{一}、球墨鑄鐵的微觀凝固過程

　　從20世紀80年代開始，很多學者對球墨鑄鐵的微觀凝固過程提出新的認識，包括：①亞共晶球墨鑄鐵，先析出初生奧氏體。共晶球墨鑄鐵，在非平衡凝固條件下，首先析出初生奧氏體。過共晶球墨鑄鐵則首先析出初生石墨球。②共晶結晶時，發生離異共晶。共晶奧氏體與石墨球分別單獨形核。③初生枝晶和暈圈枝晶交替生長，促成石墨球周圍奧氏體殼形成。奧氏體以石墨生長面為襯底形核、生長，在初生石墨球周圍形成環狀封閉奧氏體殼。④由于石墨漂浮、枝晶下沉及熔體對流等原因，石墨球與奧氏體發生碰撞，形成共晶晶粒。基于這些新的認識，可以將球墨鑄鐵的微觀凝固過程近似表述為，當溫度下降到液相線溫度以下某一溫度時，亞共晶球墨鑄鐵有初生奧氏體枝晶、共晶和過共晶球墨鑄鐵有初生石墨球在液相中析出。共晶結晶時，共晶奧氏體與石墨球分別單獨形核。

　　石墨球在液體中自由長大到一定尺寸后，在石墨球外圍形成奧氏體暈圈。同時奧氏體按枝晶狀方式生長，并逐漸在枝晶旁析出石墨球。石墨球與奧氏體枝晶的碰撞與接觸形成共晶晶粒，石墨球被奧氏體包圍。碳原子通過奧氏體殼向石墨球擴散，石墨球得到顯著長大。隨著溫度降低，石墨-奧氏體共晶晶粒不斷長大，游離奧氏體也會自由生長。當所有液相變成固相后，凝固結束。對球墨鑄鐵凝固過程的認識建立在球墨鑄鐵屬于離異共晶以及熔液內存在運動兩個事實的基礎上，強調奧氏體枝晶的單獨存在和它在凝固過程中的作用。采用著色腐蝕技術，金相顯示了球墨鑄鐵縮松區中奧氏體枝晶的組織形貌，分析了球鐵縮松的形成機制。研究表明，奧氏體枝晶對縮松缺陷的類型及形成機制具有顯著影響。可見，縮松形成于上述形成過程的第二階段，枝晶形成骨架后，凝固較早的區域對熱中心的異地抽吸液體流動是球鐵縮松形成的主要原因。并且，隨冷卻速度增大，枝晶析出量增大，而石墨析出量減小，共晶前期凝固收縮增大，縮松傾向也增大。指出宏觀縮松常常出現在枝晶晶簇間隙，產生于共晶凝固前期樹枝晶骨架形成后，是異地凝固收縮造成對熱節中心(厚壁處)鐵液抽吸流動的結果；微觀縮松是于凝固末期，晶簇間隙中的凝固收縮得不到補償而產生的微小孔洞；枝晶數量增多，形態趨于發達，液態金屬異地抽吸作用增強，易于形成宏觀縮松；反之，枝晶數量減少，形態粗壯，傾向于形成顯微縮松。

　　{二}、球墨鑄鐵等溫淬火應用

　　球墨鑄鐵以其特有的機械性能和低廉的成本受到人們的重視。對其進行等溫淬火.是發揮球墨鑄鐵材料潛力最有效的一種熱處理方法。球墨鑄鐵等溫淬火后，可以獲得高強度，同時具有較高的塑性、韌性。因而具有良好的綜合機械性能和耐磨性。此外還具有變形小的特點。

　　球墨鑄鐵等溫淬火工藝與鋼的相似，即把鑄件加熱到臨界點Ac，以上30~50℃，經一定時間保溫。使基體組織轉變為化學成分均勻的奧氏體，然后迅速將鑄件放到保持在MS點以上某一溫度的爐中，等溫停留一段時間。得到下貝氏體組織.隨后空冷。這樣可使零件的機械性能顯著改善.不會產生嚴重的變形扭曲等問題。因此，目前受到機械制造業的重視和采用。

　　等溫淬火球墨鑄鐵件(ADI)具有強度、塑性和韌性都很高的綜合力學性能，大體上分為兩類，即強度為1200~1600MPa的高強度型和900~1200MPa、伸長率為10%左右的高韌性型。由于其材料性能優異，在歐美發達國家取得迅速發展，貨車底盤、發動機和轎車曲軸等都成功應用了ADI產品。近年來，在歐洲市場上，ADI在小轎車上的應用量也越來越多，占整個ADI市場的32%；在美國市場上，重型和輕型貨車ADI件占整個ADI市場的比重達到51%。

　　在國內汽車領域，ADI零件也得到了初步的應用。湖北汽車齒輪廠為康明斯發動機生產ADI齒輪；東風汽車有限公司開發了用于越野車底盤懸架，17個懸架類零件由鑄鋼改成ADI，該系列零件總質量由630.62kg，減少到380.66kg，減重率達39.6%；一汽集團載重汽車的后鋼板彈簧支架和軍車齒輪殼罩蓋(羊角)和齒輪殼等已用ADI代替。目前，一汽鑄造公司已自行設計、建造了等溫淬火的熱處理基地。