（1）选用球化剂及熔制稀土硅铁镁合金球化剂的禁忌

1）为便于选用球化剂，不可不知我国当前可作球化剂的元素或合金，应用前景及我国球化剂的品牌。球化剂就是含有球化元素，能使石墨成球状的添加剂；也就是加入铁液中能使铸铁中的石墨结晶成为球状的添加剂。在工业生产领域，主要的球化剂是镁、稀土合金（分别是以铈、镧为主的轻稀土和以钇为主的重稀土）和钙。其中镁是一种良好的球化剂，是球化能力最强的元素，也是应用最广泛的球化剂。其密度为1.74g/cm³，熔点为651℃，沸点为1107℃，用它作球化剂可使石墨球圆整，并可在亚共晶或过共晶成分的铁液中均能获得良好的球化效果；它化学性质极活泼，脱硫（一般原铁液含硫量为0.06%时，镁处理后，可降到0.02%）、脱氧（与氧作用形成氧化镁，可使铁液含氧量显著下降）能力很强，生成的硫化镁、氧化镁熔点高、密度小，较易浮出铁液而被除去。但镁的沸点低，比铁液的温度低得多，用它（纯镁）作球化剂时，镁猛烈汽化，既不安全，又不经济，同时也恶化环境；另外镁的密度小，加入铁液中极易上浮，需采用压力加镁等特殊的球化处理装置。因此，用纯镁作球化剂现在已很少采用，一般都采用镁的质量分数不超过10%的硅铁镁合金或稀土硅铁镁合金做球化剂（见表3-17），以减缓镁的汽化作用。表中牌号除纯镁球化剂外，牌号标出的Q、R、L分别为球化剂、热熔炼法、冷压制法的汉语拼音字头；HRE为重稀土的代号。从表中可看出：我国制定的镁系球化剂中均附加有一定量稀土元素，这是考虑到我国生铁中一般都含有球化干扰元素（见表3-18），加入稀土不仅能起一定的球化作用，而且能抵抗干扰元素的反球化作用，这是因为稀土元素中如铈、钇能和多数反球化元素相结合，从而在一定程度上抵消了这些元素的干扰作用。当然，如果单独使用稀土作球化剂，由于其球化能力较镁差，所得石墨球常不太圆整，且稀土元素的沸点大都高于铁液温度，单独采用稀土处理时，完全没有沸腾，无搅拌作用，球化元素难于均匀分布。将稀土和镁同时使用，配制成稀土硅铁镁合金，可发挥镁和稀土长处，抑制其弱点，因此已成为目前常用的球化剂。稀土硅铁镁合金中，稀土的质量分数，我制定的标准中为0.5%～＜8.0%，也有高达20%的；镁的质量分数为4.0%～＜11.0%。随着熔炼质量不断提高，原铁液硫含量不断降低，稀土镁硅铁合金正逐渐向低镁、低稀土方向发展。

表3-17 我国球墨铸铁用球化剂机械行业标准（JB/T9228—1999）

（续）

表3-18 我国几种生铁的干扰元素含量（质量分数，%）

注：∑T（质量分数，%）=钛+铬+锡+钒+锑+铅+锌

以上虽指明了单独用稀土作球化剂的不足，以及和镁合用的优越性，但作为球化剂仍有采用的。如用铈作球化剂，稀土中的铈的沸点为1400℃，作用比较平稳，而且可以不受其他反球化元素的影响。但稀土铈价格贵，用铈处理后得到的石墨圆整度比镁要差，所以它的使用范围受到限制。重稀土（以钇为主）合金主要用于厚大断面的球墨铸铁件，以防止球化衰退。钙的沸点为1487℃，作用平稳，但球化能力弱，需加入的数量大。而且金属钙很容易氧化，不便贮存，故一般不单独用钙作球化剂。

