球化处理方法、孕育处理方法.

球墨铸铁的球化与孕育处理工艺

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，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
往需要进行脱Ｓ处理；感应电炉熔炼由于不用焦炭，原铁液州Ｓ量一般在０１％￣．％。（）．５０３不需要进００
ＲＥ元素中和，则会引起球化不良。Ｅ与ｓ否Ｒｂ并
用还可以改善大断面件的球化。
（１微量干扰元素。１）球墨铸铁中常存在一些非特意加入的微量

球墨铸铁的球化与孕育处理工艺

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。

4)硫硫是抗石墨球化元素，在稀土和镁中加入铁和硫化物部分，其余的球化，属于有害杂质，(S)一般控制在0.02%以下。

5)加入少量铜可以改善铸件截面结构的均匀性，对基体有固溶强化和沉淀硬化的作用。

铜的质量分数一般控制在0.3%~0.5%之间。

6）加入微量元素锡和质量分数0.04%~0.08%，基体中珠光体含量显著增加。

铸铁复习题(简单整理)

复习题：名词：1、遗传性:更换炉料后，虽然铁液的主要化学成分不变，但是铸铁的组织(石墨化程度、白口倾向以及石墨形态甚至集体组织)都会发生变化，炉料与铸铁组织之间的这种关系，习惯上称为遗传性。

2、碳当量:根据各元素对共晶点的实际碳量的影响，将这些元素的量折算成碳量的增减。

铸铁:是以铸造生铁为主要原料，经配料，化铁炉熔化并浇注成形的高碳系铁碳合金灰铸铁：通常是指具有片状石墨的铸铁，断口呈现灰色。

球墨铸铁：铸铁的金相组织中，碳主要是以球状石墨的形态存在的铸铁，在光学显微镜下看起来像片状，短而厚，头部较圆。

蠕墨铸铁：铁液在浇注之前，经蠕化处理和孕育处理，碳主要是以蠕虫状石墨的形态存在的铸铁。

可锻铸铁：将一定化学成分的铁液浇注成百口毛坯，经退火而获得的一种高强度铸铁。

合金铸铁:在普通铸铁中加入合金元素而具有特殊性能的铸铁 .低合金铸铁 :中合金铸铁 :高合金铸铁 :白口铸铁:是碳以渗碳体形态存在的铸铁，其断面为灰白色。

它是一种良好抗磨材料，适于磨料磨损条件下工作。

麻口铸铁:介于白口铸铁和灰铸铁之间的一种铸铁，其断口呈灰白相间的麻点状。

麻口铸铁中的碳既以渗碳体形式存在，又以石墨状态存在 . 成熟度 : 硬化度 : 相对强度 : 相对硬度 : 品质系数 : 3、熔化率:每小时能够熔化金属炉料的质量熔化强度 : q=Q/A 冲天炉熔化率/路内熔化带断面积。

送风量：冲天炉的风量以每分钟在标准状态下鼓风的立方米数。

送风强度:单位炉膛截面积的风量的大小炉体:至加料口下缘至第一排风口中心之间的炉身炉膛:炉体内部的空腔底焦高度:第一排风口中心线到底焦顶为止有效高度 :预热带 :熔化区:从铁料开始熔化至熔化结束这一段炉身高度过热区:将铁料熔化完毕至第一排中心之间的炉身高度。

