第三节 蠕墨铸铁
近年来蠕墨铸铁在世界各国铸造行业中越来越显示出其独特又优异的性能。因而在各类行业中正在不断扩大其应用领域。所谓蠕墨铸铁，顾名思义就是蠕虫状石墨的铸铁。在欧美各国原名为Vermicular（蜗牛状）石墨或CoMPacted（紧密的）石墨铸铁，在日本有称其为芋虫状石墨铸铁（圆头、短粗）。经测量其石墨的长度对直径的比率是2～10，石墨的面积对石墨周边的比率0.25～0.5，圆头石墨而不是像灰铸铁那样长条尖头石墨。各圆头石墨在共晶团内紧密连接，其共晶团化球铁和灰铁的共晶团大而少。这种独特形貌的石墨形成可认为是石墨球化过程的变异。研究人员曾在蜗牛状石墨中发现镁和钛，使人可以想象在凝固过程中奥氏体晶体外或内曾经发生石墨球化与反球化的物理反应。这种蜗牛状或者蠕虫状石墨常被铁素体包围，而铁素体又被珠光体包围，构成类似球墨组团常出现的“牛眼”结构。这是蠕墨铸铁铸态具有优越的力学性能（良好的强度、韧性和塑性），以及突出的减磨性的原因。因而蠕墨铸铁在欧洲、美洲和亚洲许多国家已经应用于火车、汽车的刹车制动器、气缸头和钢锭模的生产。
关于蠕化机理国内外科研表明，以镁作石墨球化剂已无疑义。而钛则与镁的功能相反，成为反球化剂，二者互相制约，使石墨既不呈球形也不呈条形，导致呈蠕虫状。蠕墨铸铁的强度和韧塑性介于球铁和灰铁之间。其铸造工艺性能却优于球铁，并不逊于灰铸铁。这也是其得到广泛应用的一个原因。
蠕墨铸铁的化学成分，通常取C 3.4％～3.6％，Si 2.2％～2.4％（当量：C+Si/3=4.1～4.3），Mn 0.4％～0.6％，S≤0.04％（可允许0.08％）。铁水可用冲天炉或感应电炉供给，出铁水温度最好1450℃。蠕化剂可采用稀土镁合金（含镁7％～9％）0.6％～0.7％（占铁水质量）+钛铁（含钛30％）0.3％（占铁水质量）。将蠕化剂打成粒度5～8mm，预热到200℃，30min以上除尽表面上水分，铁水包呈红热状态，至于包底上（最好用稻草片覆盖好），冲入所需铁水量的2/3，其余1/3铁水流子中洒入硅铁小粒（3～6mm，事先烘干）冲入包内，然后用钢棒搅拌20s（不扒渣）。浇铸试棒（ф20mm，长100mm）。用潮砂型，凝后取出淬水（从红黄色，约950℃入水），打断观察断口上有均匀分布的黑点，基体呈灰白色则认为正常，可以立即进行浇法铸件，若断口出现暗白色条形就是石墨化不完全出现Fe3C硬脆相，需在大包倒小包浇法之前在小包中加入硅铁粉（0.4％）或铝粉（0.1％）进行第二次石墨化。制备出的样品测试力学性能如表3-4所示，其显微组织形貌如图3-2所示。
表3-4 蠕墨铸铁室温力学性能
图3-2 蠕墨铸铁典型的石墨形态