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1..毕业设计（论文）综述

1.1课题背景

在工程应用中，因为铸铁是一种重要的基础合金，而且铸铁有着其他金属材料不

可取代的各种良好性能。因此铸铁在以后的工程应用中必不可少。随着我国经济和科

技的快速发展，就导致了对铸铁材料要求的越来越严格。不但要求其要有较好的韧性

和较高的强度，同时还要求能生产出机械加工性能和使用性能良好，且能质量稳定的

铸铁。

而蠕墨铸铁是一种新型工程材料，其强度、塑性、韧性高于灰铸铁，有类似灰铸

铁的减振、导热能力及铸造性能,同时蠕墨铸铁具有比灰铸铁强度高、比球墨铸铁铸

造性能好和耐热疲劳性能好等一系列优点。为了更好地促进蠕虫状石墨铸铁的发展，

1977年展开的世界铸铁会议上专门成立了“蠕墨铸铁委员会”对这种铸铁的名称统一

命名，1981年3月27日，“蠕墨铸铁委员会”举行了会议，并发布了“蠕墨铸铁暂行

技术规范”，2005年，我国在山东淄博市召开了全国蠕墨铸铁技术研讨会。2006年，

国际铸造博览会上许多企业把蠕墨铸铁产品列入供货范围。

蠕墨铸铁的石墨呈蠕虫状,其形态介于片状石墨和球状石墨之间,,因而蠕化处理

的工艺范围很窄。要想获得所需要的蠕化效果,必须从各方面、各工序入手,采用恰采用恰

当的工艺方法与生产技术,精确操作,在生产过程中严格控制各种影响蠕化率的因素

[1]。蠕墨铸铁兼有球墨铸铁和灰铸铁的性能，因此，它具有独特的用途，在钢点模，

汽车发动机，排气管，玻璃模具，柴油机缸盖，制动零件等方面的应用均取得良好的

效果[2]。近年来，蠕墨铸铁的应用在欧洲得到了长足的进展，且国外首次将蠕墨铸铁

应用于发动机缸体等重要铸件上，比如奥迪，宝马等名牌汽车，以蠕墨铸铁替代合金

制造的气缸盖，气缸体，可有效地减轻发动机的重量，提高单位重量的功率数。

根据国际标准化组织制定的标准，蠕墨铸铁的球化率要低于百分之三十，同时蠕

墨铸铁中不能存在片状石墨[3]。球状石墨能提高材料的机械性能，球墨数量越多，机

械性能越好，但是过多的球状石墨会减弱蠕墨铸铁的其他性能，例如导热性能等，因

此这样就会降低蠕墨铸铁的综合性能。因此生产蠕墨铸铁的关键是要严格控制铸铁的

蠕化率。蠕墨铸铁在各个领域之所以没有得到广泛的使用是因为不能够生产稳定的蠕

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墨铸铁。蠕虫状的石墨是介于球状石墨和片状石墨之间的一种过渡性石墨，石墨的蠕

化范围很小。能稳定获得蠕墨铸铁的残余Mg含量的范围不大，仅仅有十万分之六[4]。

需要小心处理才不会超出这个蠕化范围，才不会出现片状石墨或球状石墨。对球墨铸

铁稳定生产有重要影响的因素有：原材料、操作工艺等等，影响蠕化的范围的因素比

之更多，因此很容易就会超出那个很小的蠕化范围，因此想办法扩大蠕化范围是获得

稳定蠕墨铸铁的关键技术。但实际上，可用镁的范围要比十万分之六还要小得多。第

一个影响因素是镁的化学性质很活泼，极易于铁水中的氧、硫甚至是空气发生反应，

所以镁的衰退速度很快，大概每五分钟就会衰退0.001%[5]。

所以铁水开始蠕化的地方必须离灰铸铁变成蠕墨铸铁的那个临界点有段距离，这

样铁水在浇注结束前才不会蜕变成片状石墨。同样也不能在蠕墨铸铁平台左端的起始

点开始浇注。因此镁的可用范围降低0.002%左右。同时随着铁液的浇注量的增加，硫

的含量也会增多，这将会导致镁衰退的加剧。因此，要求高质量蠕墨铸铁要求生产过

程中的原铁水中硫含量要严格的控制，控制在低于0.020%。如果含硫量超过了

0.020%，镁会以更快的速度进行的衰退，这样在整包铁水浇注完成前铁水中的石墨就

会衰退成片状的，导致灰铸铁组织的形成。而且过高的含硫量也会提高硫化物夹渣的

数量，使过滤片堵塞，导致无法充型完全，造成浮渣，夹杂等缺陷[6]。因此，与球墨

铸铁生产中的低含硫量在蠕墨铸铁生产中要求比高质量球墨铸铁中有更低的含硫量。

在球墨铸铁生产中，镁过处理可以用来补偿镁的衰退。然而，蠕墨铸铁生产不适合使

用镁的过处理，多余的镁会使石墨更多的变成球状，从而使蠕化率降低，达不到所要

求的大于80%蠕化率的要求，也会导致收缩缺陷。使铸件达不到