炉缸区:第一排风口中心至炉底之间的炉体。

氧化带:从空气与焦炭接触的位置开始至炉气中自由氧消失， co2 浓度达到最大。

还原带 :CO2 与 CO 反应， CO2 开始减少 CO 增加，炉温降低。

喂丝球化孕育介绍

当线卷即将用完时报警。 d) 对于孕育剂包芯线也如上所述。
e) 线卷的米数在屏幕上可以显示出来(线卷余量在 500 米以上线卷显示为绿色，500 米到 200 米之间显示为黄色，少于 200 米显示为红色并闪烁)
f) 输入 FeSiMg 包芯线数据如下: 输入处理包内铁水的重量，铁水硫含量，温度，喂丝的速度 (取决于处理包的深度，铁水的压力)，镁的吸收率以及球化处理后的目标残余镁量。基于这些参数和包芯线内化学成分进行计算，得出要达到目标残余镁量需要加入的包芯线长度以及喂丝时间(棕色)。
图 3.a、没有密闭处理室的喂丝处理站设计
图 3.b、每次处理三吨铁水的处理站两种不同的设计
图 3.c、每次处理五吨铁水的处理站设计 2、喂丝机（1）、单线喂丝机
此设备的发动机带动一个喂丝口，由 CPU 控制。包芯线的喂入速度可以通过主控制软件进行调整。要控制调整包芯线的速度，使包芯线可以达到处理包的底部，然后才开始从最低层金属液开始发生反应，以保证 Mg 可以最大程度的被吸收。喂丝机装有一个开关，设定了米数。在包芯线的米数达到设定米数时，喂丝机自动停止并抽出包盖下方的包芯线。此设备用于小型包的球化处理，没有孕育处理工艺。
kg/吨铁水 (25% Mg) 最少最多
13
22
11
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-
-
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-
6
9
成本(6% Mg) (元/吨铁水)

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。

生产球铁铁素体基体低的原因

生产球铁铁素体基体低的原因有多个方面。

化学成分：铁素体含量与硅、锰等元素的比例有关。

当硅、锰含量过高时，会使铁素体含量降低。

因此，需要控制好原材料的化学成分，特别是硅、锰的含量。

冷却速度：冷却速度过快或过慢都会影响铁素体的形成。

冷却速度过快可能导致部分区域温度过低，从而抑制铁素体的形成；而冷却速度过慢则可能使整体温度过高，导致奥氏体晶粒长大，从而影响铁素体的形成。

因此，需要控制好冷却速度，以保证铁素体的正常形成。

球化处理：球化处理是生产球铁的关键环节之一。

如果球化处理不当，会导致石墨球形貌不佳，从而影响铁素体的形成。

因此，需要控制好球化剂的加入量和球化处理温度，以保证石墨球的球化效果。

孕育处理：孕育处理能够促进铁素体的形成。

如果孕育处理不当，如孕育剂的加入量不足或孕育温度过低，都可能影响铁素体的形成。

因此，需要控制好孕育剂的加入量和孕育温度，以保证铁素体的正常形成。

炉料：炉料的状态和成分也会影响铁素体的形成。

例如，如果原材料中含有较多的氧化物、硫化物等杂质，会降低铁素体的形成。

因此，需要控制好原材料的质量和加入量，以保证铁素体的正常形成。

总之，生产球铁铁素体基体低的原因是多方面的，需要从原材料、工艺参数等方面进行控制和优化，以保证球铁的质量和性能。

球墨铸铁

球墨铸铁球墨铸铁是指铁液经球化处理后，使石墨大部或全部呈球状形态的铸铁。

与灰铸铁比较，球墨铸铁的力学性能有显著提高。

因为它的石石墨呈球状，对基体的切割作用最小，可有效地利用基体强度的70％～80％灰铸铁—般只能利用基体强度的30％。

球墨铸铁还可以通过合金化和热处理，进一步提高强韧性、耐磨性、耐热性和耐蚀性等各项性能。

球墨铸铁自1947年问世以来，就获得铸造工作者的青睐，很快地投入了工业性生产。

而且，各个时期都有代表性的产品或技术。

20世纪50年代的代表产品是发动机的球墨铸铁曲轴，20世纪60年代是球墨铸铁铸管和铸态球墨铸铁，20世纪70年代是奥氏体-贝氏体球墨铸铁，20世纪80年代以来是厚大断面球墨铸铁和薄小断面轻量化、近终型球墨铸铁。

如今，球墨铸铁已在汽车、铸管、机床、矿山和核工业等领域获得广泛的应用。

据统计，2000年世界的球墨铸铁产量已超过1500万吨o球墨铸铁的牌号是按力学性能指标划分的，国标GB/T 1348－1988《球墨铸铁件》中单铸试块球墨铸铁牌号，见表1。

