球化不良：
定義：指球墨鑄鐵在澆鑄過(guò)程中，由于球化劑加入量不足或其他原因，導(dǎo)致石墨未充分球化的現(xiàn)象。
球化衰退：
定義：在球墨鑄鐵生產(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)過(guò)球化處理的鐵液在停留一段時(shí)間后，石墨形態(tài)發(fā)生變化，球化效果減弱的現(xiàn)象。
一 球化不良
特征：
在鑄件或試棒斷面上分布有明顯可見(jiàn)的小黑點(diǎn)。越往中心越密。金相組織中，有集聚分布的蠕蟲(chóng)狀或厚片狀石墨。多為集中分布的厚片狀石墨和少量球狀、團(tuán)狀石墨，有時(shí)還有水草狀石墨。隨著球化不良程度的加劇，集中分布的厚片石墨數(shù)量逐漸增加，增大，球化不良，使球墨鑄鐵的力學(xué)性能達(dá)不到相應(yīng)牌號(hào)的指標(biāo)要求
發(fā)現(xiàn)方法：
在金相顯微鏡下可見(jiàn)。
原因分析：
⑴原鐵液含硫量過(guò)高。脫硫效果不好。(焦碳、新生鐵、筑爐耐火材料含硫量高)一般原鐵水硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)要小于0.06%
⑵鐵液熔化溫度太高，爐內(nèi)停留時(shí)間太長(zhǎng)，鐵液嚴(yán)重氧化，產(chǎn)生“死”鐵水。
⑶殘余球化劑量不足。殘余鎂質(zhì)量份數(shù)不得小于0.03，殘余稀土質(zhì)量份數(shù)不得小于0.02
⑷爐料含有反球化元素。當(dāng)爐料中的反球化元素超出允許范圍，就會(huì)影響球化效果。廢鋼中可能含有鈦，還要注意電鍍材料、鋁線、鉛等爐料進(jìn)入。稀土有中和反球化元素的能力.。
⑸爐料嚴(yán)重銹蝕。原材料中鐵銹污染物以及鐵液在熔化與過(guò)熱過(guò)程中氧化，導(dǎo)致鐵液中的氧化鐵含量增多，因而在球化過(guò)程中要消耗更多的鎂，導(dǎo)致殘留鎂含量過(guò)低
⑹孕育劑粉化，孕育效果差。這樣會(huì)造成孕育衰退，石墨球減少，使得石墨球不圓。
⑺球化合金氧化鎂過(guò)高，有效鎂含量低，成分不穩(wěn)定。
⑻鐵液包的高徑比不合理(合理的為 1:1.5)，球化劑上浮快，球化不穩(wěn)定。
⑼球化合金在包內(nèi)未覆蓋好，沖入鐵液后上浮太快，反映劇烈，導(dǎo)致殘留鎂量太低。
⑽低鎂低稀土合金(含鈣)結(jié)在包底。
⑾高鎳奧氏體球墨鑄鐵的球化合金中含有稀土。
⑿出爐溫度太高，合金燒損嚴(yán)重。
⒀沖入法包坑太淺，或澆包使用后堤壩損壞，導(dǎo)致合金反應(yīng)太快。
(14)砂型水分高，由于界面反應(yīng)鐵游中的鎂與鑄型表液中的氧、硫發(fā)生反應(yīng)，致使鑄件表面的殘余鎂含量不足，形成一層片狀石墨。解決的措施就是提高殘余鎂量，減少砂型的水量。砂型中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)小于0.1%，或者采用能夠獲得還原氣氛的涂料。在使用含硫固化劑的樹(shù)脂砂鑄型時(shí)，可采用含有氧化鎂、氧化鈣的涂料
防止方法：
⑴盡量選用低硫的焦碳和新生鐵。控制筑爐材料的含硫量。
⑵銹蝕嚴(yán)重的爐料要拋丸處理。
⑶不同材質(zhì)的爐料要分類堆放，嚴(yán)防串料。
⑷爐內(nèi)爐外脫硫，適當(dāng)提高球化劑加入量。
⑸球化處理時(shí)，防止?fàn)t渣出到鐵液包中。
⑹操作中嚴(yán)防鐵液氧化。電爐熔化和保溫時(shí)，要用珍珠巖覆蓋。
⑺在保證球化的前提下，盡量選擇合適出爐溫度。
