蠕墨铸铁是上世纪60年代发展起来的一种新型工程材料，它广泛用于汽车发动机缸体、缸盖、排气管、增压器壳体、活塞环以及工程机械等产品上。蠕墨铸铁是合格的化学成分的铁水经蠕化处理而成。其组织中的石墨呈蠕虫状和少量团球状，它的强度、塑性、韧性、抗疲劳性都高于灰铸铁，但又有灰铸铁的减振、导热性和铸造性能。
蠕墨铸铁的石墨形态介于灰铸铁的片状石墨与球铁的球状石墨之间，它的蠕化处理工艺范围很窄，蠕化效果的稳定性难度大。如果蠕化处理过度，就变成球铁；蠕化不足就变成灰铸铁。要获得理想的蠕化效果，必须加强各道生产工序的管理和控制。
1原材料的选择
蠕墨铸铁所使用的生铁应高碳低硅低磷低硫。除选用球铁生铁外，还可以选用Z14、Z16、Z18，但要求（质量分数，%）P≤0.07%，S≤0.04%。回炉料应选用蠕墨铸铁或球铁回炉料以及蠕铁或球铁的铁屑。尽量采用本单位的，如采用外单位的应摸清楚成分。废钢用于调整碳量，或者是用于废钢增碳生产蠕墨铸铁的主要原材料。应选用少锈无油、成分明确的碳素结构钢，对来历不明的废钢或合金钢等，杜绝使用。焦炭质量影响冲天炉的冶金质量和铁水温度，要求固定碳高、强度高、硫量低、灰分少。宜选用铸造焦，但也可选用质量好的冶金焦或其他地方焦。目前，市场上的蠕化剂种类较多。大体上可分为以RE为基的蠕化剂、以Mg为基的蠕化剂和以Ca为基的蠕化剂。在选用蠕化剂时，应考虑适用、经济。蠕化处理后的铁水白口倾向大，必须要加入孕育剂进行孕育处理。常用的孕育剂有硅钡、硅铁（75%硅）等。前者的孕育效果比后者好，建议选用硅钡孕育剂。
2化学成分的选择
蠕墨铸铁的化学成分中碳当量可以在比较宽的范围内变化，从亚共晶到过共晶。但为使铁液有良好的铸造性能、高的致密性，通常采用接近共晶或过共晶成分。即碳当量（CE）在4.3%～4.6%，碳（C）3.6%～4.1%为宜。提高碳当量有助于减小白口倾向，减少铸件缩孔、缩松。但石墨数量增加，减少珠光体量，使得蠕墨铸铁强度显著降低。
硅对基体组织有较大影响，硅量增加，铁素体量增加，珠光体量减少。蠕墨铸铁的终硅量为2.0%～3.0%，但中硅耐热蠕墨铸铁（硅量为3.5%～4.5%），其高温力学性能接近中硅球墨铸铁，抗氧化性能接近普通球铁，加入适量Mo后，热疲劳性能比球铁、灰铸铁要高得多，多用于汽车排气歧管等。
锰是促进珠光体生成的元素，它固溶铁素体中，提高强度，降低韧性。但由于蠕墨铸铁中石墨分枝多，这种作用有所减弱。一般生产铸态铁素体蠕墨铸铁时，锰量应低于0.4%，而生产高强度、高硬度蠕墨铸铁时，锰量控制为0.5%～1.0%，对耐磨性有要求时，锰量可高达2.6%。
与球墨铸铁一样，磷高易在蠕墨铸铁的基体晶界上形成磷共晶而降低韧性，增加脆性。因此磷是有害元素，除耐磨件外，含量应控制在0.06%以下。
硫在球铁中是反球化元素。而在蠕墨铸铁里是反蠕化元素。当蠕墨铸铁的原铁水中，硫含量≥0.03%时，硫首先与蠕化剂反应，大量消耗蠕化元素，造成硫化物夹杂，剩下的蠕化元素才能起到蠕化作用。正是由于硫的存在，又在一定程度上拓宽了蠕化剂量的加入范围，有利于蠕化稳定。因此，不必要求过低的硫含量，但要保持稳定，实际生产中电炉熔炼要求硫量控制在0.03%以下，冲天炉熔炼要求硫量控制在0.06%以下。
蠕墨铸铁可以加入某些合金元素来改善基体组织，提高性能。如单独加入或联合加入Cn、Cr、Mo、Sn等合金元素来增加、细化、稳定珠光体，达到提高强度、增加硬度之目的。
3蠕化处理和孕育处理
蠕化处理是生产蠕墨铸铁的重要环节。常见的蠕化处理方法有冲入法、随流加入法、盖包法、喂丝法、冲入加喂丝法等。这些处理方法都与球墨铸铁的球化处理方法相类似，只是蠕墨铸铁对铁水成分，在线检测要求更高。无论是冲天炉、中频电炉或是冲天炉—电炉双联熔炼，蠕化处理都必须对原铁水成分进行检测和分析。蠕化率根据工件要求确定，国内通常将蠕化率高于50%定为合格，国外蠕墨铸铁的蠕化率高于80%为合格。
蠕化剂的加入量是影响蠕化率的直接因素。应根据铁水熔炼方式、原铁水成分（主要是硫含量）、出炉温度、铸件壁厚、蠕化剂成分和处理方法以及浇注时间的长短来确定。蠕化剂加入量不足或蠕化处理时操作不当，都容易造成蠕化不良。蠕化剂加入过量，易出现球化率高蠕化率低，铸件中产生较多渗碳体，形成白口。因此，选择蠕化剂和决定蠕化剂加入量应慎重。
