鑄鐵件(jian)的(de)碳(tan)當量(liang)的(de)選擇(ze)是比較(jiao)固定(ding)的(de)，那么，碳(tan)和(he)硅就構成一定(ding)的(de)關聯(lian)。本文使用了(le)這(zhe)種(zhong)關聯(lian)的(de)關系。敘述碳(tan)或硅的(de)含量(liang)不同的(de)球(qiu)墨鑄鐵類(lei)型。

    一、超高含(han)碳量球狀石墨(mo)鑄(zhu)鐵

    中國古(gu)代，冶鑄使(shi)用(yong)的是豎爐，鐵(tie)水溫度(du)偏(pian)低,古(gu)人(ren)使(shi)用(yong)大量氣(qi)囊鼓風，鐵(tie)水含氧量比較高，鐵(tie)水析出的碳結晶時(shi)，疑(yi)似(si)在均勻活性元素氧的作用(yong)下，沒有方向性生(sheng)長，成(cheng)為球狀。豎爐現場，存在加熱裝置，似(si)乎(hu)無(wu)論是鐵(tie)范還是泥范，古(gu)人(ren)都進(jin)行烘烤以后使(shi)用(yong)的。從(cong)而有效的保(bao)證(zheng)充型，降低氣(qi)孔，保(bao)證(zheng)基體組(zu)織。

    為此(ci)，某大(da)型鋼鐵公司進行大(da)型高爐煉鋼生鐵鐵水崩濺被大(da)氣氧化(hua)(hua)凝結物理化(hua)(hua)檢驗，發現了存在(zai)大(da)量(liang)球狀(zhuang)石墨，而不是C型石墨。這里，含(han)碳量(liang)4.3%上下，含(han)硅量(liang)0.5-0.8%。

    這樣，現在(zai)對球(qiu)(qiu)墨(mo)(mo)鑄鐵(tie)的球(qiu)(qiu)化處理時使用氧硫(liu)孕育處理劑，就比較好(hao)理解(jie)了。關于(yu)含(han)(han)硫(liu)量，值得(de)注意(yi)的是，英國鑄協的鑄鐵(tie)金相圖片提供了超硫(liu)鑄鐵(tie)，含(han)(han)硫(liu)量0.22%時，石墨(mo)(mo)呈(cheng)現緊(jin)實(shi)狀——球(qiu)(qiu)團狀石墨(mo)(mo)，圖片說明：含(han)(han)錳量不(bu)足于(yu)中和含(han)(han)硫(liu)量。就是說，在(zai)適(shi)當(dang)多的活性(xing)氧硫(liu)元素(su)的均勻作用場(chang)下，石墨(mo)(mo)結晶趨向(xiang)緊(jin)實(shi)狀態，而(er)不(bu)是呈(cheng)現方向(xiang)性(xing)生長。

    二、高碳(tan)低硅(gui)型球墨(mo)鑄鐵

    當(dang)(dang)前，我國大(da)量(liang)采用的(de)(de)是高碳低硅型球墨鑄鐵，由于(yu)含碳量(liang)比較高，充型能力(li)強、縮前膨脹作用好(hao)。只是，由于(yu)比較高的(de)(de)含碳量(liang)，容易(yi)出現碳量(liang)的(de)(de)比重偏析(xi)，表現為石(shi)墨聚集(ji)、漂(piao)浮(fu)。當(dang)(dang)然，鑄造工藝進行適當(dang)(dang)凈化鐵水，或者逸流技術(shu)措施(shi)，可以減輕以致克服這種現象。

    無論哪(na)國學(xue)者都承認這里(li)的(de)硅(gui)存(cun)在于鐵(tie)素(su)(su)體(ti)中(zhong)，就是說，硅(gui)固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)于鐵(tie)素(su)(su)體(ti)中(zhong)，根據固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)強(qiang)(qiang)化原理(li)，必(bi)然是硅(gui)固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)強(qiang)(qiang)化了(le)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)。珠光體(ti)內的(de)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)占比(bi)高達80%。可見，硅(gui)的(de)固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)強(qiang)(qiang)化作用(yong)的(de)貢獻之大。

    我國球化(hua)使(shi)用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)球化(hua)劑，往(wang)往(wang)含稀(xi)(xi)土比較多，很多人(ren)說(shuo)是(shi)浪費稀(xi)(xi)土資(zi)源(yuan)，就其本質上(shang)(shang)更進一步應(ying)該說(shuo)明的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)，稀(xi)(xi)土在(zai)其凈化(hua)雜質的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)過程(cheng)中，結(jie)合(he)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)成物(wu)只是(shi)具有高(gao)熔(rong)點(dian)性質，可(ke)惜的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)，其比重(zhong)略(lve)小，體型略(lve)大——特別是(shi)復雜的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)合(he)物(wu)，漂浮脫離鐵(tie)(tie)水的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)速度受到限制，生(sheng)產(chan)(chan)上(shang)(shang)就出現(xian)需要不(bu)止一次的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)扒渣，實際生(sheng)產(chan)(chan)中所謂(wei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)出現(xian)二次渣問題，與稀(xi)(xi)土含量(liang)(liang)偏高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)斷新生(sheng)稀(xi)(xi)土凈化(hua)產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)合(he)物(wu)不(bu)無關系。以(yi)此，現(xian)在(zai)我國的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)共識是(shi)，選擇優質、高(gao)純生(sheng)鐵(tie)(tie)，降低稀(xi)(xi)土使(shi)用(yong)量(liang)(liang)。如今的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)中國，處(chu)于(yu)高(gao)純生(sheng)鐵(tie)(tie)供大于(yu)求的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)狀態，并且價(jia)格回落。

