加入(ru)稀土提高性能

在高強度低合金球墨鑄鐵方面，除了對銅、鉬研究較多外，還對鎳、鈮等進行了研究。中錳球墨鑄鐵雖然在性能上不夠穩定，但多年來的系統研究與生產應用，取得了顯著的經濟效益。

在耐(nai)熱(re)球(qiu)墨(mo)鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)方面，除了中(zhong)硅球(qiu)墨(mo)鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)以(yi)外，系統研(yan)(yan)究了Si+Al總量對稀(xi)土(tu)鎂(mei)球(qiu)墨(mo)鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)抗生長(chang)能力的影響。中(zhong)國研(yan)(yan)制(zhi)的RQTAL5Si5耐(nai)熱(re)鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)用(yong)(yong)作耐(nai)熱(re)爐條的使(shi)用(yong)(yong)壽命是灰鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)的3倍(bei)，是普(pu)通耐(nai)熱(re)鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)的2倍(bei)，并與(yu)日本Cr25Ni13Si2耐(nai)熱(re)鋼的使(shi)用(yong)(yong)壽命相當。

高(gao)鎳奧氏體球(qiu)墨鑄鐵方面也取得(de)了進展，它在石油開(kai)采機械(xie)、化工(gong)設(she)備、工(gong)業用(yong)爐(lu)器(qi)件(jian)上均取得(de)了成功(gong)的應用(yong)。

在耐酸球墨(mo)鑄鐵方(fang)面，中國生產的稀土高硅球墨(mo)鑄鐵比(bi)普通高硅鑄鐵的組織細小、均勻(yun)、致密，由此，抗(kang)蝕性能提(ti)高了(le)10%～90%，并且(qie)其機械(xie)強度(du)也有顯著改(gai)善。

稀(xi)土(tu)(tu)能使石(shi)墨(mo)球(qiu)(qiu)(qiu)化。自從H. Morrogh先使用鈰得(de)到球(qiu)(qiu)(qiu)墨(mo)鑄鐵以來，先后許多(duo)人研究(jiu)了各種稀(xi)土(tu)(tu)元素的(de)(de)球(qiu)(qiu)(qiu)化行為，發現鈰是有效的(de)(de)球(qiu)(qiu)(qiu)化元素，其(qi)他元素也均具有程度(du)不等的(de)(de)球(qiu)(qiu)(qiu)化能力。

中國對稀土的(de)球(qiu)(qiu)化作用(yong)(yong)進行(xing)了(le)大量(liang)研制工作，發現(xian)稀土元素對常用(yong)(yong)的(de)球(qiu)(qiu)墨(mo)鑄鐵(tie)成(cheng)分(fen)（C3.6～3.8wt%，Si2.0～2.5wt%）來說，很(hen)難獲得同鎂球(qiu)(qiu)墨(mo)鑄鐵(tie)那樣完整均(jun)勻(yun)的(de)球(qiu)(qiu)狀(zhuang)石墨(mo)；而且，當稀土量(liang)過(guo)高(gao)(gao)時，還會出現(xian)各種(zhong)變態形的(de)石墨(mo)，白口傾向也增大，但(dan)是，如(ru)果是高(gao)(gao)碳過(guo)共晶成(cheng)分(fen)（C>4.0wt%），稀土殘留量(liang)為0.12～0.15wt%時，可獲得良好的(de)球(qiu)(qiu)狀(zhuang)石墨(mo)。

根據中國(guo)鐵質差、含硫量高(gao)（沖(chong)天爐熔煉）和出鐵溫度低的(de)情(qing)況(kuang)，加入稀土是(shi)必(bi)要的(de)。球化劑中鎂是(shi)主導元素，稀土一方面可(ke)促進石(shi)墨(mo)球化；另一方面克服硫以及(ji)雜(za)質元素的(de)影(ying)響(xiang)以保證球化也是(shi)必(bi)須的(de)。

稀(xi)土防止(zhi)干(gan)擾(rao)元(yuan)素(su)破壞(huai)球化。研究表明，當干(gan)擾(rao)元(yuan)素(su)Pb、Bi、Sb、Te、Ti等總量(liang)為0.05wt%時，加入0.01wt%（殘余量(liang)）的(de)(de)稀(xi)土，可(ke)以完(wan)(wan)全(quan)中(zhong)和干(gan)擾(rao)，并可(ke)抑制變(bian)態(tai)石墨(mo)的(de)(de)產(chan)生(sheng)。中(zhong)國(guo)絕大部分的(de)(de)生(sheng)鐵中(zhong)含有鈦，有的(de)(de)生(sheng)鐵中(zhong)含鈦高達0.2～0.3wt%，但稀(xi)土鎂球化劑由于(yu)(yu)能使(shi)鐵中(zhong)的(de)(de)稀(xi)土殘留量(liang)達0.02～0.03wt%，故仍可(ke)保證石墨(mo)球化良好。如(ru)果在(zai)球墨(mo)鑄鐵中(zhong)加入0.02～0.03wt%Bi，則幾乎(hu)把球狀石墨(mo)完(wan)(wan)全(quan)破壞(huai)；若隨后加入0.01～0.05wt%Ce，則又恢復原(yuan)來的(de)(de)球化狀態(tai)，這是由于(yu)(yu)Bi和Ce形成(cheng)了穩定的(de)(de)化合物。

稀土的(de)(de)形核作用。20世紀60年代(dai)以后的(de)(de)研究(jiu)表(biao)(biao)明，含(han)(han)鈰(shi)的(de)(de)孕(yun)育(yu)(yu)劑(ji)可(ke)(ke)(ke)使鐵液在整個保持期中增(zeng)加球(qiu)數(shu)，使最終的(de)(de)組織(zhi)中含(han)(han)有更多(duo)的(de)(de)石墨(mo)球(qiu)和更小的(de)(de)白口傾向。經研究(jiu)還表(biao)(biao)明，含(han)(han)稀土的(de)(de)孕(yun)育(yu)(yu)劑(ji)可(ke)(ke)(ke)改善(shan)球(qiu)墨(mo)鑄鐵的(de)(de)孕(yun)育(yu)(yu)效果(guo)并顯著(zhu)提(ti)高抗衰退的(de)(de)能力。加入(ru)稀土可(ke)(ke)(ke)使石墨(mo)球(qiu)數(shu)增(zeng)多(duo)的(de)(de)原因可(ke)(ke)(ke)歸結(jie)為：稀土可(ke)(ke)(ke)提(ti)供更多(duo)的(de)(de)晶核，但它與(yu)FeSi孕(yun)育(yu)(yu)相(xiang)比所提(ti)供的(de)(de)晶核成分有所不同；稀土可(ke)(ke)(ke)使原來（存在于鐵液中的(de)(de)）不活化的(de)(de)晶核得(de)以長(chang)大，結(jie)果(guo)使鐵液中總(zong)的(de)(de)晶核數(shu)量增(zeng)多(duo)。