2）稀土硅铁镁合金球化剂中稀土含量不宜高；硅铁含量不可太高；钙含量也不宜高。稀土与镁结合作为球化剂的必要性和优越性，上面已有阐述，但稀土与镁、硅铁等组成的球化剂，其稀土含量不是越高越好，而是其量不宜高。因为稀土元素虽有脱硫、去气、净化铁液和使石墨球化等有利作用，但白口倾向很大，而且偏析严重。一些研究发现，在晶界上稀土元素的含量比晶内高出几倍，因而常在晶界处形成少量碳化物，恶化球墨铸铁的力学性能，特别是塑性和韧性。还有不少研究指明，稀土量过高，会恶化石墨形状，降低球化率，因此国内外都主张使用低稀土含量的球化剂，以控制过量稀土元素进入铁液，避免降低力学性能。而稀土硅铁镁合金球化剂的硅含量，从表3-17可知，多达35%～44%，这些硅大都是在熔制稀土硅铁镁合金球化剂时以硅铁形式加入的，其目的是为了熔制方便，减少镁的烧损，因为硅能与镁形成低熔点（1102℃）的化合物Mg₂Si，能与稀土形成稀土硅铁合金，所以硅在球化剂合金中能把稀土和镁固定住，相当于镁和硅铁的“储存库”。但硅铁加入量也不能太多，因为有太多的硅进入球化剂，也即它的硅含量过高，会在球化处理时有较多的硅进入铁液，而铁液的总硅量不能高，否则会使球墨铸铁出现明显的脆性，为此，只能减少炉前孕育剂加入量，这将影响孕育效果，因此球化剂中含硅量不可太高。而钙在球化剂中球化能力较弱，因此很少单独使用，但有很好的脱硫、脱氧作用，其沸点较高（1487℃），作用平稳，将它加入稀土硅铁镁合金中，可起平稳反应的作用，但其含量不宜多，因为钙含量高，易使铸件产生夹渣缺陷。

3）现在球化剂虽多已商品化、系列化，但有的工厂常因为某种原因，拟自行熔制稀土硅铁镁合金球化剂。熔制时，不得将镁块架空，切忌过热，不可用砂型浇注。熔制稀土硅铁镁合金球化剂采用的原料要求如下：

①镁锭：含镁的质量分数大于98%，尺寸大小以60mm×60mm×50mm为好，并应将镁锭表面油污去除。

②硅铁：硅含量75%的硅铁，粒度3～15mm。

③稀土合金：了解稀土元素的氧化物RExOy的含量，粒度5～15mm。

④回炉铁：调节铁含量，以提高球化剂的密度，延迟球化处理时球化剂的上浮时间，有利铁液对球化剂的吸收，其块度不宜大，加入量不宜多，以免导致熔化困难。

⑤硼砂：覆盖剂，防止氧化。

自制的球化剂根据生产需要其成分可以不同，一般成分范围如表3-19所示。

表3-19 稀土硅铁镁合金球化剂的一般成分范围

熔制时采用石墨坩埚炉。装料一般有两种方法（参见图3-19），一是分层装料法，一是混合装料法。分层装料是将各种合金料分层装在坩埚内，彼此不预先混合；混合装料法是预先把各种合金料混合好后一起装在坩埚中。但不论采取那种装料法，镁锭都要放在坩埚内炉料中心，不能和炉气直接接触，以免烧损严重。另外，装入的镁锭块不允许其架空，应用铁棒捣实，使在熔化过程中，首先熔化的镁可立即与其他合金形成低熔点合金，实现逐步浸泡熔化，以减少镁的烧损。

熔制时要求大风高温快速熔化，但切忌过热，以防止镁烧损量增加，如发现有镁光从炉料中往外窜，应立即用炉料、硼砂覆盖。化清后停风，充分搅拌，出炉后迅速浇注。由于砂型冷却缓慢，容易造成浇入砂型中的稀土硅铁镁合金产生偏析，因此应采用金属型，而且型壁要较厚，以加快冷却。即使用金属型，为防止偏析，所浇合金锭也不宜过厚（一般35～45mm左右为好）。

（2）球化处理工艺的禁忌

1）冲入法球化处理不宜采用普通铁液包。为了承接铁液及浇注的方便性，普通铁液包大都采用广口带锥度而且高度小于等于直径的台体形状，这种铁液包不宜用来进行冲入法球化处理。首先，广口带锥度使得铁液与空气接触的自由液面大，而体积相对较小，不仅降温过快，而且球化剂氧化烧损也会较严重；第二，液面高度相对太浅，球化剂从包底上浮到液面的时间太短，导致其还来不及被铁液熔化吸收就已上浮到液面上闪光燃烧，不但浪费严重，更重要的是镁的吸收率太低，不利球化。因此采用冲入法球化处理的铁液包其深度H与内径D之比即H/D不宜采用通常的≤1，而宜为≥1.5～2.0。只有这样，再配合球化剂的放置方式，以及铁液进入浇包的方位等，才能确保采用冲入法的球化处理有良好效果。

