球墨鑄鐵球化處理和孕育處理

　　球鐵抗拉強度、塑性和韌性要比碳鋼低。雖然球鐵的這些機械性能不如鋼，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，因此鑄鐵的熔點低，約為1200℃左右，鐵水流動性好，由于石墨結(jié)晶時體積膨脹，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性和自補縮能力，也正因為球鐵鑄造過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程中以適當方法把球化劑和孕育劑加入鐵水的過程，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，共晶過冷明顯增加，白口傾向增強，如果不進行孕育處理，將成為含有少量石墨球的麻口鑄鐵。進行孕育處理不僅能白口，降低鑄件壁厚對組織的敏感性，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)。單元晶格包含兩個六方晶面(基面)和六個棱柱面，基面的碳原子以結(jié)合力較強的共價鍵聯(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。石墨的形成過程符合一般晶體結(jié)晶規(guī)律，要經(jīng)過形核和生長兩個階段。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)。當鐵水的碳活度達到   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和旋轉(zhuǎn)孿晶，為石墨生長提供了   的生長臺階。
　　由鐵水中析出的球狀石墨是由一些呈輻射狀生長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共同核心開始生長，即單個角錐形晶體優(yōu)先在晶向以螺旋方式均衡生長。石墨晶體螺旋生長的同時，旋轉(zhuǎn)孿晶生長臺階的晶向生長也在進行，只是生長速度較低。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速率的大小。晶體層較厚表示生長速率較高126，271。
　　球鐵在澆注過程中會出現(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，這些缺陷將嚴重影響球鐵的后續(xù)加工和使用。目前，主要通過調(diào)節(jié)化學(xué)成分，進行孕育處理以及改進澆注工藝等措施來減少和避免上述缺陷的形成。值得一提的是，在塑性加工過程中，可以使鑄件中縮松等缺陷焊合，使鑄件晶粒細化，成分均勻，所以，塑性加工對球鐵鑄造缺陷也有非常積極的作用。