⑻注意球化處理操作，調(diào)整鐵液包的高徑比，球化劑和硅鐵上面要覆蓋鐵銷或珍珠巖并搗實(shí)防止鐵液與球化劑作用過(guò)分激烈或“結(jié)死”包底。
⑼鎂球化處理中，加入少量稀土，可中和反球化元素的干擾。
⑽包坑與堤壩按要求，損壞后要及時(shí)修復(fù)。
⑾使用配比合適、成分穩(wěn)定的中間合金采用隨流孕育和二次孕育。
⑿交界鐵液要分離干凈。
⒀厚大件球化處理時(shí)可沖入一些鉬、銅、銻、鉍等合金元素。也可采用重稀土合金球化劑。
⒁使用低鎂、低稀土合金，使球化處理反應(yīng)平緩;減少鎂的燒損。
⒂高鎳奧氏體球墨鑄鐵處理用不含稀土的鎳鎂或硅鎂合金。
⒃采用喂絲處理鐵水包的出鐵量要適當(dāng)，或適當(dāng)加高鐵水包，留下喂絲時(shí)鐵液反應(yīng)空間。采用蓋包處理，既節(jié)約合金又可以提高球化率。
⒄采用含鈣量較高的球化合金，鐵水包過(guò)熱時(shí)，要停留一下，待溫度降下后再加入合金，或者在包的底部墊層烘干的鐵銷，防止合金結(jié)死包底。
⒅高檔球墨鑄鐵件要采用優(yōu)質(zhì)爐料，嚴(yán)格控制反球化元素。
⒆不使用粉化的球化合金和孕育劑，對(duì)合金的塊度要依據(jù)鑄件大小，處理鐵液量作出規(guī)定。
⒇在爐內(nèi)停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的鐵液，俗稱“死”鐵水，不能用來(lái)球化處理。快速熔煉快速澆注。“死”鐵水要重新加入爐料或碳化硅預(yù)處理。
球化衰退：
特征：
爐前球化良好，在鑄件上球化不好，或者在同一包鐵水中，先澆的球件球化良好，后澆的球化不好。球墨鑄鐵鐵液，停留一定時(shí)間后，球化效果會(huì)消失。石墨從球狀變成團(tuán)塊狀直到片狀的過(guò)程。球化衰退的鑄件敲擊聲音沉悶，斷口呈灰色，晶粒粗大，強(qiáng)度很低。
發(fā)現(xiàn)方法：
在金相顯微鏡下可見(jiàn)石墨呈片狀，球化衰退的鑄件通過(guò)敲(聽(tīng)其聲音)、砸(強(qiáng)度低)、看(斷面無(wú)金屬光澤，顏色發(fā)灰。)都可以判斷。
原因分析：
鎂含量和稀土含量隨著鐵液停滯時(shí)間長(zhǎng)而發(fā)生衰退。鎂.稀土與氧的親和力大于氧與硫的親和力，所以漂浮在鐵液表面對(duì)硫化鎂，硫化鈰夾雜物，與空氣中的氧要發(fā)生反應(yīng)
⑴在鐵液表面的MgS、CeS與空氣中的氧作用，發(fā)生下列反應(yīng)：
2MgS+O2=2MgO氣↑+2S;
2CeS+ O2=2CeO氣+2S，
煙狀的MgO和CeO在空氣中逸損，S返回鐵液與Mg、Ce作用又生成MgS、 CeS，這樣循環(huán)，Mg、Ce不斷損失;Mg、Ce含量不斷減少。
他們不斷的在空氣中被氧化循環(huán)進(jìn)行，結(jié)果消耗了鎂液中的鎂和稀土，硫又重新從浮渣中進(jìn)入鐵液，出現(xiàn)回硫現(xiàn)象
⑵鎂在鐵液中的溶解度極小，大部分鎂以微小的氣泡懸浮在鐵水中。當(dāng)有攪拌、倒
包、澆鑄、機(jī)械震動(dòng)等情況時(shí)，鎂氣泡會(huì)集聚上浮，并穿出鐵液表面，遇空氣燃燒而損失。
⑶鎂、稀土與氧有極大的親和力，鐵液表面的鎂和稀土要逐漸氧化，鎂還要蒸發(fā)損失等 。
(4)鐵液中回硫現(xiàn)象嚴(yán)重
⑸鐵液在運(yùn)輸過(guò)程中沒(méi)有采取覆蓋措施。
⑹轉(zhuǎn)包過(guò)程中鐵液與空氣接觸燒損。
⑺修包材料含硫量大，耐火度低，轉(zhuǎn)運(yùn)和澆注過(guò)程中形成新的漿渣，產(chǎn)生回硫。
⑻型砂中的煤粉含硫量大，鐵液澆注后型壁回硫，造成鑄件表層球化衰退。