球墨铸铁中常见的石墨形态有球状、团状、开花、蠕虫、枝晶等几类。

其中，最具代表性的形态是球状。

在光学显微镜下观察球状石墨，低倍时，外形近似圆形；高倍时，为多边形，呈辐射状，结构清晰。

经深腐蚀的试样在SEM中观察，球墨表面不光滑，起伏不平，形成一个个泡状物。

经热氧腐蚀或离子轰击后的试样在SEM中观察，球墨呈年轮状纹理，且被辐射状条纹划分成多个扇形区域；经应力腐蚀即向试样加载应力后观察，呈现年轮状撕裂和辐射状开裂。

球墨是垂直0001面向各个方向生长的，从而形成很多个从核心向外辐射的角锥体二维为扇形区域，0001面即呈年轮状排列。

在SEM中看到的年轮状及辐射状条纹或裂纹，就是球墨晶体学特征的反映。

球墨铸铁一般为过共晶成分，因此球状石墨的长大，应包括两个阶段：①先共晶结晶阶段，球墨核心形成后，在铁液及贫碳富铁的奥氏体晕圈中长大。

②共晶结晶阶段，球墨周围形成奥氏体外壳，即球墨-奥氏体共晶团。

大型球铁件的生产技术

大型球铁铸件的熔炼技术天乾重工铸铁厂年生产能力铸件3万吨，以大中型铸件生产为主。

自2008年投产以来主要生产风电铸件、大型机床件、注塑机模板、核电机壳、各种缸体等等。

在大断面球铁铸件的生产中也积累了雄厚的技术基础，在同行业和客户中获得了良好的口碑。

今年我分公司发展再上台阶，与国内一些著名企业结成了战略合作伙伴关系。

有三一集团、陕鼓集团、杭州创研、海天集团、沈阳机床、中国一重、中国二重、上海迎风等核心客户。

形成了单件铸件超过了120吨的生产能力。

中捷横梁长度13米，铸件毛重87吨，最大壁厚300mm。

技术要求导轨面硬度不低于175HB，球化等级大于3级。

是标准的大型球铁件。

牌号：QT500-7 属厚大断面铁素体+珠光体球墨铸铁熔炼设备：20T+40T中频电炉浇注设备：25T+40T铁水包球化处理浇注造型工艺：呋喃树脂砂砂箱造型补缩工艺：外冷铁+自补缩容易产生的问题：球化衰退，石墨漂浮，碎块状石墨，反白口，缩松缩孔，中心部位石墨球数减少。

