束，铁水降温较大，铁水表面浮渣多，球化反应的稳定性受铁水温度的影响而变化，有效元素Mg、RE和Si的吸收率波动范围大。对于冲天炉熔炼的高温铁水在球化前的原铁水含硫量偏高时，只有采取提高球化剂的加入量并增加球化剂中RE及Ca的含量，而目前在高温处理状况下，将球化剂中Mg的含量再增加是很有限的。

铸造铁液球化处理常用方法介绍

据中国铸造协会统计，2018年，我国球墨铸铁（包括蠕墨铸铁）产量达1415万吨，占铸件总产量的28.7%，与往年同比增长2.9%。对铁液进行球化处理是获得球墨铸铁件的关键工艺环节，直接影响球墨铸铁材料的内在质量和使用性能。因此，深入系统地探索铁液球化工艺、技术及装备具有重要的实际意义。

目前，国际国内铸造行业生产中常用的球化处理方法有：压力加镁法、冲入法、转包法、型内球化法、喂丝球化法和盖包法。

1压力加镁法（Adding magnesium by pressure）

压力加镁法是21世纪50年代开始采用的一种球化处理方法。镁的沸点很低，球化处理时容易在铁液中发生剧烈的反应，镁的吸收率很低。

压力加镁法的原理是使镁周围介质的压力增加，镁的沸腾温度相应提高，镁的烧损减少，从而提高镁的吸收率。

加镁处理有两种建立压力的方法：即外加压式和自建压力式。

（1）早期使用的外压式，是将盛满铁液的铁液包放在密闭的压力罐内，通过压缩空气或氮气来建立所需的压力；

（2）利用镁蒸气在铁液包内自建压力。

后者是把纯镁加入密封的铁液包内，镁在铁液包内迅速产生大量镁蒸气，镁蒸气通过铁液时一部分被铁液吸收，另一部分逸出并迅速在包内空间建立起与铁液温度相应的饱和蒸气压，这时镁就不再沸腾汽化而损失了。

■工艺优点

使用纯镁进行球化处理，镁的吸收率高，可达70%~80%，处理过程中的劳动环境较好。缺点是，设备费用比较高；操作复杂、严格；处理时间长，铁液降温多；球化处理时压力大，容易发生工伤事故。

2冲入法（Pour-over nodularizing treating process）

球墨铸铁的工艺原理

球墨铸铁（Ductile Iron）是一种重要的铸铁材料，具有高强度、良好的韧性和耐用性。其工艺原理主要包括球化处理和铸造工艺两个方面。

1. 球化处理：球墨铸铁的主要特点就是球状石墨（球墨）的存在，球墨可以增加材料的韧性和塑性，使其具有较高的拉伸强度和冲击韧性。球状石墨的形成是通过在铸造过程中添加球化剂（一般为钆或镧等稀土元素）来达到的。球化剂的作用是在铸造过程中形成碳化物核，在高温下将镁中的氧原子还原为氧化镁（MgO），释放出活泼的镁原子，与碳原子结合形成石墨球。球化剂的添加量和方式会影响球墨铸铁的球状石墨形态和数量，因此需要精确控制球化剂的添加。

2. 铸造工艺：球墨铸铁的铸造工艺与普通铸铁类似，但需要更高的浇注温度和降温速率。在铸造过程中，为了防止铁水中的氧气和其他杂质对球化剂的妨碍，通常会采用滑进式浇注法，即先浇注一部分铁水，再通过浇注剂将剩余的铁水顺滑地倒入模型中。这样可以保持较高的浇注温度和较快的浇注速度，有利于球化剂发挥作用。

总体而言，球墨铸铁的工艺原理是通过控制球化剂的添加量和方式，以及优化铸造工艺参数，实现球状石墨的形成和分布，从而提高球墨铸铁的力学性能和耐用性。

球墨铸铁中石墨的球化率及球化级别

球化率及球化级别按照GB/T9441-1988《球墨铸铁金相检验》评定，该标准将球化级别分为 6 级。首先观察整个受检面，之后，从最差的区域开始，连续观察 5 个视场，以其中3 个最差视场的多数对照级别图谱评定。

提高球化率的关键是球化处理和孕育处理。

球化处理方法：采用稀土镁合金的凹坑冲入法，简单易行，但烟尘较大。采用低稀土镁合金盖包处理，镁的收得率可达50%以上，且可解决烟尘问题。孕育处理可采用二次或三次孕育，球化包内孕育剂可用75 硅铁，浇包内可加抗衰退(例如含钡)孕育剂。倘有必要，再用随流孕育或型内孕育。

5 级球化和

6 级球化的石墨都是以蠕虫状石墨为主，5 级球化是蠕虫状石墨呈分散分布；6 级球化是蠕虫状石墨呈聚集分布。两者主要区别如下：

(1) 宏观组织

聚集分布时，断口上出现稀疏的小黑点，蠕虫状石墨聚集程度增加时，黑点增大，数量也随之增加和密集；蠕虫状石墨分散分布时，其数量较聚集分布为少，断口不会出现小黑点。

(2) 微观特征

蠕虫状石墨分散分布时，其长宽比较小，呈短而粗的棒状，端部圆钝，常与团状共存。4～5 条蠕虫状石墨丛集一处者，称为聚集分布，此时蠕虫状石墨弯曲、扭转的趋势增加。观察三维形貌，聚集分布的几条蠕虫状石墨往往是同一蠕虫状石墨的不同分枝，这种结构，比表面积较大，分枝与分枝间的距离较近，有利于碳的扩散，故铸态或热处理后，聚集分布的蠕虫状石墨周围容易形成铁素体。

(3) 化学成分

蠕虫状石墨聚集分布时，宏观化学成分中残留镁量和稀土量都较低，含硅量较高。