球墨鑄鐵件具有良好的力學(xué)性能和較好的鑄造性能，在整個(gè)鑄件生產(chǎn)選材中占有優(yōu)勢(shì)地位。雖然球墨鑄鐵凝固過程中石墨的析出將帶來(lái)體積膨脹，但由于其糊狀凝固方式，及石墨膨脹力導(dǎo)致的鑄型型壁變形和位移，所以收縮缺陷、尤其是縮松是球墨鑄鐵件的缺陷，也是導(dǎo)致鑄件報(bào)廢的主要原因之一。

縮松缺陷分為宏觀縮松和微觀縮松。宏觀縮松是鑄件內(nèi)部成片分散存在的細(xì)小孔洞群。肉眼不可見的晶間孔洞稱作微觀縮松。準(zhǔn)確分析球墨鑄鐵件的縮松形成機(jī)理，依此進(jìn)行工藝改進(jìn)、鑄件質(zhì)量預(yù)測(cè)和降低廢品率，可以產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

目前，關(guān)于球墨鑄鐵縮松形成機(jī)理的研究主要集中在球鐵的凝固特點(diǎn)、凝固過程和生產(chǎn)工藝三個(gè)方面。旨在依此綜述球墨鑄鐵的縮松缺陷形成機(jī)理研究的狀況。

球墨鑄鐵呈“糊狀”凝固。與灰鑄鐵相比，共晶凝固時(shí)間長(zhǎng)，共晶團(tuán)數(shù)多，凝固膨脹壓力大。球墨鑄鐵這些特有的凝固特點(diǎn)是縮松形成的根本原因。球墨鑄鐵的成分在共晶點(diǎn)附近，凝固斷面上液-固兩相區(qū)寬，當(dāng)包圍石墨的奧氏體臨近接觸時(shí)，尚未凝固的液態(tài)金屬被分割成一個(gè)個(gè)不連續(xù)的熔池，失去了補(bǔ)縮通道，呈現(xiàn)出糊狀狀態(tài)。糊狀凝固是球墨鑄鐵的固有屬性。

球墨鑄鐵共晶凝固時(shí)間長(zhǎng)的原因是共晶凝固方式為非共生共長(zhǎng)方式。當(dāng)石墨長(zhǎng)大進(jìn)入共晶階段后，奧氏體殼已經(jīng)形成，碳原子由鐵液通過固態(tài)的奧氏體殼擴(kuò)散到石墨球上，同時(shí)鐵原子從石墨-奧氏體界面處擴(kuò)散出去，這一過程比碳原子在鐵液中的擴(kuò)散速度要慢得多。因此球墨鑄鐵的共晶凝固時(shí)間較長(zhǎng)。球墨鑄鐵的導(dǎo)熱系數(shù)比灰鑄鐵小20%~40%，散熱慢，所以球墨鑄鐵的凝固時(shí)間要比灰鑄鐵長(zhǎng)。

由于石墨比容大于鐵的比容，石墨析出時(shí)會(huì)引起體積膨脹。石墨球在奧氏體殼包圍下生長(zhǎng)，奧氏體殼相互接觸后，石墨長(zhǎng)大引起的體積膨脹受到阻礙，產(chǎn)生膨脹壓力。由于鐵液的孕育處理，球墨鑄鐵的共晶團(tuán)數(shù)量約為灰鑄鐵的100~200倍。所以球墨鑄鐵的凝固膨脹壓力要比灰鑄鐵大得多。

球墨鑄鐵共晶結(jié)晶時(shí)，由于加鎂處理的結(jié)果，石墨球核心在液相中長(zhǎng)到尺寸時(shí)，即被奧氏體包圍，由于奧氏體外殼阻礙碳原子自熔液向石墨球擴(kuò)散而使石墨球生長(zhǎng)速度減慢，共晶反應(yīng)除了靠已有共晶團(tuán)長(zhǎng)大完成外，還靠新的晶核析出和長(zhǎng)大完成，因而共晶轉(zhuǎn)變?cè)谝粋€(gè)較寬的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，導(dǎo)致鑄件在很寬斷面上固、液兩相共存，呈糊狀凝固。由于球墨鑄鐵呈糊狀凝固，使得球墨鑄鐵件在澆注后，外殼長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)剛度不夠，共晶團(tuán)接觸后產(chǎn)生的凝固膨脹力在使奧氏體枝晶間隙增大同時(shí)也使不很結(jié)實(shí)的鑄件外殼向外脹大，從而使鑄件凝固部分得不到足夠液態(tài)金屬的補(bǔ)縮，形成縮松。