图3-19 熔制稀土硅铁镁合金球化剂的装料法

1—硅铁 2—镁块 3—稀土合金、硅铁、回炉铁混合料 4—硅铁、回炉铁混合料 5—稀土合金

2）冲入法是应用最广泛的球化处理工艺，所处理的原铁液温度不宜低；所用球化剂不可直接暴露在包内的外表面；铁液流不可正对球化剂冲撞；不可忽视具有良好改进的盖包法。用稀土硅铁镁合金作球化剂时，多采用操作简便，效果也较好的冲入法球化处理工艺，如图3-20所示。球化剂加入量视原铁液硫含量、球化剂中镁含量、铁液的纯净度、铁液的处理温度以及工艺措施（例如是否采用盖包）等而定，一般是处理铁液质量的1.0%～1.6%。处理时，先将球化剂放入浇包底部一侧专门设置的堤坝或凹坑内（堤坝或凹坑面积约占包底面积的2/5～1/2），并在球化剂上面覆盖粒度略大于或等于所用球化剂粒度的孕育剂，最后表面覆盖珍珠岩或草灰；也有在球化剂上面覆盖一层无油、无锈蚀的球墨铸铁铁屑、细硅铁粒等，并压紧；还有在球化剂表面盖一块带孔薄铁板的，其目的是延缓球化反应时间，防止球化剂上浮，提高其吸收率。这也表明球化剂决不可直接暴露在包内的外表面。出铁处理时，不应使出铁槽流出的铁液直接冲撞到埋置在浇包凹坑或堤坝内的球化剂上，以免球化剂被冲散浮起，使球化处理反应过分剧烈，增加球化剂的氧化烧损，并引起飞溅，发生安全事故；有的或成为浮渣，难起应有的球化作用；因此，宜将铁液冲向处理包中未放置球化剂的一侧。冲入铁液时，可一次冲满，也有分两次冲满的，最好是一次处理。一次处理就是将铁液一次冲满处理包所能允许的容量，此时铁液的充满高度应低于处理包深度200～250mm，当球化剂反应完毕（一般1～2min为宜），应在铁液表面覆盖珍珠岩（如采用珍珠岩），扒渣，再放珍珠岩覆盖，反复扒渣2～3次。如果是两次处理则是分两次冲满，当铁液盛满2/3处理包时，停止出铁，待球化剂充分作用后，再加入剩余的1/3包铁液并在出铁糟加入孕育剂，然后搅拌、扒渣，经炉前检验合格后即可浇注。从温度来看，球化处理后，0.5～0.3t包铁液降温50～100℃，因此，所处理的原铁液的温度不宜低，通常要求大于等于1450℃。处理温度与所采用稀土硅铁镁合金球化剂的含镁量的关系列于表3-20。选用球化剂时，通常球化剂中稀土含量应低于镁含量，例如，冲天炉铁液处理温度为1450℃，硫的质量分数为0.06%～0.10%时，可选用镁的质量分数为8%，稀土的质量分数为3%～5%的球化剂。采用冲入法虽然应用广泛，但也存在镁的吸收率偏低（在25%～40%），以及由于镁在空气中的大量燃烧，导致闪光与烟雾，使劳动条件恶化等缺点。为克服这些缺点，发展了盖包法球化处理（见图3-21），它是在冲入法处理包上安装盖式中间包接收铁液，通过中间包底部浇口直径D控制注入处理包中的铁液流量，从而减少镁在反应过程中的闪光与烟雾以及大气对流过程带来的镁烧损，镁的吸收率一般可提高10%～20%。处理时，采用合金投料斗4通过合金投入孔2将球化剂（稀土硅铁镁合金）装入处理包底部，并将合金投入孔2用钢塞堵上。通过负荷传感器测量，控制所处理的铁液量，以使其加入的球化剂量与铁液量呈相应的比例。应指出的是，盖包法球化处理工艺已取得越来越多的认可，其应用将越来越广泛。