关键词：球墨铸铁，大断面，吨位大，球化等级，硬度，预处理一：原辅材料选用1 选用优质高纯生铁，生铁应属共晶成分，避免过共晶成分以避免生成过共晶的粗大石墨。

微量元素总量≤0.1%，Ti≤0.04%，微量反球化干扰元素的总量＜0.1%。

干扰元素分为两大类，一类是消耗球化元素型干扰元素，例如硫；另一类是晶间偏析型干扰元素，包括锡，锑，砷，铜，钛，铝等等。

在共晶结晶时，这些元素富集在晶界，促进碳在共晶后期形成畸形的枝晶状石墨。

P含量要求≤0.03%，避免产生磷共晶。

P 既显著升高塑-脆转变温度，又强烈降低球墨铸铁的上限冲击功，P对球铁的脆化危害作用主要是形成磷共晶（三元磷共晶，二元磷共晶）。

所以成为裂纹的发源地，同时加剧球墨铸铁的缩松倾向。

S含量要求≤0.015% 国内产自本溪和林州的生铁干扰元素少纯净度高，故适合生产大型球铁铸件。

2废钢选用纯净低锰低磷低硫无铁锈无涂层的碳素钢。

球化处理工艺

釆用盖包法既保留了冲入法设备简单容易操作的优点又克服了冲入法中镁氧化烧损严重吸收率低球化剂消耗量大劳动环境差等缺点多年来人们一直在利用盖包法的优点进行球铁生产同时也在不断地努力克服工艺在使用中的不足之处在使用冲天炉连续出铁时盖包法可以大大减少球化剂与空气中氧的接触几率能有效提高和稳定球化效果及球铁性能其它和产结构和原料基本不用做任何调整国外始于上世纪80年代对铁液进行深脱硫和在球铁生产中完成球化及孕育处理目前世界工业达国家对在铸铁件生产中应用研究包芯线喂线技术普遍开始予以重视而国内将该技术应用于球铁的生产趋同步较晚处于研制和开发联合阶段需要进行大量的工艺试验和生产应用考核喂丝设备不过关等原因简单来说就是用喂丝机将包有球化合金的包芯丝直接插到铁喂丝机可以预置喂丝速度喂丝时间喂丝长度等参数整个球化处理过程可以完全自动化合金包芯线连续不断地插入到加盖包内铁液的中下部由于铁液高度的压力作用和包盖隔断空气的有效流动加之合金包芯线是以一定的速度连续少量加入即可避免镁蒸气的瞬间大量爆发保证高镁合金的安全加入反应区域内的镁蒸汽相对集中镁蒸汽泡的分散度远不如冲入法或称三明治法和盖包法处理时镁蒸汽泡的分散度因此镁蒸汽泡会在反应区域内迅速长大并聚集并快速逸出因此反应强度较大镁在铁水中的有效率较低
冲入法球化处理前,就将球化处理包预热到暗红色, 冲入法球化处理前,就将球化处理包预热到暗红色, 预热的目的是减少铁液热量损失. 预热的目的是减少铁液热量损失.并且防止覆盖剂下桩实较紧的合金粘结在包底.球化处理时, 桩实较紧的合金粘结在包底.球化处理时,将球化合金堆放在预热的包底,上面覆盖硅铁合金,稍加紧实, 金堆放在预热的包底,上面覆盖硅铁合金,稍加紧实, 然后再覆盖无锈铁屑,苏打等覆盖剂,铁液过高时, 然后再覆盖无锈铁屑,苏打等覆盖剂,铁液过高时,可盖铁板. 盖铁板. 这种方法的优点是,处理方式和设备简单, 这种方法的优点是,处理方式和设备简单,容易操作,在生产中有较大的灵活性,一般可使用含镁量较在生产中有较大的灵活性, 低(＜10℅)的各种合金球化剂.但是该工艺在球化处 10℅)的各种合金球化剂. 理过程中镁光,烟尘非常大,劳动环境差, 理过程中镁光,烟尘非常大,劳动环境差,镁的吸收率不太高,球化剂消耗量大, 不太高,球化剂消耗量大,球化效果及球铁性能不太稳定.目前应该改进冲入法或换用其它球化处理工艺. 稳定.目前应该改进冲入法或换用其它球化处理工艺.

球化处理作业指导书

受控号：汽车配件制造有限公司球化处理作业指导书编号：Q/YL（J）-JS-006-2010编制：审核：批准：此文件自年月日起执行。

目的：规范球化处理的操作与指导。

适用范围：适用于本厂树脂砂及潮模砂造型工艺的球化处理。

1、炉前控制成分应严格执行《配料单》和《化学成分控制范围》2、出铁温度潮模1550-1580℃；树脂砂：1470-1550℃。

3、炉前检验当铁水熔化完毕后炉前工应及时取样，进行炉前检验，确认铁水合格后，方可进行球化处理。

4、球化处理冲入法球化，工艺如下：4.1球化前准备检查球化包尺寸是否符合要求，是否已烘干，球化剂和孕育剂是否干燥。

4.2冲入球化法：1、球化包形式：球化包筑成坝式。

2、球化剂加入量一般为：0.8-1.6%，粒度为10-25mm，一次孕育剂加入量一般为0.2-0.6%，二次孕育（依据配料单要求）粒度为3-8mm；铁豆加入量为7-10Kg详细按照配料单和当炉的含硫量、含硅量、出炉温度等确认。

3、加料顺序及方法球化剂放入坝中，一次孕育剂放在球化剂上面，再用铁豆或专用盖板盖好，准备出铁水。

4、出铁要求每次出铁分为两次，第一次出铁约为铁水总量的2/3,当包内的铁水约为铁水总量的2/3左右时，开始起爆反应。

反应快结束时将剩余铁水加入包内；遇到不起反应情况时，应用长铁棍捅开球化剂，使其反应；当反应过于强烈时应在球化包中加入面包铁以缓解球化反应的程度，根据此次情况调整下炉的铁豆的加入量。

