1977年德國所產球鐵的64%是由感應電爐熔煉的，15%由熱風沖天爐、2.3%由冷風沖天爐熔煉，其余直接用高爐和其他熔爐的鐵水處理。

德國球鐵原鐵水的出滬溫度一般在1520℃以上。所以雙聯熔化法在球鐵生產中得到廣泛應用，主要用于調整沖天爐和高護鐵水的化學成分及溫度。

據筆者在德國考察，即使有直讀光譜儀監測，冷風沖天爐熔煉的球鐵質量波動也很大，因而沖天爐熔制球鐵正逐漸被電爐取代。德國生產的大型球鐵件都是采用電爐熔煉，例如THYSSEN公司FWH鑄造廠就裝有一臺65t,兩臺35t和一臺8t工頻爐，生產過l80t重的鑄件。

一、球鐵專用生鐵

GGG-40鑄態球鐵約占德國球鐵總產量的70%。為保證鑄態達到要求性能，僅把含錳量低作為質量標志已遠遠不夠，更重要的是要求千擾球化元素和穩定珠光體元素的含量低而且穩定。德國高爐生產的球鐵專用生鐵的成分見表1，其微量元素及其含量不大于以下數量。

生產厚大斷面球鐵要特別住意爐料中千擾球化元素Ti, Pb, Sb, Bi,促進碳化物元素B, V, Cr和穩定珠光體元素Mn, Gu,  Sn的含量。

德國在爐料配比中，生鐵所占比例已從1960年的32%下降到1987年的16%，相反廢鋼由18%上升到39%。

二、化學成分選擇

表2近似給出了球鐵原鐵水的化學成分，括號中的數字是可能使用的合金元素含量。

德國球鐵的碳當量一般為4.2~4.3%。當鑄件模數〔M）較小時，鑄態無碳化物存在所需碳當量的最小值可按此經驗公式確定:

為了降低所需的過熱溫度，減小鐵水收縮傾向，在相同碳當量情況下，應采用盡可能高的碳和低的硅。所以普通球鐵的含5i量不超過2.6%;特殊球鐵GGG一35.3和GGG-40.3的含Si量不超過2.100/a e隨著Si% x Sc(共晶度）乘積的增加(一般球鐵不超過3.0},石墨球數量和生成鐵素體傾向亦增大。

在通常GGG-4o的化學成分范圍內，若錳含量小于0.7%，鑄態鐵素體球鐵中珠光體數量主要不是由錳，I}是由微量元素錫、鉻和殘余鎂量確定。關于伴隨元素和干擾元素對上述球狀珠光體數量的影響有如下經驗公式：

珠光體量(%)=-2 .45+768.〔%Sn)一5"2"(%Si+106.(%Mg)-142. (%CO)+138.(%Cr)+549(%N)+101.(%Al）+51.6（%P)

德國鐵素體球鐵的含錳量一般為0.1-0.2%，珠光體球鐵為0.3---0.4. 普通球鐵的含磷量保持在0,08%以下，高韌性球鐵則要求低于0.05% 。原鐵水含硫量一般要求小于0.02%，否則要進行脫硫處理。

MG殘取決于鐵水停留時間和鑄件壁厚，一般為0.02-"0.08%，為抵消于擾元素的影響.大部分球化劑中含有約1,0%的稀土元素。各種干擾和伴隨元素的最大允許含量取決于鑄件壁厚，如果低于表3給出的含量，則可不加稀土元素。

三、球化處理

德國采用改進的中間包處理球鐵工藝，鎂的吸收率可達60%,鎂燃燒生成的煙氣減少80%，因此其應用較廣泛。

鐘罩法在大型球鐵件生產中廣泛采用，如FWH廠就用此法生產。該法處理鐵水效果穩定，鎂的吸收率高，增硅量只有0.2-0.5%由于球化反應強烈，有利于反應物上浮。但處理過程中熱量損失較大，所需時間較長。鐘罩法所用球化劑按重量以塊狀形式供貨，其化學成分見表4。

適合于沖入法的球化劑成分見表5，其中VL63(s)和VL53(s)的稀土量很高，用于處理冶金質量特殊的鐵水。

球化處理的須往意原鐵水中欽的含量，隨著鈦含量增加，實現完全球化所需的Mg含量也上升。當Ti大于0.05%時，將強烈地阻礙球狀石墨形成，并減少石墨球數量。最有害的是鈦會降低其他干擾元素的臨界值，從而增大其危害性。但其不利影響可通過球化劑中含有的鈰抵消。

四、孕育處理

德國通用的球鐵孕育劑除普通FeSi外，FeSi-Zr和FeSi-Mn-Zr亦有廣泛應用。常見的孕育劑的化學成分見表6

ZL80是一種應用廣泛，孕育衰退慢的孕育劑，有不同的熔點可洪選擇。ZIRCOGRAF熔解速度快，可用于各種孕育工藝。

球鐵孕育劑的含鋁量應小于1%，粒度不超過8mm。適宜的孕育處理溫度為1400--1480℃ 從孕育處理到澆注完成的時間一般不超過}5分鐘。多次孕育最適合于球鐵的生產，為此單件小批生產的大中型鑄件都采用澆口盆孕育，機器造型的小型鑄件}}l采用型內孕育或隨流孕育工藝。孕育塊埋在澆口盆中或直澆道底