图3-20 冲入法球化处理工艺示意图

1—铁液 2—铁液包 3—凹坑 4—珍珠岩 5—孕育剂 6—球化剂 7—铁屑 8—堤坝

图3-21 盖包法处理装置(www.daowen.com)

1—中间包 2—合金投入孔和塞 3—倾动机构 4—合金投料斗 5—浇口 6—铁液称重负荷传感器 7—球化剂

表3-20 铁液温度与稀土硅铁镁合金含镁量的关系

3）在铁液包球化处理后的残渣不可让其留在铁液包内。球化处理时的化学、物理化学反应主要是球化剂的球化元素镁、稀土、钙等与氧、硫、及其他元素的化合及置换反应，反应结果在铁液表面产生不少的残渣。有的工厂由于看到残渣上面常撒落有少量孕育剂，而不进行扒渣作业，直接运送去浇注，这是不正确的。因为撒落其上的孕育剂在高温下与空气接触，会很快被氧化成渣，当氧化速度加快时还会闪出一些小火花，这些残渣并不能很好阻隔铁液与氧的接触，而是残渣中的硫化物特别是稀土硫化物会被空气中大量的氧气置换成氧化物，被置换出来的硫又会重新进入铁液，即发生氧化回硫现象。进入铁液的这些硫又会与稀土或镁作用生成硫化物，再度回到渣中；回到渣中后又会被氧置换出来，又会溶入铁液。如此恶性循环不止，会把溶在铁液中的残余稀土和镁消耗掉，造成球化不良或不球化。因此，球化处理后的残渣决不可留存铁液包内，必须快速扒除干净，并在扒渣后撒上足够厚的一层珍珠岩或草灰覆盖剂，以隔离空气，防止氧化回硫现象发生，既可减缓球化衰退，也起到保温作用。

图3-22 瓶状自建压力加镁包

1—包体下部 2—包体上部 3—包盖 4—重锤悬挂锁 5—导架 6—重锤 7—钟罩销 8—紧固螺栓 9—垫圈 10—钟罩

表3-21 镁的沸点和压力的关系

4）采用纯镁或纯镁附加稀土硅铁合金进行球化处理时，不可忽视采用压力加镁法；为增加镁的吸收率，建立的压力不宜低。镁的沸点只有1107℃，比铁液温度低很多，如果将镁投入到1400℃的铁液内，镁急剧地汽化，产生严重的沸腾、喷溅、甚至爆炸现象。但是如果能够提高压力，使镁在较高的压力下加到铁液中，此时镁的沸点就会提高。镁的沸点与压力的关系，如表3-21所示。可以看出，当外压为0.7～0.8MPa时，镁的沸腾则要在1380～1400℃才能开始；换句话说，在0.6～0.7MPa气压下加镁进行球化处理时，镁在铁液中刚刚汽化，并有一定的翻腾，但不会发生爆炸，使镁气泡能够很稳定地被铁液吸收。这就是压力加镁的基本原理，也是为增加镁的吸收，需建立较高压力的原因。生产上如何能在铁液表面建立起0.6～0.7MPa气压呢？目前有两种办法，一是所谓外压式，是将铁液包放置在密闭的压力罐内，通过压缩空气或氮气来建立必要的压力。这种方法设备复杂，操作不便。目前应用较普遍的是另一种方法，即自建压力式。它是把镁加到密封的铁液包内，镁在铁液包内沸腾产生大量的镁蒸气，此蒸气通过铁液时一部分被铁液吸收，另一部分逸出铁液表面，储存在铁液表面与包盖之间的空隙处。随着镁蒸气量不断增加，空隙内形成很大的压力，这样可以实行有控制的沸腾，减少球化剂镁的飞溅损失，并使逸出铁液表面的镁蒸气在压力作用下再重新进入铁液内。很明显，铁液液面与包盖之间的空隙愈小，则为了建立起压力所消耗的镁也愈少，一般此空隙的容积大约为铁液容积的10%。这种处理方法的特点，是反应较平稳，镁的吸收率高。图3-22所示是自建压力加镁包的一种形式。其铁液包必须要密封、坚固、安全可靠。应能承受1.0MPa以上的压力，制作用的钢板应较厚（12～15mm）。压力加镁用的包盖与包体间必须严密贴合并有密封衬垫，还应装有防止铁液喷出的安全罩。必须采用梯形螺纹或多头粗牙螺纹制作包盖紧固螺栓，并且，还应具有防止脱出装置。其加镁钟罩一般采用钢板制作，壁厚和压杆直径要足够大，以确保在加镁处理过程中不会过早熔化而引起镁块的上浮。在钟罩的侧壁和顶部开有若干个ϕ10～20mm的孔。钟罩采用的耐火涂料之一（质量分数，%）为：耐火泥10，石墨粉25，水玻璃65。球化处理时，压力加镁包应放入工作坑中，包内处理铁液量是浇注铁液量的1/2～1/3。注入压力加镁包的铁液量占其总容量的90%。处理前铁液温度最好是在1350～1400℃。密封和紧固包盖后，尽快将钟罩压入铁液中，处理时间约为4～6min。由于铁液沸腾引起的钟罩压杆振动停止后，提起压杆，开启包盖，扒渣，转入浇包。处理后降温80～150℃，此时应补加高温铁液，同时添加孕育剂。补加的铁液量一般是处理铁液量的一倍左右。搅拌、扒渣后覆盖保温集渣剂，即可浇注。用这种方法球化处理，镁吸收率高达80%以上，可使球化剂镁的消耗量显著减少，其加镁量与原铁液硫含量的关系见表3-22，对于厚大铸件，应增大加镁量。