5、球化完后应立即进行至少两次拔渣操作。

6、孕育处理：即二次孕育。

1）浇包形式：浇包为茶壶式浇包。

2）孕育方法：采用冲入法进行孕育。

3）铁水量根据铸型的大小而定。

4）二次孕育剂加入量：按照配料单的要求数量加入。

一般为0.3-0.5%，粒度为3-8mm。

7、球化过程中应时刻注意反应飞溅铁豆溅入眼内或衣服内烫伤。

8、球化过程应紧凑，力争缩短时间，以防降温及出现球化不良。

一般从球化开始到浇注结束控制在8分钟内9、记录《配料单》、《浇注记录》。

合金熔炼

合金熔炼一、名词解释1、碳当量:根据各系元素对共晶点实际碳量的影响，将这些元素的量折算成碳量的增加或者减小。

2、共晶度：铸铁中的实际碳的质量分数于碳当量共晶值之比，可衡量铁偏离共晶的程度3、共晶团：共晶系合金在共晶凝固阶段有溶质相与基体相共生生长的晶粒团。

4、铸铁：碳含量大于2.14%或者组织中具有共晶组织，并含有较多Si、Mn、P、S杂质元素的铁碳合金。

5、球墨铸铁：在铁水浇注前经球化和孕育处理，C主要以球状形式存在于铸铁中。

6、固溶强化：通过合金元素固溶与金属基体中，使晶格发生畸变，从而使塑性变形的抗力增加，合金强度和硬度提高的过程。

7、变质处理:铸造合金的组织细化。

8、锡汗：锡青铜有很强的枝晶偏析和反偏析现象，常在铸件表面渗出许多灰白色颗粒。

9、缩减作用：在铸铁中，石墨占有一定量的体积，使金属基体承受负荷的有效截面积减少的现象称为缩减作用。

10、割裂作用（切割作用）：灰铸铁在承受负荷时，片状石墨造成应力集中的现象称为割裂作用（切割作用）。

11、孕育处理：在一定条件下，向铁液中加入一定质量的物质（孕育剂）以改变铁液的凝固过程，改善铸态组织，从而达到提高性能为目的的处理方法称为孕育处理。

12、球化处理：向铁液中加入某些物质（球化剂）使铸态组织中的碳以球状形式存在的工艺过程称为球化工艺。

13、铸造性能：合金的铸造性能是表示合金在铸造生产中所表现出来的工艺性能。

铸造性能是合金的流动性、收缩性、偏析性和吸气性等性能的综合体现。

14、白口倾向：铁液在浇铸后得到铸件的成分为白口铸铁的现象称为白口倾向。

15、最惠风量：冲天炉熔铁时，在—定焦耗量下,铁液温度达到最高的风量称为最惠风量。

16、焦耗：在冲天炉熔化铁液时一定量的铁液消耗的焦炭量称为焦耗。

17、氢脆：铸造碳钢的铸态组织中，由于存在氢气气泡而变脆的现象称为氢脆。

18、脱碳沸腾：炼钢过程中，向钢液中吹入某些气体（如先吹氧气再吹氩气），使钢液中的碳含量降低，并使钢液中不断有气泡冒出的现象，称为脱碳沸腾。

球化处理方法、孕育处理方法

孕孕育育处处理理就就是是在在浇浇注注前前或或浇浇注注过过程程中中向向金金属属液液中中加加8入入. 少少（量量的的5某某）种种物物浮质质硅，，以以孕影影育响响金金；属属液液生生核核过过程程,,从从而而改改变变其其凝凝固固特特性性的的处处理理工工艺艺。。
① 消除结晶过冷倾向； ① 消除结晶过冷倾向；
9. （6）型内孕育。
孕育处理方法
① 消除结晶过冷倾向；
孕育处理就是在浇注前或浇注过程中向金属液中加入少量的某种物质，以影响金属液生核过程,从而改变其凝固特性的处理工艺。炉前一次孕育；
孕育处理就是在浇注前或浇注过程中向金属液中加入少量的某种物质，以影响金属液生核过程,从而改变其凝固特性的处理工艺。
第六次课讲解
球化处理方法
1. 冲入法； 2. 自建压力加镁法； 3. 转包法； 4. 盖包法； 5. 型内法； 6. 钟罩法； 7. 密封流动法； 8. 型上法。
第六次课讲解
孕育处理
孕育处理就是在浇注前或浇注过程中向金属液中加入少量的某种物质，以影响金属液生核过程,从而改变其凝固特性的处理工艺。
孕孕育育处处理理就的是目在的浇注前或浇注过程中向金属液中加5入. 少（量的2某）种物浇质包，以漏影斗响金随属流液生孕核育过程法,从；而改变其凝固特性的处理工艺。
① 消除结晶过冷倾向；
① 消除结晶过冷倾向；孕育处理的目的
6. （3）孕育丝法；
（2）浇包漏斗随流孕育法；孕育处理的目的
7. （4）浇包孕育棒法；
孕育处理的目的
孕育处理就是在浇注前或浇注过程中向金属液中加入少量的某种物质，以影响金属液生核过程,从而改变其凝固特性的处理工艺。
孕育处理的目的
① 消除结晶过冷倾向； ② 促进石墨球化； ③ 减小晶间偏析。