部，操作簡便。一般澆包孕育時孕育量取0.4‘一0.5%，如果還要進行二次孕育，澆包孕育量最多0. 3% O澆口盆或型內孕育量為0.1-0.2%，如果孕育量太大，反而會造成“過孕育”缺陷，如石墨漂浮，縮孔縮松等。

五、鑄態與熱處理

GGG-35. 3和GGG-80這兩種球鐵對大型鑄件投有應用意義，前者的性能必須經過鐵素體化退火才能達到。其余牌號的球鐵既可鑄態，也可通過熱處理方法生產

生產鑄態球鐵時，必須考慮鑄件在型內的冷卻速度,嚴格控制化學成分，避免鑄件出現嚴重成分偏析。

生產鑄態鐵素體球鐵，特別是須保證沖擊功的高韌性球鐵。必須使用含微量元素及錳低的特種生鐵。GGG-40.3要求其鐵素體晶粒細小而均勻，故對爐料及熔煉處理技術的要求嚴格;如果鑄件壁厚相差大或基體中珠光體量超過10%。通常也要進行熱處理。

調整鐵素體和珠光體混合基體組織的球鐵GGG-50的性能，比起GGG-40或GGG-70和GGG-80要復雜得多，因為化學成分及工藝參數的微小波動都會導致基體組織產生區別。要在大型鑄件的不同壁厚得到相同數量的珠光體尤為困難。所以在設計要求許可的情況下，應盡量采用GGG-40或GGG-60代替GGG-50。

基體以珠光體為主的GGG-60---般用鑄態方法生產。GGG-7D要求細片狀珠光體基體，對厚壁鑄件只有通過加入穩定珠光體元素，才能在鑄態生成這種組織。用熱處理方法生產GGG- 70以上牌號，同樣受到鑄件壁厚限制，為保證鑄件性能，有時還需同時加入合金元素。

六、合金化

為了鑄態生產球鐵GGG-60到GGG-80,必須加入穩定珠光體的合金元素銅或錫或者采用較高的錳含量，實際生產中通常是加入銅。獲得珠光體基體所必需的銅含量取決于鑄件壁厚和原鐵水的錳含量，錳量增加可以降低銅的加入量，卻增大生成碳化物的傾向。鑄件加入銅還可以減少壁厚敏感性的影響。

錫對生成珠光體的作用約比銅強10倍，錫錳結合生成碳化物的傾向比銅錳結合強烈。如超出實現全部珠光體組織所需的錫含量，球鐵的抗拉強度反而下降，這是錫在晶界偏析所致。所以往往加入穩定珠光體作用較弱的鎳來生產

鑄態珠光體球鐵，尤其在生產厚壁大型球鐵.件時更是如此。在對鑄件的耐熱性有特殊要求時，才加入鋁合金。

我在德國三家鑄造廠所見到的球鐵大都用鑄態方法生產，只有個別鑄件才進行消除內應力退火，其實際選擇的化學成分(平均值)見表7 。 EB廠采用相同成分的原鐵水，按不同牌號和鑄件壁厚，直接將純銅粒沖入鐵水包，穩定而簡便地生產多種鑄態密烘球鐵，其性能高于DIN標準類似牌號。

七、鐵水質最檢測及調整

德國鑄造廠都配備了直讀光譜儀，所用試樣為在銅模中澆出的激冷片。一般廠只測定14-16種元素，大型鑄造廠要測定25種元素，有時還檢測氧含量。有的廠還同時采用燃燒法精確測定鐵水的含碳量和含硫量，在60-150秒內即可得出分析結果，用以修正光譜分析數值。

熱分析儀廣泛用于爐前檢測鐵水質量，可以記錄鐵水冷卻曲線和打印分析數據，測定含碳量比光譜儀情確，但含硅量的精度不如光譜儀。根據測出的鐵水過冷度，可以判斷鐵水冶金質量的優劣。

出鐵槽鐵水溫度一般采用輻射式高溫計連續檢測、自動顯示和記錄。感應電爐直接用訣速微型熱電偶測溫。

德國鑄造廠在工頻爐熔煉過程中很住重增碳工藝。常用增碳劑有2一4種，對其含硫量和灰分含量育嚴格要求。為保證增碳效率，應在1430-1500℃溫度范圍內，盡量在鐵水含硅量較低時增碳。Sic用于出鐵前快速調整碳硅量并具有增加晶核作用。有的廠在沖天滬鐵水出鐵時加入量硅鐵或碳粉進行孕育或調整成

分。

超聲檢驗在一般鑄造廠已成為例行檢驗項目，除用于檢側鑄件缺陷外，還可判斷石墨形態。檢驗球化效果最可靠的方法還是快速金相法，密烘鑄鐵廠廣泛應用此法。