由于碳硅含量較高,球墨鑄鐵與灰鑄鐵一樣在生產(chǎn)過程中具有良好的流動性和自補縮能力。但是由于爐前處理工藝及凝固過程的不同,球墨鑄鐵與灰鑄鐵相比在鑄造性能上又有很大的差別,球墨鑄鐵廠家分享因而其鑄造工藝也不盡相同。
不過球墨鑄鐵與灰鑄鐵相比在凝固特性上有很大的不同,球墨鑄鐵的共晶凝固范圍較寬?;诣T鐵共晶凝固時,片狀石墨的端部始終與鐵液接觸,因而共晶凝固過程進行較快。而球墨鑄鐵由于石墨球在長大后期被奧氏體殼包圍,其長大需要通過碳原子的擴散進行,因而凝固過程進行較慢,以至于要求在更大的過冷度下通過在新的石墨異質(zhì)核心上形成新的石墨晶核來維持共晶凝固的進行。
正是因為如此,球墨鑄鐵在凝固過程中在斷面上存在較寬的液固共存區(qū)域,其凝固方式具有粥狀凝固的特性,這使球墨鑄鐵凝固過程中的補縮變得困難。經(jīng)過球化和孕育處理,球墨鑄鐵的石墨核心較之灰鑄鐵多很多,因而其共晶團尺寸也比灰鑄鐵細得多。
由于在球墨鑄鐵棒共晶凝固過程中石墨很快被奧氏體殼包圍,石墨長大過程中因體積*所引起的膨脹不能傳遞到鐵液中,從而產(chǎn)生較大的共晶膨脹力。當鑄型剛度不高時,由此產(chǎn)生的共晶膨脹將引起縮松缺陷。
在凝固過程中,球墨鑄鐵的體積變化可以分為三個階段,分別是鐵液澆入鑄型后至冷卻到共晶溫度過程中的液態(tài)收縮,共晶凝固過程中由于石墨球的析出引起的體積膨脹,鐵液凝固后冷卻過程中的體收縮。