(二)、球墨鑄鐵件的能

球墨鑄鐵件淬火首先要進(jìn)行奧氏體化。奧氏體化溫度一般為860~880℃，保溫時(shí)間和正火、退火處理一樣，都是每25毫米厚鑄件保溫1小時(shí)。保溫結(jié)束后，在流動(dòng)空氣中冷卻。淬火后鑄件需要及時(shí)回火，消減淬火應(yīng)力，提高工件塑韌性。

鑄件淬火前須有合適的原始基體組織。最主要的是基體中不能存在過多碳化物、磷共晶。如果碳化物在淬火溫度下未能溶解，碳化物與奧氏體界面常是裂紋萌生處。存在這些碳化物使淬火裂紋發(fā)生的概率顯著提高。含有碳化物的鑄件在淬火前加熱到高溫石墨化退火或正火溫度，并進(jìn)行保溫將碳化物。淬火鑄件的基體是共晶團(tuán)比較細(xì)密均勻，以珠光體為主的組織。這樣的組織易于奧氏體化，獲得均勻的淬火組織。

球墨鑄鐵的淬硬度與奧氏體含碳量有關(guān)。提高奧氏體化溫度會(huì)增加奧氏體含碳量，淬火后出現(xiàn)較多殘余奧氏體，使馬氏體粗化，降低淬火硬度。如果鑄件選用較低的淬火溫度，可使奧氏體含碳量處于較低水平，淬火后雖能獲得細(xì)小的針狀馬氏體，但因奧氏體化不，達(dá)不到應(yīng)有的淬火硬度。由于高碳馬氏體與殘余奧氏體的綜合影響，在不同加熱溫度下，淬火硬度會(huì)出現(xiàn)大值。

另外，為大部分可能存在鐵素體，并使奧氏體獲得合適含碳量。淬火溫度選在共析轉(zhuǎn)變上限溫度以上25—40℃較好。

硅顯著改變球墨鑄鐵共析溫度范圍。因此，球墨鑄鐵件淬火溫度受鑄件含硅量的影響。硅含量在常規(guī)含量上限時(shí)，共析轉(zhuǎn)變上限溫度為835—845℃。歷此，淬火溫度可選在860—880攝氏度、含硅量低于2%時(shí)，譽(yù)火溫度可降低到840—860℃。球墨鑄鐵淬火硬度可達(dá)到60—62（HRC）。

球墨鑄鐵比較好，它是通過球化和孕育處理球狀石墨，地提高了鑄鐵的機(jī)械性能，特別是提高了塑性和韌性，從而比碳鋼還高的強(qiáng)度。生鐵是含碳量2.31%-6.并含有非鐵雜質(zhì)較多的鐵碳合金。生鐵的雜質(zhì)元素主要是硅、硫、錳、磷等。生鐵質(zhì)硬而脆，缺乏韌性，幾乎沒有塑性變形能力，因此不能通過鍛造、軋制、拉拔等方法加工成形。

但含硅高的生鐵（灰口鐵）的鑄造及切削性能良好，按其用途可分為煉鋼生鐵和鑄造生鐵兩大類。習(xí)慣上把煉鋼生鐵叫做生鐵，把鑄造生鐵簡(jiǎn)稱為鑄鐵。鑄造生鐵通過鍛化、變質(zhì)、球化等方法可以改變其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并提高其性能，因此，鑄造生鐵又可分為白口鑄鐵、灰口鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵和特種鑄鐵等品種。

球墨鑄鐵是指石墨以球狀形式存在的鑄造形態(tài)，由于石墨呈球狀分布在基體上對(duì)基體的割裂作用降到，可以充分發(fā)揮基體的性能，所以球墨鑄鐵的力學(xué)性能比灰鑄鐵和可鍛鑄鐵都高，其抗拉強(qiáng)度塑性韌性與相應(yīng)基體組織的鑄鋼相近，一般用于柴油機(jī)曲軸減速箱齒輪以及軋鋼機(jī)軋輥等。

可鍛鑄鐵石墨呈團(tuán)絮狀減輕了對(duì)基體的割裂作用，與灰鑄鐵相比其不較高的強(qiáng)度而且有較好的塑性和韌性，廣泛用于汽車拖拉機(jī)前后輪殼管道的彎頭三通等形狀，復(fù)雜尺寸不大的零件。

HT（灰鐵）、MT（麻口鐵）、另外還有白口鐵、都是從試片的斷口上看的，HT較軟，易加工，MT次之，白口鐵是不可加工的，且脆，如加工，要進(jìn)行熱處理，KT(可鍛鑄鐵）是可以延伸些，但不像鋼的延伸率那樣好。