英國鑄鐵學(xué)會(huì )的H.Morrogh和W.J.Williams根據他們早期對可鍛鑄鐵的研究，確認在黑心可鑄鐵中，含硅、錳較高時(shí)，絕大部分形成的是 狀的回火碳。但是，在白心可鍛鑄鐵中，含硅、錳較少時(shí)，則形成的是回火碳，并且，懸浮狀的FeS夾雜物在這種回火碳結晶時(shí)起著(zhù)形核作用。他們的這些研究結果是與C.W.Palmer的研究結果一致的，后者指出，在貧錳和貧硫的可鍛鑄鐵中，會(huì )出現緊密的、呈球狀的回火碳。
隨后，Morrogh和Williams研究了Fe＿Ｃ＿Ｃｏ合金的石墨化過(guò)程。他們確認，其結晶過(guò)程與Fe—C—Si合金很相似。在提高冷卻速度，特別是在加入SiCa合金以后，石墨成球狀。此時(shí)，本來(lái)可以用鎂取代鈣。但是，在純的Fe_C合金中，鈣、鎂這些元素均沒(méi)有作用。正如后來(lái)所解釋的那樣，原因是把鈣、鎂這些元素加入到熔融金和Fe—C—Co這三種合金系中，在含硫很低的情況下，均能促使球狀石墨的形成，由于純鈰很貴，后來(lái)便采用含鈰的質(zhì)量分數為45%~55%的混合金屬。經(jīng)Morrogh等人的研究，為了得到球狀石墨，必須滿(mǎn)足下列要求：
（1）在未加入鈰以前，鑄鐵應呈灰口凝固。
（2）鑄鐵成分應是過(guò)共晶的，即C+1/3（Si+P）》4.3%。
（3）含硅量的質(zhì)量分數為2.3~7.0。
（4）含硫量應盡可能低，經(jīng)加鈰處理后，含硫量ω（S）≤0.20%。
（5）Mn、Cu、Ni、Cr、Mo等元素可以任何含量單獨或聯(lián)合加入，但要滿(mǎn)足其成分是過(guò)共晶的。
其中，最為重要的條件是含碳量與含硫量。用鈰經(jīng)兩次球化處理，抗拉強度可達到800MP。并且，通過(guò)合金化，基體組織可以是珠光體或是奧氏體。
Morrogh認為，工業(yè)生產(chǎn)球墨鑄鐵不會(huì )有特殊的困難，如果有低硫生鐵，并在坩鍋爐、電弧爐、電阻爐或感應電爐中熔煉均可。當時(shí)的困難發(fā)生在采用沖天爐熔煉，由于焦炭增硫，使用含鈰的混合金屬是不利的。這是因為，要使含硫量從w（S）=0.16%降至w（S）=0.02%，必須加入0.6%的混合金屬;如果原始含硫量只有w（S）=0.02%，為使殘留鈰量達到0.05%，則只要加入0.1%~0.2%的混合金屬。
當前位置: