大型球墨铸铁件的类型比较多，如：大型柴油机缸体、大型轮毂、大球磨机端盖、高炉冷却壁、大型轧钢机机架、大型注塑机模板、大型汽轮机轴承座、风电设备中的轮毂及底座以及核电设备中的废渣罐等。这些部件除必须满足标准中规定的力学性能外，还有一些特殊性能要求，如风电铸件要求低温冲击韧度，核渣罐有许多附加的特殊验收标准等等。因此，作为铸造厂来说生产这些铸件，事先必须做周密的考虑。

 大型铸件

 1)首先要考虑的是如何获得健全、致密、尺寸合格的铸件生产大型球墨铸铁件的技术流程与灰铸铁件基本相同，只要结合球墨铸铁的特点在缩尺的选定、砂箱设计等方面稍作修正即可。

 2)其次要针对大型球墨铸铁件的共同特点做相应工作大型球墨铸铁件的共同特点是特别厚重，大多数要求铁素体基体，力学性能必须满足标准数据，有时外加低温冲击性能要求等。

 1 大型球墨铸铁件生产的特有问题由于大型球铁件冷却速度缓慢，导致共晶凝固期长达数小时，而在此期间要形成球铁的主要组织，因而就出现了大断面球铁或大型球铁件所特有的一系列问题：球墨数量少、球墨直径大、球墨畸变、石墨漂浮、化学成分偏析、晶间碳化物以及碎块状石墨(Chunky Graphite)等。这些问题早已受到关注，虽形成机理尚不统一，但对具体问题已有了初步的解决措施。

还有一个重要问题是如何满足和解决低温冲击韧度的要求?问题的巧合在于解决这两大难题的方向及措施大致相同。

 2 解决大型球墨铸铁件特有问题的途径

 1)强化冷却以加速凝固关于碎块状石墨的成因普遍较易接受的说法有二：一是球状石墨破碎而引起;二是由于热流或某些合金元素特别是Ce 和La 的偏析造成奥氏体外壳的稳定性降低，导致球墨的生长模式改变而形成。不管哪种理论或说法，可以肯定的是，共晶阶段凝固时间太长(即缓慢冷却)是形成碎块状石墨的直接和客观因素。因此不管采取什么方法，只要能缩短凝固阶段的时间，都可有效地阻止碎块状石墨的出现。

也有文献指出，球墨畸变有一个临界冷却速度(0.8 ℃/min)[1]。石墨畸变有时是一个突变过程，因此加速冷却，缩短凝固时间，特别是缩短共晶阶段的凝固时间，想方设法使共晶凝固阶段缩短至2 h 以内是有显著效果的。围绕这个原则有不少措施：强制冷却;金属型挂砂;使用冷铁等等。冷铁的导热率大，特别是蓄热能力强，是被广泛认为可以应用的有力措施。石墨的导热率高于挂砂冷铁(分别为45W/m?℃及17 W/m?℃)，但它的蓄热能力比冷铁小，假如有强制冷却的条件，则用石墨是比较合适的。对于大型或特大型球墨铸铁件，进行强制冷却仍不失为一种有力的措施。一般可采用风冷、雾冷或水冷装置，甚至可采用液氮冷却方式加速铸件的凝固速度。有数据表明，20 t 级球墨铸铁乏料容器铸件凝固时，其传热效果为：金属型吸热占58%、石墨及砂型(型芯部分)吸热占3.5%、砂型及其它装置部分吸热占3.5%、水冷导热占3.5%。由此可见，金属型可使铸件50%以上的热量传导出去，而型芯部分传热很少，显然强制冷却是必要的。

 2)改进工艺技术

 (1)精心选择原材料为了生产出优质大型球墨铸铁件，无论怎样精选炉料都是值得的。原料的干扰元素应尽可能低，特别要注意的是生铁来源、废钢品种、增碳剂的选用。

 (2)化学成分设计CE 不能过高(4.2%～4.3%)，如w(C)选3.6%～ 3.7% ，w(Si)则必须低至1.8% ～2.0% ;另外，w(Mn)<0.3%，w(P)、w(S)也要严格限制。除殊殊情况外，一般不用合金，因而必须严格挑选废钢。

w(Si)低是必须做到的，否则易出现碎块状石墨，低温性能也会达不到要求，问题就出在又要w(Si)低，又要不出现因w(Si)低而产生的弊病。日本百吨级乏燃料容器成分为：w(C) 3.6%，w(Si) 2.01%，w(Mn) 0.27%，w(P) 0.025%，w(S) 0.004%，w(Ni) 0.78%，w(Mg) 0.065%。

 (3)选择双联熔炼

双联熔炼能充分发挥冲天炉铁液成核能力强、电炉热效率高的特点。铁液必须高温出炉，有条件时可脱S，在电炉内的时间不要太长。根据情况决定球化温度，不能太高亦不能太低。

笔者主张大型件球化处理不要用冲入法，因为时间太长。至少用盖包法，最好用特色法或喂丝法，在固定地方喂丝，甚至可连同喂孕育丝。球化剂千万不要用常用的，最好重稀土球化剂和轻稀土球化剂混合使用。如采用冲入法，球化剂中w(Mg) 6%，w(RE) 1.0%～ 1.5%就可以了;如生铁较纯，w(RE) 0.5%～1.0%亦可。如采用喂丝法，可用高w(Mg)量的球化剂，但w(RE)要低，稍含些Ca 即可。

 浇注温度要合适(1300～1350 ℃)，不要太高，否则液态收缩太大;宜采用分散内浇道中速浇注，尽可能用高刚度铸型以充分利用石墨化膨胀进行球墨铸铁的自补缩，减轻冒口负担，确保铸件内部致密。