球墨铸铁化学成分主要包括碳、硅、锰、硫、磷5大常见元素。对于一些对组织及性能有特殊要求的铸件,还包括少量的合金元素。同普通灰铸铁不同的是,为保证石墨球化,球墨铸铁中还须含有微量的残留球化元素。
硅的选择原则
硅是强石墨化元素。在球墨铸铁中,硅不仅可以有效地减小白口倾向,增加铁素体量,而且具有细化共晶团,提高石墨球圆整度的作用。硅提高铸铁的韧脆性转变温度,降低冲击韧性,因此硅含量不宜过高,尤其是当铸铁中锰和磷含量较高时,更需要严格控制硅的含量。球墨铸铁中终硅量一般在1.4%~3.0%。选定碳当量后,一般采取高碳低硅强化孕育的原则。硅的下限以不出现自由渗碳体为原则。
球墨铸铁中碳硅含量确定以后,成分设计基本合适。如果高于最佳区域,则容易出现石墨漂浮现象。如果低于最佳区域,则容易出现缩松缺陷和自由碳化物。