在相當碳當量下，對普通球墨鑄鐵和采用增碳工藝的合成球墨鑄鐵的硬度進行了測試和比較，合成球墨鑄鐵的各點的硬度值均高于普通球墨鑄鐵的硬度值。
球墨鑄鐵的硬度除了與石墨形態(tài)、數(shù)量及晶粒大小有關外，還與珠光體的數(shù)量、形態(tài)有關。球墨鑄鐵基體組織中珠光體數(shù)量越多、越細小，鑄鐵件的宏觀硬度就越高。通過金相照片比較可知，普通球墨鑄鐵組織中的珠光體呈片層狀分布，層間距較大，這是由于在原料配比中生鐵所占比例較高，原料生鐵中的珠光體較為粗大，導致生產(chǎn)出的球墨鑄鐵中的珠光體呈片層狀分布，且層間距較大。采用增碳工藝后，合成球墨鑄鐵件中珠光體數(shù)量明顯增多，使得珠光體片層間距減小，因此，采用增碳技術合成的球墨鑄鐵宏觀硬度會增加。
采用增碳工藝后，碳、氮、錳3種元素對球墨鑄鐵硬度的影響zui大。由于增碳劑的加入，鐵液中形成一定的“富碳區(qū)”，增大了碳化物形核率，且碳化物尺寸減小，并使得珠光體的層間距得到細化。廢鋼中都含有一定量的氮，廢鋼的加入，使得合成球墨鑄鐵中含氮量較高。球墨鑄鐵中的氮可以改變組織中的石墨結(jié)構(gòu)，阻止鐵素體形成，促進珠光體的形成，使得珠光體的數(shù)量增多，氮還可以穩(wěn)定珠光體組織，并且細化珠光體的層間距，所以可以提高球墨鑄鐵的強度。廢鋼中錳使得合成球墨鑄鐵中的錳含量得到提高，錳能夠穩(wěn)定珠光體和碳化物，降低共析轉(zhuǎn)變溫度，減小珠光體片層間距。綜上所述，采用廢鋼增碳后，球墨鑄鐵中生鐵遺傳效應消失，石墨組織得到改善，基體中珠光體數(shù)量增加，珠光體間距減小，硬度得到明顯提高。
球磨鑄鐵生產(chǎn)應用增碳工藝能提高石墨球數(shù)，改善球化率及力學性能，對于高韌性球鐵，實現(xiàn)節(jié)能降耗。應用增碳工藝可降低球墨鑄鐵液中雜質(zhì)元素的含量，改善爐料的遺傳影響，從而拓展球墨鑄鐵生產(chǎn)原材料的選用范圍，實現(xiàn)高質(zhì)量鑄件的生產(chǎn)，降低生產(chǎn)成本，增加經(jīng)濟效益。
在日常生產(chǎn)過程中使用NBJX系列電腦軟件型金相分析系統(tǒng)可有效監(jiān)測球墨鑄鐵中各組織成分，可提高產(chǎn)品合格率，增加企業(yè)經(jīng)濟效益！
南京寧博分析儀器有限公司技術部
2011-11-11
