当前，铸件的性能要求日益增强，在低成本、轻量化、节能减排、珍惜资源 等方面也提出了更高的要求。因而，各国铸造业都非常重视改进铸铁材质方面的 研究和开发工作。国内外的很多企业都急需对球墨铸铁工艺进行优化设计，在保 证低温冲击、延伸率的情况下，提高强度。基于这种现状，通过对高强高韧铁素 体球墨铸铁进行研究，力求通过高 Si 固溶强化获得 QT500-14 材料，与此同时该 材料也要符合制作厚大件的要求，这对行业内生产高强韧性球墨铸铁材料具有重 要的理论价值和工程实践意义。

1。2 球墨铸铁

1。2。1 球墨铸铁概述

球墨铸铁的金相组织一般由细小圆整的球状石墨和金属基体所组成。球墨铸

铁中石墨形态为球状或少量非球状石墨，如团状、团絮状、蠕虫状等。球墨铸铁 的组织通常不以单一形态存在，而是几种形态石墨共存。国家标准 GB 9441-2009 球墨铸铁金相实验中球化率的评定标准，按其分布和形态的变化，共有六类石墨。 GB 9441-2009  球墨铸铁金相检验标准中将球化等级分为六级。另外，球状石墨

的大小，对球墨铸铁件的性能会产生一定的影响，将石墨大小可分为 6 级[4]。石 墨化程度越高，石墨越小，球铁的综合性能越好。

铸态条件下，球墨铸铁的金属基体一般为铁素体与珠光体的混合组织所构 成。铁素体常位于石墨的周围，呈“牛眼”状组织，通过不同的热处理的，可得 到铁素体、珠光体、贝氏体及回火索氏体等组织，以获得不同的性能，满足所要 求的使用条件[5]。在球墨铸铁的显微组织中，除了基体和它的球状石墨外，通常 在共晶团的晶界处会出现一些非正常组织，如渗碳体、磷共晶等杂质相，它们的 数目及形态分布会严重伤害球墨铸铁的优良性能，生产中应当严格控制。

由于球状石墨的存在，球墨铸铁的性能主要取决于基体组织。表 1。1 给出了 各种基体组织球墨铸铁的硬度值[6]。

表 1。1 各种基体组织球墨铸铁的硬度

基体组织 铁素体 铁素体-珠 光体 珠光体-铁 素体 珠光体 针状铁素 体 回火马氏 体 奥氏体

硬度 HBW 149~187 170~207 187~248 217~269 269~350 350~550 140~160

铁素体球墨铸铁的主要基体组织为铁素体，其余为珠光体，比如牌号为 QT400-18、QT400-15、QT450-10 的球铁，力学性能特点是强度较低，而塑性和 韧性较高。珠光体球墨铸铁的基体组织则是以珠光体为主，其余为铁素体，典型 的如 QT700-2、QT800-2，其强度和硬度较高，且有一定的韧性。此外，该铸铁 的屈强比在 0。7 与 0。8 之间，比 45 号锻钢高，缺口敏感性较低，同时由于石墨存 在，珠光体球铁具有良好的耐磨性，小能量的冲击韧性较铁素体球墨铸铁更高， 适用于制造承重载荷及易磨损的零件。奥氏体-贝氏体球墨铸铁具有较高的机械

强度、塑性和韧性，且有一定伸长率，如降低抗拉强度，伸长率可达 10%以上。 另外，奥氏体-贝氏体球墨铸铁比普通球墨铸铁有着更高的冲击韧性和抗点蚀疲 劳的能力，特别是良好的弯曲疲劳性能和耐磨性，高负载下的齿轮、连杆、曲轴 等得以广泛运用[7]。