球墨铸铁热处置（热处置之球墨铸铁）
对灰铸铁而言，经熔炼进程制得的铁液中含有适量硫和氧，是此落后行有效孕育处置的主要条件，是不可缺乏的。
目前，对铸铁孕育作用的机制尚未完整认识，仍存在多种说法。其中，非金属搀杂物成核说已得到普遍的认同。通常用于铸铁的孕育剂，以硅为重要成分，还含有少量铝、钙、锆、钡等元素。浇注前向铁液中参加孕育剂后，其中的活性元素与铁液中含有的硫、氧作用，生成大批微细的氧化物、硫化物和硫氧复合化合物，弥散于铁液中。在灰铸铁铁液的共晶凝固进程中，这些搀杂物能作为石墨的外来晶核，增进石墨生核、使共晶团细化。
因此，灰铸铁孕育处置前的原铁液中，硫含量不宜低于0.06%，最好坚持在0.06%～0.08%之间。原铁液中硫含量很低时，还有必要故意参加‘硫化亚铁’使其增硫；氧含量，一般在2014-4%～3010-4%之间。
对球墨铸铁而言，硫和氧都是有害元素。特殊是硫，属于作用很强的反球化元素，只在原铁液中的含量下降到0.02%以下，能力保证石墨的球化良好，采取型内球化工艺时，还应使硫含量下降到0.01%。因此，下降原铁液中的硫含量，是进行球化处置的前提。生产球墨铸铁件时，必需严厉掌握炉料，以确保铁液中的硫含量低，必要时应进行炉外脱硫作业。
在球墨铸铁原铁液中加镁进行球化处置时，镁与铁液中的硫和氧产生反响，生成MgS和MgO。有资料说，加镁后可使铁液中的硫含量下降80～90%，氧含量下降40～50%。可见，铁液中的硫、氧含量高，将使球化剂中的镁大批丧失，导致球化作用难以掌握，而且会造成大批熔渣。所以，生产球墨铸铁件时，对硫和氧都是避之尤恐不及的。
既然如此，在灰铸铁中有增进石墨生核作用的氧化物、硫化物和硫氧复合化合物，在球墨铸铁中可否起同样地作用？如何能力应用这种作用？是大家所关怀的问题。
氧化物、硫化物和硫氧复合化合物在球墨铸铁中的作用
依据一些研讨工作的成果，氧化物、硫化物和硫氧复合化合物在球墨铸铁中同样也能作为球状石墨的外来晶核。如果应用得当，将含硫、氧的孕育剂用于球墨铸铁，可多方面地改良球墨铸铁的性能，如：
石墨球的尺码减小，数目增多、球化率进步；
减轻铸铁的白口偏向，有利于制作薄壁球墨铸铁件；
生产厚壁铸件时，可减轻晶间偏析，进步铸件质量；
生产厚壁铸件时，可减轻或防止石墨漂浮；
使铸铁组织中铁素体量增多；
减少铸铁凝固进程中的压缩，铸件发生缩松、缩孔的偏向小。
在灰铸铁中可作为石墨外来晶核的氧化物、硫化物和硫氧复合化合物，在球墨铸铁中的情形就很不雷同。化学活性很强的镁能使其中的大部分还原，生成MgS和MgO进入熔渣，因而，不足认为球状石墨的形成供给有效的生核条件。
因此，对于球墨铸铁而言，能作为球状石墨外来晶核的氧化物、硫化物和硫氧复合化合物，在热力学上应比镁的氧化物和硫化物更为稳固。(原创www.isoyu.com版权)
在铁液温度下，常用于处置铸铁的合金元素中，铈、钙与硫、氧的亲和力大 于镁。因而，使铈、钙与硫、氧联合不失为一种可取的计划。
铈可与硫、氧联合，形成的化合物有CeS、Ce2O3、Ce2O2S等，这些化合物在1500℃左右是稳固的，尺码约为1～3m，密度约为6.5 g/cm3，根本上呈球形，可以弥散散布于铁液中、作为石墨的外来晶核，而且研讨工作中已见到球状石墨的心部有这类化合物。
钙的化合物对球状石墨的生核也有十分主要的作用。
孕育剂
用于球墨铸铁的原铁液中硫含量都很低，而且往往要进行炉外脱硫作业，很难稳固地将硫含量掌握在很窄的规模内。原铁液中的氧含量也难以精确地掌握。 因此，生产球墨铸铁件时，要应用硫化物和氧化物作为球状石墨的外来晶核，可行的办法之一是将硫、氧和铈、钙都配合于孕育剂中。
实用于球墨铸铁的、含铈、钙、硫、氧等多种元素的孕育剂，欧洲早已有商品供给，且有多种规格的产品以适应不同的生产条件。这类孕育剂，重要成分仍是硅，但配有细微而疏散的氧化物和硫化物，因而外观多呈黑色颗粒状。表1中列出了其中一种的化学成分，由此可见这类孕育剂的大致情形。
这种孕育剂参加铁液以后，铈、钙与孕育剂本身所含的硫和氧反响，也与铁液中残留的硫和氧反响，发生硫化物、氧化物和硫氧复合化合物。这些化合物同样可作为球状石墨的外来晶核，对石墨的生核有主要的作用。铈还可以与其他微量元素作用，形成稳固的金属间化合物，克制其有害的影响。采取这类孕育剂，如果处置、掌握得当，就可以得到前节所列的后果。
由于这类孕育剂中含有铈和钙，发生的硫化物、氧化物和硫氧复合化合物的稳固性好，用于球墨铸铁时，可在加镁处置之前作为预处置剂参加，参加镁后绝大部分仍能坚持，不致被镁所还原。
