近年來，很多單位研究并發展了適應具體生產條件和不同鑄件要求(包括薄壁高強度灰鑄鐵件)的高強度灰鐵的生產方法，歸納起來，有以下四種。

 

　　一種

 

　　強化孕育鑄鐵爐料中加入較多的廢鋼，采用鑄造焦，以得到出爐溫度大于1500℃和高碳當量的鐵水，用孕育劑強化孕育從而得到高強度灰鑄鐵。過去生產孕育鑄鐵依靠加入較多廢鋼，降低碳量來提高強度，但這種方法工藝性能不好，白口傾向大，尤其是對薄壁鑄件(小壁厚3～10mm)。近代高強度孕育鑄鐵不用這種方法，靠孕育劑來強化孕育，提高性能。一般的方法是：碳當量在3.9～4.1左右，溫度1480℃左右，要求鐵水氧化少，采用Si-Ca、Cr-Si-Ca、RE-Ca-Ba、Si-Ca、Si-Fe復合、稀土復合等孕育劑，進行孕處理。例如某廠5t沖天爐，利用鑄造焦，爐料中加入40以上廢鋼，總焦比為7時，鐵水溫度1520～1540℃，爐渣中氧化鐵含量低(1.8～3.0)。經特種孕育劑孕育處理，當碳當量為4.28時，試棒抗拉強度可達250MPa，相對強度RG=1.28，229HBW，珠光體含量大于98。又如某單位通過提高鐵水過熱溫度，然后采用RE-Ca-Ba孕育劑對鐵水進行孕育處理，燒注一批缸蓋鑄件，當碳當量為3.9～4.05時，抗拉強度285～304MPa，相對強度RG=1.1～1.21，石墨形態好，加工后水壓試驗沒發現縮松和漏水現象。

 

　　二種

 

　　合成鑄鐵。所謂合成鑄鐵工藝，就是用感應電爐熔煉，爐料中用50以上的廢鋼，其余為回爐鐵和鐵屑，經增碳處理得到的鐵液。

　　這種方法的優點是：

　　(1)爐料采用大量廢鋼，不用生鐵，降低了鑄鐵成本;

　　(2)可獲得含磷量低的鐵水，減少磷量對缸體、缸蓋等薄壁高強度灰鐵縮松和滲漏缺陷的影響;

　　(3)可避免生鐵遺傳性影響，鑄鐵石墨形態好，珠光體含量高，力學性能好，在同樣碳當量時強度可比沖天爐鑄鐵提高1～2個牌號。

　　

　　我國某汽車廠利用合成鑄鐵工藝熔煉高強度灰鑄鐵生產缸體，效果很好，生產結果表明：

　　(1)采用合成鑄鐵熔煉工藝澆注的缸體力學性能高，當碳當量為4.0時，抗拉強度大于250MPa，比沖天爐熔煉提高一個牌號;

　　(2)鐵水斷面敏感性小，缸體不同厚度斷面及階梯試塊斷面硬度分布均勻;

　　(3)鑄鐵含磷量低，含雜質少，克服鑄件滲漏缺陷;

　　(4)成本低;

　　(5)熔煉工藝簡單易行，容易撐握。

 

　　三種

 

　　低合金化孕育鑄鐵調整原鐵水的化學成份使其達到較高碳當量，在爐內(或包內)加入少量鉻、銅、鉬等合金元素，獲得高溫低合金化鐵水，再經孕育處理，得到石墨細小、珠光體含量高、片間距小的組織，從而獲得高強度鑄鐵。用這種方法生產高強度灰鑄鐵，國外用得較廣泛，效果比較穩定，合金元素多是Cu，Cr、Mo、Ni等。其大優點是可使缸體、缸蓋薄壁部分的基體組織得到95以上珠光體，硬度差小。我國某些單位用0.3～0.7Cr，瞬時孕育，控制鉻/硅比值，解決了缸體、缸蓋的生產問題。

 

　　四種

 

　　調整鑄鐵常規化學成份及比例，獲得高強度、低應力灰鑄鐵在碳當量保持不變的情況下，適當提高Si/C比值是提高機床鑄件強度和剛度重要途經之一。北京機床研究所等單位在這方面作了系統的研究工作，他們認為：通過調整化學成份，特別是改變硅/碳比值，使Si/C在0.5～0.9，再加上適當的孕育和合金化，可以獲得具有良好綜合性能的高強度灰鑄鐵件。

　　

　　有關硅/碳比值的規律是：

　　(1)在相同碳當量下，Si/C比值高，抗拉強度可提高30～60MPa，相對強度高，相對硬度低，彈性性能好;

　　(2)在相同碳當量下，Si/C比值增加，殘余應力有除低趨勢，應力傾向也較小;

　　(3)提高Si/C比值，白口傾向小，斷面敏感性小，而對鐵水流動性，線收縮率無影響。

　　調整錳、硅含量，使含MN量比含Si量高0.2～1.3以上，得到另一種高強度低應力鑄鐵。灰鑄鐵含MN在1.5～3.0范圍內，提高含Mn量，尤其是當Mn量大于Si量后，能細化共晶團，易于獲得D、E型石墨和細珠光體基體。另外，控制灰鑄鐵中Mn、Si差值和Mn的值，使Mn、Si差值在0～0.5，Mn大于2，還可以在灰鑄鐵中得到不同類型的硬化相。

　　因此，控制Mn、、Si差值和Mn值，就能獲得力學性能高，硬度均勻，耐壓致密性好和耐磨性能好的高強度灰鑄鐵。

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