<一>、球墨鑄鐵熱處理工藝

球墨鑄鐵(簡稱球鐵)自上世紀(jì)四十年代問世并投入生產(chǎn)以來以其、減振和生產(chǎn)成本低廉等優(yōu)點了迅猛的發(fā)展。迄今為止，球鐵在汽車、機車車輛、機械機床及配件、鑄鐵管等生產(chǎn)中獲得了廣泛的應(yīng)用。我國球鐵在2006年的產(chǎn)量己增長為680多萬噸，約占當(dāng)年世界球鐵總產(chǎn)量的31.6%，在鑄鐵件中所占的比重也由1997年的14.1%增至24一25%，僅球鐵曲軸年產(chǎn)量就達(dá)到約20萬噸，1000萬根以上。球鐵鑄件除了產(chǎn)量大，種類多之外，目前厚大球鐵件也在不斷和生產(chǎn)。球鐵依然是本世紀(jì)重要的工程結(jié)構(gòu)材料之一。

隨著現(xiàn)代裝備向輕量化、節(jié)能、的方向發(fā)展，人們對球鐵的強度和使用性能的要求也不斷提高。因此，鑄造和冶金工作者通常采用鑄造合金化，抑或通過熱處理工藝來達(dá)到提高球鐵機械性能的目的。但是，前者因在球鐵鑄造過程中需添加昂貴的合金元素(如Ti、Cu等)，使球鐵件的生產(chǎn)成本增加，這地削弱了球鐵件廉價的市場優(yōu)勢；后者耗時、耗能的弊端使球鐵生產(chǎn)失去了市場的競爭力。而且，球鐵較合金鋼韌性差，目前球鐵手段對沖擊韌性的提高非常有限。

金屬塑性加工理論經(jīng)上世紀(jì)四十年代發(fā)展成為一門單獨的應(yīng)用學(xué)科以來，涌現(xiàn)出大量的新設(shè)備和新工藝。它是金屬材料在外力作用下成形的同時和提高其內(nèi)部組織、性能，尤其是鑄造組織的一種加工方法。通過金屬在塑性狀態(tài)下的體積轉(zhuǎn)移，充分提高了制件的材料利用率，提高了制件的強度和工件的精度。而在高溫塑性變形過程中，將金屬的形變和相變結(jié)合在一起的熱機處理過程不僅能提高材料的強度，金屬微觀組織，還可以提高生產(chǎn)效率，節(jié)省了不的能源消耗，典型的塑性加工工藝有連鑄連軋、鍛造余熱淬火、控制軋制、超塑性成型等。

由于塑性變形不僅可以合理球鐵中縮孔、縮松等收縮類鑄造缺陷，提高球墨鑄鐵強度和綜合使用性能，還可以減少甚至替代現(xiàn)有的一些合金化和熱處理工藝，達(dá)到減低成本，增加生產(chǎn)效率，降低能源消耗的目的。因此，將塑性成形工藝應(yīng)用在球鐵材料上勢在必行。通過塑性變形提高球鐵的強度和沖擊韌性，將限度地發(fā)揮球鐵自身優(yōu)良的、減震性以及低廉的生產(chǎn)成本等特點，也為球鐵齒輪、軸承甚至曲軸類工件的應(yīng)用開辟更廣闊的空間。

但是，目前對球鐵可塑性的研究非常匾乏，尤其是系統(tǒng)地分析球鐵在高溫下的塑性行為，以及變形對球鐵微觀組織變化的影響規(guī)律尚不多見。這嚴(yán)重影響了塑性加工工藝在球鐵中的應(yīng)用，也阻礙了球鐵產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步擴大發(fā)展。

<二>、球墨鑄鐵生產(chǎn)條件

球墨鑄鐵從誕生以來發(fā)展至今日，已經(jīng)在黑色金屬的應(yīng)用占有一席之地。在生產(chǎn)，加工和制造球墨鑄鐵件的過程中遇到的技術(shù)問題均取得了多項創(chuàng)新成果。我國古代鐵匠早在兩千以前就已經(jīng)成功制造出了具有球狀石墨的鑄鐵，現(xiàn)代球墨鑄鐵生產(chǎn)過程中，球化處理和孕育處理工藝的應(yīng)用使得球墨鑄鐵登上了工業(yè)應(yīng)用的舞臺。目前，球墨鑄鐵已經(jīng)成為20世紀(jì)工業(yè)生產(chǎn)中的金屬材料之一，被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)與生活中的諸多。球墨鑄鐵是指向鐵水中加入數(shù)量的球化劑和孕育劑，通過球化處理和孕育處理使鐵水中的碳在凝固以球狀石墨的形式析出的鑄鐵。向過共晶灰口鑄鐵中添加鈰，當(dāng)加入量大于0.02wt%時可以在凝固組織中獲得球狀石墨。

球墨鑄鐵的生產(chǎn)過程中，孕育處理工藝非常重要，孕育處理過程中孕育劑加入的種類、加入的時間、加入的方法、加入量、孕育劑的粒度和形態(tài)、保溫時間等工藝條件都會影響鑄件組織和石墨球的形態(tài)與分布，進(jìn)而影響鑄件質(zhì)量。

優(yōu)化的孕育處理工藝不但能提高鑄件的質(zhì)量和使用性能，降低鑄件的廢品率，還可以節(jié)約原材料，孕育劑和能源。所以，開展對球墨鑄鐵孕育處理工藝優(yōu)化的研究具有重要意義，也對我國今后的鋼鐵工業(yè)發(fā)展有著深遠(yuǎn)的影響。

根據(jù)鑄件生產(chǎn)條件，選擇的孕育劑和孕育劑加入方法并采用熱分析法爐前檢測鐵水孕育效果，完成對孕育處理過程的動態(tài)調(diào)控，使球墨鑄鐵熔體達(dá)到良好冶金狀態(tài)，石墨球化，增加鑄件組織石墨球數(shù)量，細(xì)化晶粒，防止孕育衰退，減少鑄件白口傾向，提高鑄件的質(zhì)量，降低鑄件的廢品率，減少原材料和能源的浪費。