球化处理工艺

第三节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～%之间，碳当量在～%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（见图4—6），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—%。

选定碳当量后，一般采取高碳低硅强化孕育的原则。

硅的下限以不出现自由渗碳体为原则。

图4—6 硅对铁素体球墨铸铁脆性转变温度的影响球墨铸铁中碳硅含量确定以后，可用图4—7进行检验。

如果碳硅含量在图中的阴影区，则成分设计基本合适。

如果高于最佳区域，则容易出现石墨漂浮现象。

球墨铸铁生产难点与注意事项

此类铸件因断面厚大冷却缓慢，金属液体凝固时间长，铸件内部很容易产生缩松。

生产铁素体球墨铸铁时，为了获得较高的抗拉强度、屈服强度和延伸率，以往均要进行铁素体化热处理，热处理温度是根据铸态组织中是否存在游离渗碳体或珠光体，而采用900-95(TC的高温热处理。

但生产成本高，工艺复杂，生产周期长，给生产组织以及交货期带来非常大的困难，这就要求必须在铸态下获得铁素体基体。

因此生产这种材料的难点主要有以下几方面：a.铸件要进行指定区域的射线探伤，如何解决铸件的内部缩松；b.如何保证在铸态下获得铁素体基体90%以上；c.如何使材料有足够的抗拉强度和屈服强度；d.如何获得足够的延伸率(>18%),在合金化处理后，获得规定的延伸率；1)C、Si、CE的选择由于球状石墨对基体的削弱作用很小，故球墨铸铁中石墨数量的多少，对力学性能的影响不显著，当含碳量在3.2%~3.8%范围内变化时，对力学性能无明显的影响。

所以过程中确定碳硅含量时，主要考虑保证铸造性能，将碳当量选择在共晶成分左右。

具有共晶成分的铁液的流动性能最好，形成集中缩孔的倾向大，铸件组织的致密度高。

但碳当量过高时，容易产生石墨漂浮的同时，一定程度上对球化有影响，主要表现在要求的残余Mg量高。

使铸铁中夹杂物的数量增多，降低铸铁性能。

硅球墨铸铁中使铁素体增加的作用比灰铸铁大，所以硅含量的高低，直接影响球墨铸铁基体中的铁素体量。

硅在球墨铸铁中对性能的影响很大，主要表现在硅对基体的固溶强化作用的同时，硅能细化石墨，提高石墨球的圆整度。

所以球铁中的硅含量的提高，很大程度上提高强度指标，降低韧性。

球墨铸铁经过球化处理过的铁液有较大的结晶过冷和形成白口倾向，硅能够减少这种倾向。

但是硅量控制过高，大断面球铁中促使碎块状石墨的生成，降低铸件的力学性能。

资料显示，球墨铸铁中硅以孕育的方式加入，一定程度上提高性能。

根据上述分析，从改善铸造性能的角度出发，铁水的碳当量选在共晶点附近最好，此时铁水的流动性最好，集中缩孔倾向较大，易于补缩等。

熔炼球化的操作流程

熔炼球化的操作流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。

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准备好所需的原材料，包括球化剂、孕育剂、铁水等。

图文讲解：冲入法、盖包法、转包法7种球化处理方法，清楚易懂！

图文讲解：冲入法、盖包法、转包法7种球化处理方法，清楚易懂！教铸在线 2022-10-12 18:01 发表于北京一、冲入法处理工艺特点：（1）球化包常用凹坑式或堤坝式，坑(坝)内面积占包底的2/5~1/2，深度应刚好容纳球化剂和覆盖剂（2）处理铁液量0.5~3t、温度在1400~1430℃时，球化剂的粒度为10~30mm，粉状物的质量分数不大于10%（3）先把球化剂放在处理包底，在其上覆盖孕育剂。