表3-22 压力加镁法加镁量与原铁液含硫量的关系

图3-23 型内球化工艺示意图

1—直浇道 2—集渣包 3—盖板 4—出口ϕ30mm 5—入口 6—反应室 7—冒口 8—型腔 9—横浇道 10—滤网芯 11—内浇道

5）型内球化处理常用于球墨铸件的大量生产，其反应室不宜过大，也不可太小；原铁液硫含量不可高；浇注温度不宜低。一般生产中，铁液球化处理都是在铁液包内进行，铁液的运输、浇注耽搁时间较长，球化衰退和铁液降温问题也很突出，很难适应组织流水生产的需要。型内球化法就可较好解决上述问题，它是把球化剂（如稀土硅铁镁合金）放置在浇注系统中的反应室内，使球化剂与浇注的铁液作用而得到球墨铸铁，如图3-23所示是一种型内处理工艺示意图。这种处理方法的优点是镁的吸收率高，可达80%以上（甚至可达到100%）；所得球墨铸铁的力学性能比普通冲入法高，不仅抗拉强度，而且断后伸长率也提高；它可使球化处理的操作过程简化，消除了镁与铁液作用时出现的烟雾和闪光，去除了普通球化处理后的扒渣作业；球化处理的铁液可迅速在铸型中结晶凝固，既改善了孕育衰退和球化衰退现象，同时所得石墨细小、圆整、数量增多，因而可保证壁厚5mm的铸件不出现游离渗碳体，可在铸态下直接使用，而不用热处理等。但是为了保证球化稳定，各种工艺因素（如球化剂成分、粒度；铁液温度、化学成分；反应室、浇注系统的结构、尺寸等）一定要保持稳定，例如原铁液硫含量不可高，应小于0.03%。如果高，球化元素会先与硫反应生成硫化物或硫氧化物，不仅消耗球化剂，造成球化不稳定，而且还使夹杂物数量增多，易导致铸件产生夹渣等缺陷。冲天炉铁液因硫含量较高，不经脱硫处理，就不适用此法。另外，浇注温度不宜低，要高于1450℃，这是因为铁液经过球化处理要降低温度，还要经过过滤网等除渣，流经路程较长，没有足够高的浇注温度，将无法保证铸件质量。对于反应室，其结构和尺寸必须合理。因为型内球化反应是在铁液流经完全封闭的型内反应室中进行的，这就要求铁液自始至终能均匀地溶解吸收球化剂，使球化剂的溶解速度与铁液流吸收带走球化剂的速度相适应，形成动态平衡，既不形成过多的镁蒸气，又不会有空气侵入，才能保证铁液球化稳定，球化剂吸收率高，铸型无镁烟火光。反应室质量一般占一箱铸件总重的7%～10%。可根据流量强度来计算反应室的体积。设一铸型浇注的铸件和浇冒口总质量为G_O，加上反应室的质量，则该铸型所需铁液总质量为G=（1.07～1.10）G_O（kg），浇注时间t（s）可根据流水线生产率的要求而定，一般为20～30s。采用含镁质量分数为8%和稀土质量分数为5%的稀土硅铁镁合金作球化剂，流量强度取3.5kg/s·dm³。由此，可计算出反应室的体积V（dm³）

