球墨铸铁简介
球墨铸铁是一种新型的高强度铸铁材料，它与普通灰铁、孕育铸铁不同之点是球铁中的石墨不是片状而是呈球状，石墨由片状变为球状，使铸铁性能产生一个飞跃。
其抗拉强度为40~160㎏/㎜2，延伸率为1~24%，冲击韧性为1.5~15㎏·m/㎝2，静载荷机械性能达到或接近碳钢和某些合金钢的水平。
耐磨性能优于碳钢和某些合金钢，因此，可代替部分铸钢、锻钢。特种球墨铸铁还可以制造出耐磨、耐热、耐酸、耐碱的铸件，可代替一部分特种钢，合金铸钢和有金属。
球铁的机械性能良好，生产成本低，生产设备、生产工艺简单，凡具备一定条件的小厂均能组织生产。铸造性能良好，可以制造出几千克到几十吨的大铸件，也能生产薄小的铸件。
球铁的生产周期短，不需要长时间的高温退火等。
球墨铸铁可以进行多种热处理，从而得到各种性能的材料，它还可以进行焊接、焊补甚至锻压加工等等。
综上所述，球铁是一种具有广阔发展前途的新型结构材料，在国内外得到广泛应用。
球墨铸铁的熔炼和处理
第一节原铁水制备
⒈熔炼和球化孕育处理对球铁质量起着决定性的影响。熔炼处理工序决定了化学成分和铸态组织，也影响热处理工艺及处理后的组织和性能。
⒉熔炼处理还影响铸造性能及各种铸造缺陷（如夹渣、皮下气孔、缩松、缩孔、石墨漂浮等）的产生。
⒊对原铁水的要求：化学成分合格、温度合适、铁水不氧化。
一、化学成分的选择
合理的化学成分是保证球铁金相组织和机械性能合格的必要条件。化学成分对球铁的使用性能（如耐热、耐磨性能等）、物理性能、铸造性能也有重要的影响。各种类型球铁成分的特殊要求，以后专题叙述，这里只介绍成分选择的一般原则。
选择球铁成分的基本原则是高碳、低硅、低锰、低磷硫，至于其他合金元素在球铁中的选择以后专题叙述。
二、炉料要求
由于球铁的原铁水成分要求高碳、低硅、低锰、低磷硫以及球化处理温度，因而对原材料提出如下要求：
⒈对生铁的要求
要求：高碳、低硅、低锰、低磷硫。常用的铸造生铁Z15及Z20平均含硅量在1.5～2.0%，可选用P08、P10低硅炼钢生铁搭配使用，一般要求C>4%、Si<0.8%、Mn<0.6%、PS<0.04%即可。原铁水的P、S主要靠炉料保证，在感应电炉熔炼过程中不会引起P、S的增减，而C、Si则是降C增Si的反应。
在球铁中S是有害元素，主要表现在大量消耗镁和稀土以及加速球化衰退两个方面，另外还会增加皮下气孔和硫化夹杂物。因此，生铁中的S<0.05%为好。
感应电路熔炼球铁控制成分主要是靠精确的配料，基本炉料是生铁40～60%，废钢15～20%，余下的
是回炉料。
⒉对废钢的要求：
生铁球铁轧辊对合金含量要求非常严格，当采用合金废钢时一定要知道合金的成分含量，废钢用一般普钢即可，配废钢主要是调整铁水的含碳量和改善生铁的遗传性。
⒊对回炉料的要求
各类材质的回炉料（冒口头、切屑、浇余等）要按材质分类堆放，并注明材质、名称以利配料。
回炉料配入多少主要看含硅量是否超出配料成分，回炉料的使用可以回收部分合金，改善铸铁的组织和降低原材料占用费用，减少生产场地的堆放。
三、熔炼
从熔炼过程来说，球铁的熔炼与灰口铸铁的熔炼没有本质的区别，所以凡是能把铁水温度提高到1380℃以上的熔炼炉都可以用来熔炼球铁。目前熔炼球铁的炉子主要是冲天炉、工频炉、中频炉和电弧炉。㈠感应电炉熔炼
感应电炉熔炼可以获得高温下不氧化的优质铁水，由于电磁搅拌作用合金元素吸收快，成分均匀，劳动条件好，是熔炼球铁较好的设备。
由于感应电炉溶池深，渣和铁水接触面小很难在炉内造渣进行脱磷硫，所以，磷硫主要靠原材料保证。酸性感应电炉熔炼中，在高温熔炼时间长时，有降碳增硅的反应，对锰的烧损约在10%。
㈡冲天炉熔炼
⒈酸性冲天炉熔炼
铁水温度要满足球铁要求需要选择合适的炉型。典型炉型有三种：两排大间距冲天炉，多排小风口冲天炉和中央加侧风冲天炉。
两排大间距冲天炉出铁温度高，而且比较稳定，在总焦铁比1：10的情况下，出铁温度可以达到1400℃以上；硅锰烧损低，一般在20%以下；铁水不易氧化。因此，适于熔炼球铁。
⒉碱性冲天炉熔炼
可以获得高温、低硫铁水，适于熔炼球铁。由于炉衬材料较贵重稀少，使用还比较少。
㈢电弧炉熔炼
能获得高温、低磷硫、化学成分准确、含氧很低的优质铁水，是理想的熔炼球铁的炉子。
酸性电弧炉不增硫，铁水含硫量可以达到0.02～0.04%。
碱性电弧炉采用造碱性渣，脱硫50%以上，使原铁水硫低于0.02%以下。
还有其他熔炼炉，这里不再作介绍。
四、脱硫
脱硫可以减少球化剂消耗量，使球化稳定，而且改善球铁机械性能，减少铸件缺陷，采用高硫生铁时，脱硫尤为重要。
脱硫分炉内脱硫和炉外脱硫。碱性和中性熔炉可采用炉内脱硫，酸性熔炉常采用炉外脱硫。
㈠炉内脱硫
硫在铸铁中以FeS形式存在，FeS熔点1193℃，在熔融状态下能大量溶解于铁水和炉渣中。硫在高温铁水、高碱度、氧化铁含量低的炉渣中是完全可以脱去的。
㈡炉外脱硫
炉外脱硫是靠往铁水中加脱硫剂而达到脱硫目的。
炉外脱硫应具备以下条件：
①具备高的铁水温度；
②脱硫剂与硫的亲和力大，能形成稳定的硫化物，此硫化物易上浮排除；
③脱硫剂与铁水充分接触，并相对运动，有足够的反应时间，即良好的动力学条件；
④脱硫产物进入炉渣及时与铁水分离。
炉外脱硫方法有：
①冲入法脱硫：把脱硫剂放在包底或随铁水冲入包中，还可以把第一次处理后的铁水再倒入第二个放有脱硫剂的包中进行第二次脱硫。
用苛性钠（NaOH）脱硫。加入量在0.9～1.5%，原铁水含硫0.03～0.06%，脱硫90～94%，因苛性钠价格贵，很少采用。