球墨铸件的一些常识点

随着现代科学技术的快速发展和工业生产设备规模的不断扩大，厚壁球墨铸件对重型设备的需求逐渐增加。比如大型球墨铸铁机使用的球墨铸铁传动齿轮直径达到9米，齿轮轮缘厚度接近200 mm，即使采用分体铸造，单次铸造的毛坯质量也高于30吨。2800吨注塑机中最大的球墨铸铁铸件壁厚达到245 mm，质量高于35吨。贮存和运输核燃料的容器壁厚大于400毫米，质量为70-120吨。这些大型厚壁铸件质量要求较高，金属组织、性能和内部缺点需要进行无损检测和球化率检测。

高于50毫米的厚壁球墨铸铁铸件，它们的冷却速度和凝固速度都很慢。铸态组织、力学性能和铸造工艺也与一般铸件有所不同。为了生产出满足质量要求的厚壁球墨铸件，近年来，铸造行业对厚壁球墨铸件的凝固过程和组织性能变化特征进行了各种研究。接下来，我们将对厚壁球墨铸件的结构、性能和生产工艺进行分析和研究。

厚壁球墨铸件铸造工艺最显著的特色是球化孕育后的铁水以非常慢的速度凝固冷却。有些铸件需要几十个小时甚至几百个小时才能完成凝固过程。在此期间，铸件的组织和性能发生了很大变化，与普通球墨铸件不同。组织方面主要有以下特色。

（1）以铁素体为主的基体结构在冷却速率很低时有机会充分扩散迁移到石墨表层或形成二次石墨。结果，基体的碳含量下降，球状石墨周围的铁素体和以网状或块状分布的铁素体晶粒显著增加。铁素体的体积分数增加，形成铁素体基基体。

（2）在厚截面，石墨球数量减少，直径增加。在缓慢冷却凝固过程当中，铁水过冷度相对较低。在一定范围内，铁水过冷度下降会造成有效石墨晶核临界尺寸增大，有效晶核概率下降。因此，随着铸件厚度的增加，石墨球的数量减少，球间距增加，球的平均直径增加。

（3）在厚断面，非均质球墨厚壁铸件容易出现冷却缓慢、凝固时间长的现象，容易出现球化衰退和孕育衰退。厚截面的核心和热点产生石墨碎片。其他部位经常出现各种异常石墨。