V=G_O/3.5t如果反应室尺寸过大，球化剂的溶解速率会嫌过快，结果是铁液尚未充满型腔，球化剂提前溶解完毕，导致可能出现铸件中某一部分完全球化，其余部分则球化不良或完全不球化；如果反应室过小，则球化剂溶解速率低，将使铁液中的残余镁量低，结果是球化不良。另外，反应室的入口处浇道长通常应大于40mm，出口截面应小于入口截面。反应室的出入口应互相交错，入口在下型，出口在上型。装入球化剂后，反应室上部要留有40mm左右高的空间，并且球化剂上表面离出口下边缘不应少于20mm。

（3）孕育处理工艺的禁忌

1）球化处理后的铁液通常不可直接用于浇注。对球化处理后的铁液通常还必须加入少量的孕育剂进行孕育处理后，才能用于浇注。以目前的认识来看，至少有以下几个目的：

①消除球化元素造成的白口倾向，获得铸态无自由渗碳体的铸件：球墨铸铁铁液经过了比较彻底的脱硫和脱氧，使铁液的纯净度提高，加上有球化元素的存在，因此石墨的形核较为困难，孕育处理的作用在于往铁液中引入外来的异质晶核，并在铁液中造成较大的硅的浓度起伏，从而促进石墨晶核的形成；另外镁和铈降低共晶转变温度，使球墨铸铁铁液的共晶过冷度大，从而促使铸铁按照白口方式凝固。故在球化处理之后，必须进行有效的孕育，否则将导致薄壁和中等壁厚铸件的白口倾向。

②细化石墨球，增加石墨球数，提高石墨球的圆整度，改善球化率，这主要是由于孕育处理能增加石墨核心导致的。

③减少晶间偏析程度，改善力学性能，提高伸长率和冲击韧度：在球墨铸铁共晶团的生长过程中，一些产生正偏析的元素如锰、磷等均在结晶前沿富集，并于凝固终了时，在晶间处形成脆性相，造成铸铁的塑性和韧性下降。孕育处理使共晶团细化，从而可减小共晶团间的偏析程度，提高铸铁的塑性和韧性。

④增加铁素体数量，获得铸态铁素体基体。

⑤减少铸造缺陷。

2）生产球墨铸铁件时，除广泛采用75%硅铁作孕育剂外，对不同铸件，尤其是厚大件或特薄小件，为提高孕育效果，减少其加入量，不宜只采用这种孕育剂。对球墨铸铁来说，孕育剂的加入量比灰铸铁（孕育铸铁）还要多。其孕育剂品种，截止目前，虽然有很多种，也多已商品化和系列化，但生产中常用的仍是以75%硅铁作孕育剂，其主要原因是其来源广泛，生产人员对其使用性能比较熟悉。由于孕育效果会极大地影响球墨铸铁的力学性能，因此，近些年开发出的一些孕育剂大都比单纯的75%硅铁合金孕育效果好。例如在75%硅铁合金基础上，附加石墨化元素和稳定珠光体的元素所制得的复合孕育剂，其孕育效果是75%硅铁合金的两倍至五倍，其中白口倾向可降低50%～90%，抗拉强度可提高20～80MPa。在球化处理时，一般情况下，采用75%硅铁合金作孕育剂，加入的质量分数在0.8%～1.5%的范围，采用复合孕育剂时，其加入量则可减少。表3-23是适用于球墨铸铁一些不同用途的常用孕育剂，其含铝的质量分数不宜超过2%，过多可能产生气孔缺陷。用稀土硅铁镁球化剂和硅钙孕育处理，当添加w（RE）=0.06%、w（Ca）=0.04%～0.06%，可获得最高石墨球数（3mm断面，950个/mm²），这表明稀土与钙有良好的复合孕育作用。但硅钙熔解性较差，易生成夹渣。铋与稀土或钙复合添加可以显著增加石墨球数，适用于铸态薄壁铁素体球墨铸铁件。添加含稀土和铋的硅铁（成分w（Si）=70%～72%，w（Al）=0.20%～0.25%，w（Ca）=0.55%～0.60%，w（RE）=0.40%～0.45%，w（Bi）=0.50%），可使6mm试样的石墨球数达到1300个/mm²，比75%硅铁孕育剂增加50%～151%。稀土镁球墨铸铁中铋加入的质量分数由0增加到0.002%，10mm断面石墨球数从652个/mm²增加到992个/mm²。由于原铁液条件不同，铋的适宜添加质量分数可为0.002%～0.010%，过量添加铋将使石墨形态恶化。