由于这类孕育剂中含有硫和氧，即使在加镁处置之后、铁液中硫、氧含量很低时参加，也能形成硫化物、氧化物和硫氧复合化合物，作为石墨的外来晶核。因此，也可在球化处置后用于浇注进程中的瞬时孕育。
含硫、氧。铈、钙的孕育剂的运用
化学成分如表1的含硫、氧百思特网、铈、钙等元素的孕育剂（以下简称新型孕育剂），既可用于球化处置前的预处置，也可用于浇注进程中的瞬时孕育。
1.用于预处置
为使新型孕育剂的运用得到最佳的后果，必需采取与其特色相适应的处置办法。目前看来，采取三步处置法(即预处置、球化处置和孕育处置)后果较好。
在加镁进行球化处置之前，用新型孕育剂对铁液进行预处置，引入的铈、钙不仅与孕育剂本身中的硫、氧联合，形成化合物，而且与铁液中的硫、氧反响，使铁液进一步脱氧、脱硫。这两项条件对于石墨的球化都是非常有利的。
预处置所用孕育剂的参加量，按须要参加的铈盘算。从理论上说，如不斟酌温度、压力等外部条件，铈的参加量重要决议于两种因素：
与硫和氧生成稳固化合物所需的量；
与钛、铅、铋等有害元素化合或形成金属间化合物所需的量。
实际生产中，很难精确控制上述两方面的信息，而且，有害元素的含量往往变更无常，其在铁液中的状况也无从得知。但是，在生产条件下进行的实验表明，一般情形下，以新型孕育剂为载体，铈的参加量为0.002～0.006%即可。
铋在球墨铸铁中有使石墨形状退化的作用，通常都以为是有害元素。但是，在孕育剂中含铈的条件下，铈与铋联合可形成大批晶核，使石墨球渺小。对于请求低温冲击韧度的铁素体球墨铸铁（如QT 400－18L），在参加含铈孕育剂的同时，参加少量的铋是十分有益的。如果有必要加铋，可采取含铋的稀土硅铁合金，合金用量按加铋0.001～0.002%盘算。
铁液经预处置后，还应进行球化处置和孕育处置。
经预处置的铁液，不仅因硫、氧含量下降可减少镁的用量，而且还有另一个增进石墨球状化的因素，那就是铁液与石墨界面处的表面张力大为进步。铁液的表面张力也是影响石墨球状化的主要因素之一，要使石墨以球状析出，铁液与石墨界面处的表面张力必需很高。铁液中溶有的硫和氧，都是使其界面处表面张力下降的主要因素。经预处置后，孕育剂中的铈、钙可将铁液中的硫和氧脱除到很低的水平，几乎可使表面张力倍增。因此，球化处置时镁的参加量可以减少，残留镁量在0.03%以下仍能坚持球化正常。
铁液经预处置和加镁处置后，仍有必定的氧含量，孕育处置是保证石墨球的数目多和圆整度好所必须的。这种条件下，孕育剂可用75硅铁。
2.用于瞬时孕育
经球化处置和孕育处置后的铁液，如坚持时光较长，其生核才能即大为减弱，导致铸件涌现各种质量问题。如果在浇注进程中采取新型孕育剂进行瞬时孕育，就会有很强的生核作用。而且，有实验成果表明：采取这种孕育剂，可使石墨球的尺码大、小兼备，呈双峰散布，有助于减少压缩缺点。
以下举几个国外运用的实例，解释处置的后果。
（1）石墨球数目增多，厚截面铸件后果尤为显著
某铸造厂制作不同厚度的板状铸件，用感应电炉熔炼，浇注时随流瞬时孕育。本来用含锶（Sr）的孕育剂，后改用成分如表1所示的新型孕育剂，孕育剂转变前后，不同厚度铸件上测定的石墨球数见表2。
由表2可见，无论铸件的壁厚如何，用新型孕育剂时，铸件组织中的石墨球数都比用含锶孕育剂时多。
还有一点也很值得注意：用新型孕育剂时，40mm厚铸件的石墨球数多于5mm厚的铸件，解释在铸件共晶凝固的进程中还有二次生核作用，这也是石墨球的尺码呈双峰散布的原因。
采取新型孕育剂后，孕育剂用量下降了很多，而铸件发生压缩缺点的情形减少。
（2）用于薄壁铸件的后果
某铸造厂用感应电炉熔炼，本来用含硅、锆、锰、钙的孕育剂随流瞬时孕育，经常遇见的问题是：形状庞杂的球墨铸铁件薄壁处涌现碳化物，而热节部位则有因压缩而致的疏松。
改用新型孕育剂随流孕育后，清除了薄壁处的碳化物，肥厚处的微观疏松也大为减轻。生产中的废品率显著下降，而孕育剂用量减少了25%。
（3）用于厚壁铸件的后果
重要产品为厚截面球墨铸铁件的某铸造厂，用感应电炉熔炼，用盖包法进行球化处置。铸件质量方百思特网面存在的问题重要是石墨漂浮、偏析、石百思特网墨畸形和压缩缺点。后采取在浇包中冲入的方法进行瞬时孕育，并用含钡的孕育剂和新型孕育剂作了比较。
用含钡的孕育剂时，铸件微观组织中石墨球数为187个/mm2。
采取新型孕育剂时，石墨球数为357个/mm2，而且石墨球尺码的变更规模较宽，呈双峰散布，球化率也进步了10%，铸件的压缩缺点显著减少。
由于石墨球数增多，晶间偏析减少，铸铁的抗拉强度和冲击韧度进步，同时加工性能也明显改良，刀具寿命进步了50%。
（4）大模数铸件压缩缺点减少
某铸造厂经常生产模数较大的铸件，症结截面处有缩孔一直是困扰工艺人员的问题。采取新型孕育剂进行瞬时孕育处置后，取得了很好的后果。