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)勢地位。雖然球墨鑄鐵凝固過程中石墨的析出將帶來體積膨脹，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，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)間長的原因是共晶凝固方式為非共生共長方式。當(dāng)石墨長大進(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。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。

由于石墨比容大于鐵的比容，石墨析出時(shí)會引起體積膨脹。石墨球在奧氏體殼包圍下生長，奧氏體殼相互接觸后，石墨長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)散而使石墨球生長速度減慢，共晶反應(yīng)除了靠已有共晶團(tuán)長大完成外，還靠新的晶核析出和長大完成，因而共晶轉(zhuǎn)變在一個(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>、球墨鑄鐵件的工業(yè)用途

因?yàn)榍蚰T鐵件具有良好的品質(zhì)，所以世界上的一些發(fā)達(dá)工業(yè)從50年代開始就做起球墨鑄鐵件的生產(chǎn)，提高了產(chǎn)量，到70年代基本完成了球墨鑄鐵件取代灰鐵管的換代，使球墨鑄鐵件工藝總量比重超過百分之90。而近幾年隨著城市的加快和建設(shè)水平的提高，球墨鑄鐵行業(yè)發(fā)展，主要應(yīng)用于城市供排水及輸氣管網(wǎng)中，相對于傳統(tǒng)使用的灰鐵鑄件管，球墨鑄鐵件的強(qiáng)度和韌性較好，而且避免機(jī)械剛性接口難以承受外界條件變化的缺點(diǎn)。

球墨鑄鐵件的主要用途：工業(yè)和建筑應(yīng)用中，例如農(nóng)用車輛的后軸殼，原來是采用鑄鋼件。道路鋪設(shè)和建筑工業(yè)都需要各種各樣的設(shè)備，例如推土機(jī)和起重機(jī)，球墨鑄鐵件在這些方面都有應(yīng)用。

在工業(yè)生產(chǎn)中，球墨鑄鐵件是一種常用的管材，不僅能夠提高球墨鑄鐵件外表的光滑度，而且使用的時(shí)間還能增長，根據(jù)工藝的要求對其成分進(jìn)行適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)，能夠很好的將球墨鑄鐵件進(jìn)行轉(zhuǎn)化。另外球墨鑄鐵件對硫酸鹽鍍鋅有較好的優(yōu)化作用。

球墨鑄鐵件是通過球化和接種獲得球墨鑄鐵，提高鑄鐵的機(jī)械性能，特別是塑性和效率，從而獲得比碳鋼的強(qiáng)度?；谄鋬?yōu)異的性能，它已成功用于鑄造一些對強(qiáng)度，強(qiáng)度，公差和有較的零件。球墨鑄鐵已被為僅次于灰鑄鐵和“并且廣泛使用的鑄鐵材料”。所謂“鐵基鋼”，主要是指球墨鑄鐵。

球墨鑄鐵是通過球化和孕育而得的球形石墨，地提高了鑄鐵的機(jī)械性能。球墨鑄鐵的化學(xué)成分要達(dá)到規(guī)定的球墨鑄鐵等級和相應(yīng)的機(jī)械性能。

球墨鑄鐵零件的注意事項(xiàng)：

1、對化學(xué)成分的嚴(yán)格要求，原始鐵液所需的碳和硅含量高于灰鑄鐵，降低了球墨鑄鐵中錳，磷和硫的含量；

2、鐵水的溫度高于灰口鑄鐵的溫度，以補(bǔ)償處理過程中鐵水的球化和溫度損失；

3、球化處理，即在鐵水中加入球化劑；

4、添加接種劑進(jìn)行接種處理；

5、球墨鑄鐵的流動(dòng)性和收縮伸長率差，因此需要較高的澆鑄溫度和澆鑄系統(tǒng)的尺寸。采用順序凝固原理合理應(yīng)用冒口和冷鐵；

6、球墨鑄鐵零件需要進(jìn)行熱處理。