欧洲CORNET的研究计划“智能废料—废料中合金元素对铸铁生产和铸铁性能的影响及其发展前景”将研究伴生元素铝（Al）、硼（B）、钼（Mo）和钛（Ti）对球墨铸铁EN-GJS-400-15和EN-GJS-600-3的影响。目的是找出未来在废钢带进的伴生元素不断增加时，它们对铸铁合金的显微组织和力学性能的影响。该项目由比利时研究院Sirris和CRM集团以及亚琛理工大学RWTH铸造研究所（GI）实施。 

项目调查情况

项目前期调查发现包括来自比利时、荷兰和德国的33家铸造厂，超过41%的铸造厂从五个或更多不同的供应商处购买废钢，只有一小部分按照欧洲废钢规格购买废钢。同时，成分检查根据各种不同的标准进行，并且只有47%的铸造厂检查成分。同时，对四家铸造厂进行匿名评估发现，与供应商达成的协议后，在抽查频次较少的情况下，得到的废料成分仍然相对稳定。但有些铸造厂为了控制采购成本，使用的废钢除了有高含量的关键性的伴生元素外，还发现化学成分有较大的偏差和波动。 

实施条件及过程

项目实施过程中，选用不同球墨铸铁加入四种伴生元素，具体含量见表1，两个研究机构GI铸造所和Sirris公司都利用50 kg铁液得到凝固时间分别为4 min（YII楔块）、15 min（YIV楔块）和45 min（绝缘圆柱形几何图形）的试块，研究其组织和力学性能。工艺路线的具体差异见表2。

项目研究成果

    试验采用方差分析方法，分析了各元素铝（Al）、硼（B）、钼（Mo）和钛（Ti）对球化率、珠光体含量、碳化物含量、抗拉强度Rm、屈服强度Rp_0,2和断裂伸长率A的影响。

Al对两种球墨铸铁组织和性能的影响见表3，对球化率的影响见图1，图中含Al量为0时，球化率80%；含Al量0.72%时，球化率57%。

图1 不同铝含量的金相照片

B元素起到很强的碳化物形成剂的作用，促进渗碳体的形成。具体影响见表4，金相组织见图2。

图2 不同含B量的金相照片

Mo对组织的作用与B类似，但Mo的影响一般较小，具体见表5。图3为含Mo量0.23%时，试样着色处理的彩色组织照片，白色区域是在最后凝固区形成的碳化物。

图3 含Mo量0.23%的组织照片 

Ti从表6中可以看到有与Al相似的石墨变态作用。图4是含Ti量0.086%时着色处理的彩色组织照片，白色的是没有上色的TiCN碳化物。

图4 含Ti量0.086%的组织照片 

此项研究结果将伴生元素对球铁组织和力学性能的影响进行分析总结，可以使铸造工作者在应对交付废钢质量不规则的情况下，预先评估是否可以适用单个铸件或铸铁合金；或快速评估是否可以在熔炼过程中稀释带有伴生元素的铸造铁液，以保证铁液质量。

张琦译自德国杂志 Giesserei 2020(9),24-31.

原作者：VON ADALBERT KUTZ, BJÖRN PUSTAL,

A N D R E A S B Ü H R I G - P O L AC Z E K ,

AACHEN, KURT BEGHYN, GENT UND

VINCENT PUTTERIE, ISABELLE

TOLLENEER, LÜTTICH

校译：张伯明

编改：杨杨

编审：娅楠

说明：因篇幅所限，内容有较大删减。