和灰鑄鐵相比，球墨鑄鐵具有、高伸長率、高沖擊值的優(yōu)點；和碳素鋼及合金鋼相比，球墨鑄鐵具有較好的鑄造、加工性能。因此，球墨鑄鐵件在各廣泛應(yīng)用。近年來，很多場合需要使用低溫下具有、高沖擊值的耐低溫球墨鑄鐵件。隨著風(fēng)力發(fā)電裝置的需求量不斷增加，耐低溫性能球鐵的需求量也大幅度提高。與普通球墨鑄件相比，耐低溫球墨鑄鐵件的生產(chǎn)，在成分的選擇和生產(chǎn)工藝上具有其的要求。

1、采用質(zhì)量好的原材料

(1)采用高純球生鐵。Si低于0.8%，Mn低于0.2%，P、S均低于0.03%。其余微量元素(包括Ti、As、Cr、Cu、Sn、Al、Zn、Pb等)總和不大于0.03%。而且各項成分合格穩(wěn)定。

(2)采用炭素結(jié)構(gòu)鋼的邊角余料，配以適當(dāng)?shù)脑鎏际侄?，運用電爐熔煉。要求使用的材料種類單一，雜質(zhì)含量低。材料表面無銹蝕，如果有條件，廢鋼在使用前要除銹、烘干，熔煉中不可以加入潮濕的廢鋼等材料，防止鐵液中H、O等氣體含量超標(biāo)。加入的廢鋼要考慮微量元素和合金元素的含量，其優(yōu)點在于：①易于獲得合格成分鐵液；②減少雜質(zhì)元素的晶間偏析；③減少微量元素含量，干擾球化，防止生成碳化物；④提高塑性-韌性性能。

2、化學(xué)成分的選擇

控制關(guān)鍵元素的含量。尤其是Si，Mn、P、S的含量，每一種都不能超標(biāo)。

C含量一般控制在3.1%~3.5%。雖有出現(xiàn)縮松、裂紋傾向，但可以通過低溫澆注、依靠凝固中的自膨脹以及良好的孕育給以解決。同時，較低的C含量可以減少與之匹配的球化劑的加入量(球狀石墨的晶核存在較多的球化元素反應(yīng)產(chǎn)物)，從而降低產(chǎn)品中的RE含量，使產(chǎn)品的珠光體含量減少，脆性降低。

Si的含量一般控制在1.9%~2.5%。Si如果控制不當(dāng)，將使塑性脆性轉(zhuǎn)變溫度顯著提高，Si含量的控制是生產(chǎn)低溫球鐵的關(guān)鍵。超過2.5%時，Si的含量每增加0.1%，產(chǎn)品開始變脆溫度提高10~15℃。如果主加原材料含Si量較低，在能夠充分孕育情況下，適當(dāng)降低Si的含量也是可行的。

P、S均屬于雜質(zhì)元素。它們以化合物的形式存在于晶界周圍，使材料的強度值和沖擊性能大為下降。S又與Mg發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成MgS熔點雜質(zhì)。一方面使球化劑的加入量增加；另一方面，使球化效果減弱。實踐證明，原鐵液中二者的含量都控制在0.025%以下，產(chǎn)品的力學(xué)性能和球化效果均比較理想。

Mg和RE二者在產(chǎn)品中含量均不得超過0.03%，而且在良好的球化效果下越低越好。

其二、低溫用球墨鑄鐵工藝處理

A、熔煉工藝及爐前處理

1、配料及熔煉

使用的是5t/h“倒大雙”沖天爐。爐料配比是：生鐵85%，廢鋼15%。為含硅低，故不用舊鐵(舊鐵含硅高)。鐵液溫度控制在1420~1470℃，以滿足球化處理和澆注的要求。

2、球化處理工藝

球化處理工藝采取沖入法，出鐵槽孕育。在3t球化處理包堤壩的一側(cè)放置球化劑，上面覆蓋0.4%孕育劑，然后再覆蓋珍珠巖集渣劑、鐵板，鐵液沖向未放置球化劑的一側(cè)，先加入2/3的鐵液，待反應(yīng)平穩(wěn)后，再補加余下的1/3鐵液。孕育處理在補加鐵液時進行，孕育劑隨出鐵槽鐵液加入，加入量為0.4%。處理后應(yīng)在7min內(nèi)澆完，以防出現(xiàn)衰退。

B、熱處理工藝

球墨鑄件鑄態(tài)組織中存在著滲碳體及磷共晶，為基體中的鐵素體含量，采用高溫石墨化二段退火工藝。生產(chǎn)低溫用鐵素體球墨鑄鐵時，可用低稀土鎂含量型球化劑進行球化處理。球化率應(yīng)不低于，基體中鐵素體含量應(yīng)不低于。低溫沖擊韌性(αK)隨著鐵液含硅量(在控制范圍內(nèi))的降低而增加。