先冲人铁液1/2~2/3,反应时间<1< span="">分钟，沸腾将结束时，补充铁液，扒渣适用球化剂类型：镁含量＜15%的合金球化剂二、盖包法处理工艺特点：（1）在冲人法处理包上安装盖式中间包接受铁液，通过中间包底部浇口直径控制注入处理包中的铁液流量（2）减少镁在反应过程中的闪光与烟雾以及大气对流过程带来的镁烧损。

适用球化剂类型：镁含量＜15%的合金球化剂三、转包法处理工艺特点（1）反应室用石墨粘土制成（2）镁利用率高。

可处理硫为0.3%的原铁液（3）处理温度1400-1500℃适用球化剂类型：纯镁、43%镁含量镁焦球化剂四、压力加镁法处理工艺特点：（1）球化剂放置在钟罩内，铁叶流入专门的压力加镁包内，紧固包盖，压下钟罩（2）处理温度≥1400℃（3）原铁液尽量含硫量低（4）适用于处理大量铁液，一般每次处理铁液量＞3t适用球化剂类型：纯镁球化剂五、型内球化剂处理工艺特点：（1）浇注系统设有反应室，球化剂放入其中（2）原铁液含硫量≤0.04%。

球化剂加入量0.8%左右（3）球化剂颗粒度3-6mm（4）浇注温度≥1450℃适用球化剂类型：含镁量为5%-8%的稀土硅铁镁合金和稀土硅铁镁钙合金六、密封流动法处理工艺特点：1)将反应器置于出铁槽和铁液包之间，在反应器内加入球化剂后，铁液在密封条件下流过反应室吸收球化元素2)球化剂加入量为1.0%~1.1%3)处理温度为1500℃适用球化剂类型：稀土镁合金球化剂七、喂丝线球化法处理工艺特点：1)用自动喂线机把包芯线(含球化剂)均匀地送入铁液中2)包芯线是厚0.2~0.4mm的薄铁管，内装球化剂3)球化1t铁液需包芯线25~30m，Mg吸收率40% ~50%4)二次渣少，无镁光、烟雾适用球化剂类型：镁为20%-45%，稀土为0-6%，钙为1.0%-3.0%，硅为40%-70%，余铁。

球墨铸铁中石墨的球化率及球化级别

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。

图号：图号：光学放大倍数：100×光学放大倍数：100×浸蚀剂：未侵蚀浸蚀剂：未侵蚀材料及状态：球墨铸铁材料及状态：球墨铸铁处理：铸态处理：铸态组织及说明：图中石墨呈球状，少数团状，球化率为≥95%，球化级别为1 级。

组织及说明：图中石墨大部分呈球状，余为团状和极少量团絮状，球化率为90%～＜95%，球化级别为 2 级。

球墨铸铁的炉前球化和孕育处理工艺

球墨铸铁的炉前球化和孕育处理工艺
1球墨铸铁炉料按配料单数量，先后加入到感应电炉内，熔清，升温到出炉温度（1520℃），准备出炉。

其间可用炉前快速分析仪测定原铁水成分。

2浇注用的铁水球化包，要提前修好，筑好堤坝，并用木柴烘干烘透。

3球墨铸铁所用的球化剂、孕育剂要按每炉要求数量分别称好，备用。

4将球化剂放入铁水包堤坝一侧，盖上孕育剂量的60%（一次孕育），再盖上干净无锈的球铁屑，并注意捣实。

5铁水出炉时，要冲入堤坝的另一侧，防止球化剂过早反应。

铁水出尽，等球化反应完毕，扒净渣子，防止回硫。

再在铁水表面撒上孕育剂量的30%（二次孕育），略加搅拌，盖上覆盖剂。

起吊浇注。

6浇注过程尽量平稳迅速，浇注时间不应超过10分钟，以防止球化衰退。

浇注过程中，特别注意做好随流孕育（三次孕育），用量是孕育剂量的10%。

7浇注完毕，把铁水包中的剩余铁水倒尽，扒净渣子，以备再用。

8检测所需的试样、试块所用铁水，应取于浇注后期。