表3-23 球墨铸铁常用孕育剂

①例如含质量分数为Ni14%、Cu6%、Cr2%、Si15%的耐蚀球墨铸铁。

3）在球墨铸铁生产中，其孕育剂加入量通常比高牌号灰铸铁（孕育铸铁）还多，其孕育处理方法不可忽视。在生产珠光体球墨铸铁时，通常需加入铁液质量分数0.5%～1.0%的75%硅铁，铁液因孕育而使其硅含量增加w（Si）0.3%～0.6%；在生产铁素体球墨铸铁时，通常需加入铁液质量分数的0.8%～1.6%的75%硅铁，铁液增硅量达w（Si）0.5%～1.0%。为防止铁液最终硅含量过高，降低球墨铸铁的韧性，必须在选择碳硅含量时，按照高碳低硅的原则制定组分。其孕育处理方法与灰铸铁孕育方法相似。目前采用的主要有以下一些方法：

①炉前一次孕育和多次孕育：所指一次孕育有多种方法，在采用冲入法球化时，把孕育剂全部覆盖在处理包内的球化剂上，待冲入铁液进行球化处理时，同时发生孕育作用；也可把孕育剂的一部分覆盖在处理包内的球化剂上，其余部分的孕育剂则放在出铁槽上，靠铁液冲入包内；还有的是在球化处理后，补加铁液时在出铁槽加入0.8%～1.0%硅铁。一次孕育其操作简便，但易引起孕育衰退；两次孕育法，有两个方案，其一是在出铁槽中加入硅铁0.6%～0.8%，扒渣后在铁液表面加入0.2%硅铁；其二是在出铁槽中加入0.6%～0.8%硅铁、0.2%硅钙，扒渣后在铁液表面加入0.2%硅钙和0.04%钼丝；三次孕育法，是在球化处理后，补加铁液时在出铁槽中加入0.4%硅铁，扒渣后在铁液表面加0.3%硅铁，浇注时在铁液流内加0.02%硅铁末（粒度1mm左右）。实践证明，二次、三次孕育比一次孕育球化效果好，孕育衰退不明显，甚至可减少孕育剂加入量。

②液体孕育法：多用在大件生产上，如32t球墨铸铁盛渣罐的熔制，总孕育剂量1.0%～1.4%。用高硅铁液（Si=3.8%～4.0%）4.5～5t与一般硅含量的铁液（Si=1.48%）9t混合后浇注。据测验，孕育后42min，仍保持相当高的球化率。

③瞬时孕育：这在介绍灰铸铁孕育方法时已经阐述，如浇口杯孕育、浇包漏斗随流孕育、喂丝孕育等，这里不再重复，大都是在炉前一次孕育的基础上进行的，都是为了克服因孕育衰退导致的孕育效果随时间减弱而采取的措施。有试验表明：孕育作用最强的时段，是在孕育处理后最初的100s以内，以后不断衰减，7～8min后，石墨球数会减少80%～85%。瞬时孕育效果好，最关键的就是最大限度地缩短了孕育处理后的铁液进入铸型的时间，这也是所称“瞬时”的真正含义。