硅在球墨铸铁中起固溶强化作用

生产球墨铸铁件时，球化率、石墨球数量和石墨球平均尺寸等是基本的质量要求。在石墨球化正常的条件下，其切割基体的作用较在灰铸铁中大为减轻。通过控制基体组织，可以在很大的范围内调整球墨铸铁的力学性能，以适应多种不同工况条件的要求。除等温淬火球墨铸铁和高镍奥氏体球墨铸铁外，常规的球墨铸铁目前已有10多种牌号，抗拉强度可以在350～900 MPa之间改变，最低伸长率则可相应地在22％～2％之间改变。QT450-10、QT500-7、QT550-5和QT600-3等牌号的球墨铸铁件都是由控制基体组织中铁素体与珠光体所占的份额、以确保力学性能符合要求来实现的。一般说来，生产这类球墨铸铁件时，应力求通过控制铸铁的化学成分和生产过程中的各项工艺条件，使铸件的铸态组织符合要求，以避免费时、耗能的热处理工序。 在工艺控制不足以确保铸铁强度的情况下，加入少量铜、镍之类的合金元素，也是常用的应对措施，但是，这样做，既提高了生产成本，还要耗用珍贵的资源。     随着对球墨铸铁认识的逐渐深入，十多年前，欧洲就开始注意到硅在球墨铸铁中强化铁素体的作用，瑞典的研究工作发现：用途很广的500－7牌号球墨铸铁中，将硅含量提高到3.5％，基体组织全部是铁素体，不仅可以在保持抗拉强度在500MPa的条件下提高伸长率，更为重要的是，铸件的硬度均匀、切削性能显著改善。在此基础上，国际标准ISO 1083《球墨铸铁分类》2004年修订时，补充了一项“高硅球墨铸铁”的牌号JS500－10。欧洲标准EN 1563《球墨铸铁件》2011年修订时，补充了3项“固溶强化铁素体球墨铸铁”牌号。    固溶强化铁素体球墨铸铁的牌号和力学性能要求（不同铸件壁厚的最低值）    2012年，德国Herbert L?blich发表了有关硅固溶强化的铁素体球墨铸铁力学性能的研究报告。2013年，日本九州大学和日之出水道机器公司技术开发部也对此进行了试验研究。硅是地壳中蕴藏量最丰富的元素，无匮乏之虞，而且，在各种铸铁中，硅都是主要构成元素之一，对铸铁组织中石墨的形态、数量，乃至基体组织的形成，都有非常重要的作用。   近年来，为了遵循可持续发展的理念，除了对铸铁件功能的要求日益增强以外，还增加了轻量化、低成本、节能减排、珍惜资源等多方面的要求。因此，各国铸造行业都非常重视改进铸铁材质方面的研究、开发工作，尤其是硅在铸铁作用及其机理的研究与应用工作，有待铸造同仁进一步挖掘。球墨铸铁管：www.gyguanye.com