如何提高灰铁硬度、强度和切削性能

一、如何提高灰铸铁的硬度

1、炉料配比炉料配比用生铁+废钢+回炉料+增碳剂的方法，利用增碳剂里的氮改变石墨的形态和长度来提高灰铁铸件的硬度。

2、控制化学成分

许多熔炼公司认为硫元素有害，硫在铁液中的含量越低越好，其实也不是这样，在灰铁铸件中应考虑“硅碳化”和“锰硫比”。

即Mn=1.71S+(0.2~0.5)。

HT250化学成分表：CPSiMnTiS3~3.3≤0.121.65~2.050.7~1.1≤0.05≤0.12（2）低合金化，加去一两种合金元素，加入时，应考虑碳元素的含量,不要盲目追求硬度。

3、铁液过热对于灰铁铸件，在一定范围内提高铁液温度能使石墨细化，基体组织致密，铸铁的抗拉强度和布氏硬度有所提高。铁液过热温度控制在1500-1530℃，过热时间控制在10min之内为好。

4、孕育剂和孕育方式灰铸铁的孕育处理是通常在出炉后的铁水中缓缓加入孕育剂（最常用的75Si-Fe），孕育处理之后的灰铸铁，硬度会趋于均匀，改善了机械加工的性能，也增加了灰铸铁的强度。灰铁铸件的硬度的标准时HB170-240之间。

二、如何通过铌提高灰铸铁材料的强度

铌与碳极强的亲和力使其在铸铁及相似的高碳熔池中的回收变得复杂化。在铁合金或熔炼界面快速形成一层铌的碳化物，其溶解情况决定了铌在熔池中的回收率。通过对铌铁溶解过程的研究，进一步确定铌在铸铁中的行为。

根据制动盘性能以及铸造工艺要求，实验用铌铁纯度为65%的标准铌铁，铌铁的熔点范围为1580～1630℃(固相线和液相线温度)，远高于铸铁，略高于铸钢。铌与铁不发生放热反应。因此，铌铁在铁水中不是熔化过程，而是一个以界面扩散为基础的溶解过程。这个溶解过程需要一定时间，根据实验条件，将铌铁块加工为大小为Ф5mm×30mm的圆柱型。实验设备包括10kg中频感应电炉，每次试验熔炼量为7kg，Ф35mm×150mm砂铸型，实验前砂型预热到200℃，铁水过热到1500℃浇注。分析仪器包括4XB金相显微镜、扫描电镜、MCO120-MHV-2000型显微硬度计等。