断后伸长率 A（min）/MPa 10 7 3 18 14 10

无缺口扭转疲劳极限（min）/MPa 210 224 248 210 225 275

V 缺口扭转疲劳极限（min）/MPa 128 134 149 130 140 165

断裂韧度 KIC/MPa·m1/2 72 63 38 75 72 65

可以看到全部的 Si 固溶强化球墨铸铁的屈服强度和伸长率都高于传统的球 墨铸铁。如果是在接近静态恒定载荷使用环境下的铸件，应当优先选用 Si 固溶 强化球墨铸铁[21]。

Si 固溶强化球墨铸铁材料中 Si 含量较高，导致脆性转变温度提高，即随试 样壁厚的增大、缺口及冲击时加载速度的增大而趋于较高的温度，材料静态拉伸 时处于屈服应力之内，若在低温条件下有很大几率进入脆性区。因此，在严格规 定下获得这种材料的拉伸及冲击实验数据作为实际应用的基准是十分重要的。为 获得低温使用条件下的高韧性球墨铸铁需考虑以下因素：

(a)基体组织：需要较高的铁素体比率甚至全铁素体基体，这是提高铸件低温 高韧性的必要条件，在此基础上加以上适当的退火工艺。

(b)化学成分：球墨铸铁的成分决定其组织形态，同时会对球墨铸铁的断裂行

为产生重大影响。在高 Si 的基础上，C、P、Mn 等基本元素也会对球墨铸铁冲 击性能产生十分重要的影响。

(2)机加工性能对比 微观组织和硬度决定了材料的机加性能，可以通过屈服强度与硬度的关系曲

线表征。

图 1。3 球墨铸铁硬度和屈服强度的关系

由上图 1。3 可知，相同屈服强度下，Si 固溶强化球墨铸铁的硬度比传统的球 墨铸铁小，结合下表 1。6 可知，强度越高，硬度差异越大。

材料硬度及变化幅度

表 1。6 两种材料硬度对比数据

传统铁素体-珠光体球墨铸铁 硅固溶强化球墨铸铁

QT450-10 QT500-7  QT600-3 QT450-18 QT500-14 QT600-10

硬度 HBW硬度变动幅度 HBW

固溶强化球墨铸铁比同等强度的铁素体球墨铸铁硬度变动幅度更小，相当一 部分原因是几乎全铁素体的基体组织[22]。牌号为 QT500-14 的同等硬度级别材 料，因机加工引起的尺寸偏差极小，可应用于机械化精益生产。

(3)材料利用率及成本对比

球墨铸铁材料屈强比与屈服强度的关系如图 1。4 所示，屈强比越高，表征其 利用率越高。传统的球墨铸铁，如铁素体、铁素体-珠光体、珠光体及奥氏体球 墨铸铁的屈强比一般在 0。55～0。65 的范围内，Si 固溶强化铁素体球墨铸铁的屈强

比约为 0。75～0。85。出于节约材料、减轻质量的设计考虑，优先选用 Si 固溶强化 球墨铸铁材料[23]。