知识篇——厚大断面铸态铁素体球铁件，化学成分控制技术要点
(1）C、Si、CE的选择
当含碳量在3.2%～3.8%范围内变化时，对力学性能无明显的影响。过程中确定碳硅含量时，主要考虑保证铸造性能，将碳当量选择在共晶成分左右。具有共晶成分的铁液的流动性能最好，形成集中缩孔的倾向大，铸件组织的致密度高。碳当量过高时容易产生石墨漂浮的同时，一定程度上对球化有影响，主要表现在要求残余Mg高。使铸铁中夹杂物的数量增多，降低铸铁性能。
硅球墨铸铁中使铁素体增加的作用比灰铸铁大，所以硅含量的高低，直接影响球墨铸铁基体中的铁素体量。硅在球墨铸铁中对性能的影响很大，主要表现在硅对基体的固溶强化作用的同时，硅能细化石墨，提高石墨球的圆整度。所以球铁中的硅含量的提高，很大程度上提高强度指标，降低韧性。球墨铸铁经过球化处理过的铁液有较大的结晶过冷和形成白口倾向，硅能够减少这种倾向。硅量控制过高，大断面球铁中促使碎块状石墨的生成，降低铸件的力学性能。球墨铸铁中硅以孕育的方式加入，一定程度上提高性能。
从改善铸造性能的角度出发，铁水的碳当量选在共晶点附近最好，此时铁水的流动性最好，集中缩孔倾向较大，易于补缩等。碳当量过高会引起石墨漂浮，石墨漂浮层的厚度会随着碳当量的增加而加厚。应当指出，碳当量太高是产生石墨漂浮的主要原因，不是唯一的原因，铸件大小、壁厚、浇注温度也是一些重要因素。碳当量、铸件壁厚和石墨漂浮三者的关系，显然铸件壁薄碳当量可以选择得高一些，不会出现石墨漂浮，相反厚大铸件的碳当量应当选得低些。总之碳当量上限以不出现石墨漂浮为原则，下限以不出现渗碳体，保证完全球化为准，在这样的前提下，应尽可能提高碳当量以便获得致密的铸件。
(2)锰（Mn）
锰在球墨铸铁中起的作用与灰铸铁不同。灰铸铁中，锰除了强化铁素体和稳定珠光体外，还能减少硫的危害作用。球墨铸铁中，球化元素具有很强的脱硫能力，锰不再具有这种作用。由于锰具有严重的正偏析倾向，富集于共晶团晶界处，促使形成晶间碳化物，显著降低球墨铸铁的韧性。对厚大断面球铁来说，锰的偏析倾向更严重。同时锰含量的提高，基体中的珠光体含量提高，所以提高了强度指标的同时，降低韧性。对高韧性球墨铸铁中锰含量控制应更严格。 因此，在原材料可能的情况下Mn越低越好。对与大型铸件锰的控制上限为Mn<0.3%。
(3）磷 磷在球墨铸铁中有严重的偏析倾向，易在晶界处形成磷共晶，严重降低球墨铸铁的韧性。磷还增大球墨铸铁的缩松倾向。当要求球墨铸铁有高的韧性时，应将磷控制在0.06%以下。
(4）硫 球墨铸铁中的硫与球化元素有很强的化合能力，生成硫化物和硫氧化物，不仅消耗球化剂，造成球化不稳定，而且还使夹杂物数量增多，球化衰退速度加快。熔炼中硫涉入从增碳剂中，过程控制尽可能降低原材料中硫含量的同时，采取炉前脱硫措施。用RE—Mg合金处理后，一般硫的残留量S<0.02% ，这对球化衰退和硫化物夹渣都没有影响，当原铁水中的S>0.02%时，必须采用脱硫处理。
(5）钼
Mo提高了材料的高温强度和常温强度，由于的使用，容易形成一定量的珠光体和碳化物，降低韧性，对于有Mo合金化的球墨铸铁，材料规范要求Mo含量0.3%～0.7%控制。
(6）镁和稀土的含量 镁是主要的球化元素，稀土具有脱硫，中和反球化元素，对Mg具有保护作用提高铁水的抗衰退能力。稀土元素是碳化物形成元素，保证球化良好尽可能控制稀土的残留量。RE残0.01%～0.04%，Mg0残.03%～0.06%时可以保证球化。
根据分析计算，最终确定化学成份为：C：3.3%～3.8%；Si：2.2%～2.7%；Mn：<0.30%；Mo：0.3%～0.7%，S<0.02%；Mg残0.03%～0.06%；RE残0.01%～0.04%。
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出品：铸造网络平台