一、球墨鑄鐵的發(fā)展概況

球墨鑄鐵發(fā)現(xiàn)至今，已有60多年的歷史了。由于其綜合性能好、制造方便、成本價廉，不僅可以取代灰鑄鐵提升鑄鐵材料的質(zhì)量，還可以取代鑄鋼、鍛鋼和焊接件降低生產(chǎn)成本。據(jù)美國統(tǒng)計(jì)，其球鐵總產(chǎn)量中，40%是代替鍛鋼件、沖壓件、焊接件，25%是代替可鍛鑄鐵件，20%是代替灰鐵件，15%是代替鑄鋼件。國際上把球鐵占鑄件總量的比例和球鐵/鑄鋼比例作為衡量一個國家工業(yè)化水平高低的重要指標(biāo)

國外有學(xué)者稱，球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵和等溫淬火球墨鑄鐵（ADI）的發(fā)展已讓世界進(jìn)入了“新鐵器時代”。

工業(yè)發(fā)達(dá)國家由于球鐵生產(chǎn)的原、輔材料質(zhì)量好而且穩(wěn)定、工藝裝備先進(jìn)、檢測技術(shù)完善，能夠保證球鐵質(zhì)量，所以他們很早就把其用于汽車、軌道交通裝備、風(fēng)電、核電等重要零件及部件上，以代替鍛鋼、鑄鋼件。1964年-1965年美國通用汽車公司采用球鐵整體轉(zhuǎn)向節(jié)代替了原來用13個鍛件、沖壓件組裝起來的轉(zhuǎn)向節(jié)，是球鐵件在汽車底盤保安件應(yīng)用的突破，從此球鐵獲得了更快的發(fā)展。近年來我國球鐵發(fā)展很快，球鐵產(chǎn)量和鑄件總產(chǎn)量一樣已連續(xù)12年居世界（2010年我國球鐵產(chǎn)量990萬噸，占世界球鐵總產(chǎn)量的42.2%），但球鐵產(chǎn)量占鑄件總產(chǎn)量的比例、與鑄鋼的比例還低于世界平均水平，重要零部件的應(yīng)用上還不夠廣泛，說明我國球鐵還有很大的發(fā)展空間。

二、球墨鑄鐵的特點(diǎn)及其與鋼（鍛鋼、鑄鋼）的比較

球鐵與鋼相比具有以下特點(diǎn)：

1、  力學(xué)性能很廣

國家標(biāo)準(zhǔn)“球墨鑄鐵件”（GB/T1348-2009）規(guī)定了12種球鐵的牌號，抗拉強(qiáng)度（Rm）從350MPa到900MPa，伸長率從2%到22%。球鐵經(jīng)等溫淬火后，其強(qiáng)度、韌性都得到了很大的改善，國家標(biāo)準(zhǔn)“等溫淬火球墨鑄鐵件”（GB/T24733-2009）——國際上通稱ADI——規(guī)定了6種牌號，抗拉強(qiáng)度（Rm）從800MPa到1600MPa，伸長率為10%，彎曲疲勞強(qiáng)度可達(dá)500MPa，接觸疲勞強(qiáng)度可達(dá)2100MPa

2、屈服強(qiáng)度高、比強(qiáng)度高

鋼的屈服強(qiáng)度/抗拉強(qiáng)度之比一般為0.5-0.6，而一般球鐵的屈服強(qiáng)度/抗拉強(qiáng)度之比為0.6-0.7，等溫淬火球鐵則更高，為0.7-0.8，即同樣抗拉強(qiáng)度的球鐵比鋼可承受更高的應(yīng)力。

在考慮材料比重的同時，還必須考慮材料的強(qiáng)度。人們希望選用比重（W）與屈服強(qiáng)度（YS）的比值［即單位抗拉強(qiáng)度的另件重量——“比強(qiáng)度”（W/YS）］較低的材料。比強(qiáng)度低，材料輕而堅(jiān)固，就能夠滿足產(chǎn)品輕量化的要求。球鐵的比強(qiáng)度與鍛鋼相近，而等溫淬火球鐵（ADI）則與高強(qiáng)度鋁合金和低合金高強(qiáng)度鋼大致相同，是一種優(yōu)異的輕量化結(jié)構(gòu)材料。

3、（在沖擊功小于臨界沖擊功時）沖擊疲勞性能優(yōu)于鋼

球鐵的一次沖擊韌度不如鋼，特別是珠光體球鐵。但一般物件承受的動載荷不是一次大的沖擊，而是小能量多次沖擊。在上世紀(jì)50-60年代用球鐵曲軸代替鍛鋼曲軸試驗(yàn)過程中，做過兩種材料的小能量多沖試驗(yàn)，

4、鑄造性能好

由于球鐵的碳當(dāng)量高，接近共晶成分，故其流動性、成形性非常好，可以澆注壁厚為2-3mm的薄壁、形狀復(fù)雜的大型鑄件，為零件的薄壁化、輕量化創(chuàng)造了良好的條件。

5、耐蝕性好

球鐵在大氣中和土壤中的耐蝕性比鋼好。表6為球鐵與鋼在大氣中耐蝕性比較。球鐵在土壤中的耐蝕性遠(yuǎn)優(yōu)于鋼，是鋼的30倍，與灰鑄鐵近似。因此輸水、輸氣管線中廣泛使用球墨鑄鐵。

6、降噪效果好

由于有石墨存在，球鐵的吸震性好，可以降低零件工作時的噪音。例如，無錫柴油機(jī)廠K系列滾齒加工的ADI和40Cr正時齒輪在AK型機(jī)上的噪音對比試驗(yàn)，ADI齒輪的噪音比40Cr齒輪降低1.92dB,齒輪側(cè)噪音降低5.3dB。AKI系列磨齒加工的ADI齒輪比滾剃加工的38CrMnAl和40Cr氮化鋼齒輪噪音低2.5dB。由于石墨本身具有自潤滑能力，可以提高零件的耐磨性 

7、減重

由于有石墨存在，球鐵比重比鋼輕10%左右，使用球鐵可以減輕零件和設(shè)備的重量。