(1) 加强薄壁和大断面铸态球铁技术的和应用。要铸件的力学强度和切削加工等性能不致因壁厚减小而降低,其基本途径就是使球墨铸铁的力学性能。重要的两个方面,一是白口化倾向的减低和,二是石墨组织的。球化剂的合理选用和稀土(RE)元素的加入是实现薄壁球铁铸造的关键。该技术的核心是在铸造(熔炼)工艺中要RE/S=2-2.5。球化剂要选用Fe-Si-Mg-RE-Ca系材料,其中稀土元素(Ce.La.Pr)的加入并使之与硫保持比例是球化技术关键,同时严格控制P≤0.04%-0.06%,Be=0.003%-0.007%。实验证实,当Mg/S≥5时,易生成白口;而RE/S≤2(时,出现球化不良;RE/S≥2.5时,也易出现白口。故在一般情况下要求硫含量越低越好的铸铁,此时(薄壁状态)为了的球化率、晶粒细化和减少白口,则保持比例的硫含量。此点对于以废钢(S较少)为主要原料的熔炼厂应特别予以注意。
(2) 继续和应用奥-贝球铁。奥-贝球铁是近几十年来铸铁冶金研究的重大成就之一,它是迄今为止具有好综合性能的一种球铁,尤其是高的弯曲疲劳性能和良好的,因而获得广泛的注目和应用。奥贝球铁的基体组织由板状或针状铁素体25%-50%的稳定残余奥氏体和碳化物组成,有时有少量的马氏体存在,一般通过850-900度奥氏体化后在300-450度等温淬火来获得,其常规化学成分与通常的铁素体或珠光体球铁一样。采用等温淬火来获得奥-贝球铁,其热处理费用高,难以普及,且因残余奥氏体向马氏体转变这一加工硬化现象使得加工困难。出现了中断热落砂法、中断正火法等新的生产奥-贝球铁工艺,这些生产工艺成本低、能耗少,且可行,因而具有研究和推广的实际意义。
(3) 发展奥氏体球铁。奥氏体球铁在石油、化工、海洋与船舶、仪器仪表、食品、动力与冷冻、以及核工程等许多都具有广阔的应用前景,因而成为近年来球铁中的一个新的研究。尽管目前产量还不大,但有些却发展很快,尤其德国的产量每年以10%的速度递增,并且,一种以GGG-NiGrNb20-2为牌号的可焊接奥氏体球铁已在德国问世,其化学成分(%)为:C≤3.0,Si1.5-2.6,Mn0.5-1.5,P≤0.4,Nb0.1-0.2,Ni18-22,Gr1.2-2.5,Mg0.08。瑞士Sulzer研制的新型Ni-Mn奥氏体球铁在-196度下仍具有很好的冲击韧性, 近又出现了15%Ni-5%Mn,20%Ni-4%Mn系的经济性很好、低温用奥氏体球铁。GGG-NiMn137牌号也开始用于制造热核反应堆外壳承重结构、核潜艇高压壳体等。我国镍的贮量占世界位,而奥氏体球铁的研究还是一个弱点,因此有待,尤其是高Ni奥氏体球铁。
(4) 采用新的球铁生产工艺。
在熔炼方面,好采用感应电炉或冲天炉-电炉双联熔炼,特别是冲天炉—炉外脱硫—电炉保温的工艺流程能为制取球铁提供的高温低硫原铁液。在球化处理方面,现在已有的方法达8种以上,广泛采用GF转包法和包盖法,我国也正在推广使用。在孕育方面,孕育剂的选择应在的铸件冷却速度下使球化—孕育有一个佳的搭配。孕育方法以瞬时孕育为佳,近十来,已发展了五六种新的瞬时孕育工艺。此外,近年来发展的铁液过滤净化技术也已推广应用,成为提高球铁质量的一种很好的措施。