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鑄造球墨鑄鐵管的性能要求澆注前鐵液必須達到一定的含 硅量，一般要求在2.0—2.4^之間。而原鐵液中硅元素的來源主要是： 金屬爐料、球化劑、孕育劑。實驗表明硅如果以孕育劑的形式加入，則 球墨鑄鐵中的石墨化能力可提高3倍左右，石墨球數(shù)目增加的就會更 多。并且硅對球墨鑄鐵管的機械性能影響很大，比如硅可以改變石墨 球的大小、分布和圓整度，可以細化石墨球，會使基體塑性、強度提高； 硅在退火過程中可以促進滲碳體分解，生成鐵素體，提高球墨鑄鐵管 的塑性和延展性；硅還可以溶解在鐵中并強化金屬基體，提高球墨鑄 鐵管的硬度和強度。 因此球墨鑄鐵管中的硅主要是以孕育的方式加 入。為了更好的發(fā)揮硅的作用，在生產(chǎn)中硅以三次孕育的形式加入：首 先是球化包內孕育，其次是隨流孕育，然后是管模粉孕育。并且這三次 孕育都以瞬時孕育的效果，因此在球化包內孕育前爐內的硅要調 質到一個合適的量，由實驗表明爐內的硅一般調到0.8 —丨.2%之間，如 果爐內的硅調到低于0.8^，在球化包內就要加入更多的孕育劑，這樣 球化后的鐵液降溫太大，不利于澆注； 在球化包內加入的孕育劑相對就會減少，這樣孕育效果就會大大降 低，并且硅在高溫的爐內還會被燒損，其反應方程式為51+2^01=5102結果會使鑄管中的終硅量減少，影響鑄管力學性能。
作為鋼的替代品，1949年人類開發(fā)了球墨鑄鐵。鑄鋼含碳量少于0.3%，而鑄鐵和球墨鑄鐵含炭量量則至少為3%。鑄鋼中的低含碳量使得作為游離石墨存在的碳不會形成結構薄片。鑄鐵內的碳天然形式是游離石墨薄片形式。在球墨鑄鐵內，這種石墨薄片通過特殊的處理方法變化成微小的球體。這種改進后的球體使得使得球墨鑄鐵比鑄鐵和鋼相比具有更加優(yōu)異的物理性能。正是這種碳的球狀微觀結構，使得球墨鑄鐵具有更加良好的展延性和抗沖擊性，而鑄鐵內部的薄片形式導致鑄鐵沒有展延性。通過鐵素體基體可獲得的展延性，因此，所有美國尼伯科球墨鑄鐵的壓力負載部件都經(jīng)過鐵素體化退火周期的工藝處理。球墨鑄鐵內部的球狀結構也能夠鑄鐵內部的薄片石墨容易產(chǎn)生的裂縫現(xiàn)象。在球墨鑄鐵的微觀照片中，可以看見裂縫游行到石墨球后終止。在球墨鑄鐵行業(yè)內，這些石墨球稱為“裂縫終結者”，因為它們具有阻止斷裂的能力。
有時，球墨鑄鐵被稱為“兩個世界里的”金屬，意思是球墨鑄鐵具有鑄鋼的強度，也有鑄鐵優(yōu)異的抗腐蝕性。
球墨鑄鐵與鑄鐵（灰鑄鐵）的比較與鑄鐵相比，球墨鑄鐵在強度方面具有的優(yōu)勢。球墨鑄鐵的抗拉強度是60k，而鑄鐵的抗拉強度只有31k。球墨鑄鐵的屈服強度是40k，而鑄鐵并沒有顯示出屈服強度，并且終出現(xiàn)斷裂。球墨鑄鐵的強度-成本比遠遠優(yōu)于鑄鐵。(請參閱83頁有關機械性能的比較)。球墨鑄鐵在耐腐蝕性方面與鑄鐵相同。
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