球墨鑄鐵(簡稱球鐵)自上世紀四十年代問世并投入生產(chǎn)以來以其、減振和生產(chǎn)成本低廉等優(yōu)點了迅猛的發(fā)展。迄今為止，球鐵在汽車、機車車輛、機械機床及配件、鑄鐵管等生產(chǎn)中獲得了廣泛的應用。我國球鐵在2006年的產(chǎn)量己增長為680多萬噸，約占當年世界球鐵總產(chǎn)量的31.6%，在鑄鐵件中所占的比重也由1997年的14.1%增至24一25%，僅球鐵曲軸年產(chǎn)量就達到約20萬噸，1000萬根以上。球鐵鑄件除了產(chǎn)量大，種類多之外，目前厚大球鐵件也在不斷和生產(chǎn)。球鐵依然是本世紀重要的工程結構材料之一。

隨著現(xiàn)代裝備向輕量化、節(jié)能、的方向發(fā)展，人們對球鐵的強度和使用性能的要求也不斷提高。因此，鑄造和冶金工作者通常采用鑄造合金化，抑或通過熱處理工藝來達到提高球鐵機械性能的目的。但是，前者因在球鐵鑄造過程中需添加昂貴的合金元素(如Ti、Cu等)，使球鐵件的生產(chǎn)成本增加，這地削弱了球鐵件廉價的市場優(yōu)勢；后者耗時、耗能的弊端使球鐵生產(chǎn)失去了市場的競爭力。而且，球鐵較合金鋼韌性差，目前球鐵手段對沖擊韌性的提高非常有限。

金屬塑性加工理論經(jīng)上世紀四十年代發(fā)展成為一門單獨的應用學科以來，涌現(xiàn)出大量的新設備和新工藝。它是金屬材料在外力作用下成形的同時和提高其內(nèi)部組織、性能，尤其是鑄造組織的一種加工方法。通過金屬在塑性狀態(tài)下的體積轉(zhuǎn)移，充分提高了制件的材料利用率，提高了制件的強度和工件的精度。而在高溫塑性變形過程中，將金屬的形變和相變結合在一起的熱機處理過程不僅能提高材料的強度，金屬微觀組織，還可以提高生產(chǎn)效率，節(jié)省了不的能源消耗，典型的塑性加工工藝有連鑄連軋、鍛造余熱淬火、控制軋制、超塑性成型等。

由于塑性變形不僅可以合理球鐵中縮孔、縮松等收縮類鑄造缺陷，提高球墨鑄鐵強度和綜合使用性能，還可以減少甚至替代現(xiàn)有的一些合金化和熱處理工藝，達到減低成本，增加生產(chǎn)效率，降低能源消耗的目的。因此，將塑性成形工藝應用在球鐵材料上勢在必行。通過塑性變形提高球鐵的強度和沖擊韌性，將限度地發(fā)揮球鐵自身優(yōu)良的、減震性以及低廉的生產(chǎn)成本等特點，也為球鐵齒輪、軸承甚至曲軸類工件的應用開辟更廣闊的空間。

但是，目前對球鐵可塑性的研究非常匾乏，尤其是系統(tǒng)地分析球鐵在高溫下的塑性行為，以及變形對球鐵微觀組織變化的影響規(guī)律尚不多見。這嚴重影響了塑性加工工藝在球鐵中的應用，也阻礙了球鐵產(chǎn)業(yè)的進一步擴大發(fā)展。

【二】、球墨鑄鐵原料組分選擇

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)采用炭素結構鋼的邊角余料，配以適當?shù)脑鎏际侄危\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。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、化學成分的選擇

控制關鍵元素的含量。尤其是Si，Mn、P、S的含量，每一種都不能超標。

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，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)生化學反應，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。