    三、高硅碳(tan)比型球(qiu)墨鑄(zhu)鐵

    曾經在河(he)南滎陽(yang)，大規模的(de)(de)(de)牌號QT500-7鑄態的(de)(de)(de)195柴油機的(de)(de)(de)凸輪軸(zhou)上，使用含碳量3.3-3.5%，不允許超過3.5%的(de)(de)(de)成分控制。機械(xie)性(xing)能檢(jian)測性(xing)能非常好(hao)。

    青海鑄(zhu)造廠就使用(yong)含(han)碳(tan)量不超過3.5%，甚至不超過3.3%的(de)(de)成(cheng)分(fen)掌(zhang)控。大(da)量檢驗結果顯(xian)示(shi)，無論是QT400-18，還是QT700-2，QT800-2，抗(kang)拉強度和斷后伸(shen)長(chang)率都(dou)比國家標準高了(le)許多。這樣的(de)(de)成(cheng)分(fen)掌(zhang)控，用(yong)于南極科考的(de)(de)120馬(ma)力推土機上的(de)(de)不同牌(pai)號的(de)(de)球墨(mo)鑄(zhu)鐵件，用(yong)于東北(bei)、西北(bei)的(de)(de)高寒地區的(de)(de)油(you)田抽油(you)機變速箱全套齒輪——代替ZG35CrMo，沒(mei)有(you)出現質量問題。甚至在新(xin)疆，抽油(you)機變速箱的(de)(de)40Cr軸(zhou)(zhou)斷裂(lie)，更(geng)換新(xin)軸(zhou)(zhou)以后球墨(mo)鑄(zhu)鐵齒輪還能(neng)繼續使用(yong)。

    因為球墨(mo)鑄(zhu)鐵件(jian)的(de)(de)碳當量(liang)(liang)的(de)(de)規范(fan)，碳量(liang)(liang)的(de)(de)降低，必然(ran)是(shi)含硅量(liang)(liang)的(de)(de)提(ti)高。

    這就(jiu)有(you)一(yi)個(ge)硅的使用(yong)的理論(lun)理念(nian)和生(sheng)產技術操作問(wen)題了。

    四、高硅低碳型球(qiu)墨鑄鐵

    就是現在所謂的(de)第二代球墨(mo)鑄(zhu)鐵，其(qi)大(da)大(da)提高了含(han)硅(gui)量，使(shi)含(han)硅(gui)量等(deng)于(yu)或(huo)超過含(han)碳(tan)量。充分強調硅(gui)固溶(rong)強化作用。同(tong)(tong)時(shi)得到(dao)很好的(de)抗拉(la)強度和非常好的(de)斷后伸長率(lv)。這與過去的(de)球墨(mo)鑄(zhu)鐵在提高抗拉(la)強度時(shi)，必然(ran)降低了其(qi)斷后伸長率(lv)不同(tong)(tong)。

    理論上(shang)，固(gu)溶強(qiang)化有(you)兩種(zhong)作用表(biao)現：間隙固(gu)溶——提(ti)高(gao)材(cai)料(liao)(liao)的(de)強(qiang)度而犧牲(sheng)材(cai)料(liao)(liao)的(de)韌性(xing)；置換固(gu)溶——同時(shi)增加材(cai)料(liao)(liao)的(de)強(qiang)度和韌性(xing)。

    歐洲人公開了其不同(tong)牌(pai)號的化(hua)學成分。類同(tong)于我國的硅(gui)系(xi)耐(nai)熱球墨鑄鐵(tie)。而我國的硅(gui)系(xi)耐(nai)熱球墨鑄鐵(tie)，一般給出的技術數據是(shi)硬度偏高(gao)，斷(duan)后伸長率低(di)，甚至感覺其存在脆性(xing)。

    云南理工大(da)學研究的(de)超亞共晶球(qiu)墨鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)系列，含碳量1.2-2.0，含硅量1.8-3.0，使用0.4-0.8%的(de)Sx特殊(shu)變質(zhi)劑(ji)進行(xing)變質(zhi)處理。得到的(de)新型球(qiu)墨鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)。其(qi)中(zhong)，Sx變質(zhi)劑(ji)含有(you)過去通常認(ren)為的(de)反球(qiu)化的(de)表面活性(xing)(xing)元素(su)。他(ta)們的(de)推(tui)導，也非常重視變質(zhi)劑(ji)的(de)活性(xing)(xing)元素(su)的(de)作用。