防止方法：
⑴經(jīng)球化處理的鐵液應(yīng)有足夠的殘余鎂量。從球化處理完到完成澆鑄，應(yīng)該控制在13分鐘內(nèi)
⑵降底鐵液的含硫量，并防止鐵液氧化。有的體液中硫含量高，則需要消耗更多的球化元素，是渣中的硫化物含量增大，使回硫現(xiàn)象加劇，加速球化衰退
⑶球化處理應(yīng)扒凈渣子。求話術(shù)了，以后繼續(xù)添加覆蓋劑，多次扒渣，減少回硫現(xiàn)象
⑷對(duì)澆注時(shí)間要做出規(guī)定，在盡可能短的時(shí)間內(nèi)澆鑄完畢。
⑸在鐵液表面加覆蓋劑。如石墨粉、木炭粉、冰晶石粉等。
⑹在保證球化的前提下，盡量降低出爐溫度。
⑺大斷面球鐵加釔可減少衰退。
⑻使用硅鋇鈣長(zhǎng)效孕育劑，延緩衰退。
⑼控制煤粉、樹(shù)脂中含硫量 ，對(duì)片墨層厚度有要求時(shí)，要采用激冷涂料，加快冷卻，減少片墨厚度。
⑽“死”鐵水要重新加入爐料或碳化硅(11)適當(dāng)增加球化劑用量。根據(jù)鐵液中硫含量采取相應(yīng)的增加球化劑用量的措施是有效的，但不是最佳的。最根本的辦法是把原鐵水中的硫含量降到最低。過(guò)多的加入球化劑不僅成本增加，而且會(huì)導(dǎo)致石墨球惡化
球化不良發(fā)生在球化反應(yīng)結(jié)束，球化級(jí)別達(dá)不到規(guī)定的要求。球化衰退發(fā)生在球鐵鐵液停留一段時(shí)間后，球化級(jí)別達(dá)不到規(guī)定的要求，判為不合格或球化衰退。球化不良和球化衰退俗稱“灰了”。金相檢驗(yàn)時(shí)只能從球化級(jí)別上判斷合格與不合格，球化不良和球化衰退金相上沒(méi)有太嚴(yán)格的區(qū)別。嚴(yán)格的說(shuō)球化處理完畢球化衰退已經(jīng)開(kāi)始了。球化不良金相類似于蠕化率較低的蠕墨鑄鐵，敲擊聲音清脆，斷面呈銀白色，晶粒較細(xì)，力學(xué)性能較高。
球化不良實(shí)質(zhì)上是一種低蠕化率鑄鐵2具有較高的力學(xué)性能，在某些特定場(chǎng)合具有獨(dú)特的使用性能;球化衰退的鑄鐵沒(méi)有使用價(jià)值
冒口頸處的球化率總是與鑄件其它地方的球化率低一些，一般情況下球化率的評(píng)定要指定檢測(cè)部位。
球化不良對(duì)球墨鑄鐵性能的具體影響
首先，球化不良會(huì)導(dǎo)致鑄件中石墨形態(tài)異常，出現(xiàn)厚片狀或蠕蟲(chóng)狀石墨，而不是理想的球狀石墨。這樣一來(lái)，鑄件的力學(xué)性能就會(huì)大打折扣，強(qiáng)度、硬度和韌性都會(huì)顯著下降。
其次，球化不良還會(huì)增加鑄件中的縮松、縮孔等缺陷，進(jìn)一步降低鑄件的質(zhì)量和使用壽命。這些缺陷不僅會(huì)影響鑄件的外觀，還會(huì)影響其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的完整性，從而在使用過(guò)程中容易引發(fā)斷裂、漏水等問(wèn)題。
最后，球化不良還會(huì)影響鑄件的加工性能和耐磨性能。由于石墨形態(tài)不規(guī)則，鑄件在加工過(guò)程中容易出現(xiàn)裂紋、變形等問(wèn)題，同時(shí)耐磨性能也會(huì)下降，無(wú)法滿足一些對(duì)耐磨性要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景。
因此，在球墨鑄鐵的生產(chǎn)過(guò)程中，必須嚴(yán)格控制球化工藝，確保石墨形態(tài)良好，以提高鑄件的性能和質(zhì)量。