孕育处理在蠕墨铸铁生产中也很重要。孕育处理的作用主要是消除蠕化处理造成的白口倾向，延缓蠕化衰退时间，促进石墨析出，提高蠕化率，细化晶粒。孕育剂的加入量一般为处理铁水总量0.4%～0.8%的硅钡或75硅铁，采用炉前孕育和瞬时孕育处理方式。
4铁水温度的控制
铁水出炉温度的高低影响蠕化率。铁水出炉温度过高，会加大蠕化剂的烧损，蠕化反应速度加快，而且也过多的消耗能源；如果出铁温度过低，蠕化反应速度慢，为了保证浇注温度，就得尽快浇注，从蠕化孕育处理到浇注的时间间隔必须缩短，很难保证蠕化效果。因此，应根据生产条件和铸件的情况选择适当的出铁温度。建议出铁温度控制在1420℃～1480℃。
5浇注时间控制
从蠕化处理和孕育处理结束到浇注的时间间隔的长短，对蠕墨铸铁的蠕化率有很大影响。生产实践表明，蠕化率是随着蠕化处理后时间的延长呈抛物线变化，蠕化率开始呈上升趋势，达到最大值后，随着时间的推移，开始下降，蠕化衰退。大约在22min后衰退加速。因此，浇注时最好控制在15min～20min内浇完。
6蠕墨铸铁蠕化率的检测方法
6.1三角试片法
用三角试片法检验蠕化效果是目前炉前普遍采用的一种方便直观方法。此法是将蠕化处理后的铁水浇注三角试片，待冷至暗红色后取出用水激冷。如果三角试片两侧有轻微凹缩，顶面略有凹陷，断口呈银白色，组织致密，中间有缩松，能见到均匀分布的小黑斑点，且断口有锯齿状不平整，敲击声音有类似球铁“铛”的声音，这说明蠕化效果良好；如果断口呈暗灰色或白口过大，顶部和两侧无凹缩，断口近乎平整，敲击响声弱小，说明蠕化效果不良，白口过大也说明蠕化效果不好，或者说明铁水已球化；如果断口呈灰黑色，组织粗松，说明未蠕化。
6.2炉前快速金相法
金相试样为φ20×25（mm）（视铸件大小、厚薄而定）。金相观察，试样蠕化率应低于实际要求10%左右。
6.3热分析法
用热分析仪对蠕化处理后的铁水试样进行分析判断，可减少人为因素造成蠕化率控制的失误。建议在生产蠕墨铸铁件时，这些控制蠕化率的方法都应同时采用，确保蠕化率的稳定。
7防止蠕化不良与蠕化衰退的对策
7.1防止蠕化不良的对策
蠕化不良的特征：炉前三角试片观察，断口暗灰色，两侧无凹缩，中间无缩松，断口晶粒粗；金相观察，片状石墨数量较多，高于10%。
产生蠕化不良的原因较多，原铁水硫含量高；铁水氧化严重；炉前处理操作不当（铁水放多，或蠕化剂量不足）；铁水温度过高，蠕化剂烧损大；干扰元素过多等。
针对产生蠕化不良的原因，采取相应的对策措施，出现这种情况应采取逐一排查：
①要严格控制原铁水的含硫量，特别是用冲天炉熔炼时，对焦碳的选择尤为重要。②严格炉前工艺操作：铁水和蠕化剂、孕育剂定量要准确；出铁水温度不宜过高；蠕化剂放入浇包底部要压实，覆盖好；出铁水时铁水流不能直接冲入蠕化剂；蠕化处理后，要搅拌扒渣，加入保温覆盖剂。③严防不必要的干扰反蠕化元素摄入。如炉前三角试片检验发现蠕化不良时，应立即扒掉保温覆盖剂，补加蠕化剂和孕育剂，搅拌取样；或者通过倒包补加蠕化剂的方法。电炉熔炼时补加
量为铁水量的0.2%～0.3%，冲天炉熔炼为0.5%～0.8%，再取样判断蠕化情况，确认蠕化良好后方可浇注，此时浇注要快，防止铁水因降温而导致铸件浇不足或冷隔。
7.2防止蠕化率低、球化率高的对策
蠕化率低球化率高的特征：炉前三角试片观察断口呈银灰色或银白色；两侧凹缩和中心部位缩松严重；金相观察，球墨数高于蠕墨数，大于50%。
产生蠕化率低球化率高的原因主要是处理过量，蠕化剂加入量过多或处理的铁水量过少所造成的。
防止及补救措施：
①严格操作规程，蠕化剂及铁水定量要准确；②掌握和控制铁水中硫成份的含量，不要有大的波动；③合理选择和使用蠕化剂，对已熟练掌握并且被生产证明能稳定蠕化效果的蠕化剂不要轻易变更。
若出现蠕化率低球化率高时，可以通过补加铁水，降低铁水中残余镁的含量，提高蠕化率；也可以通过延时浇注，让铁水中的镁被消耗一些，提高蠕化率；在没有多余铁水或者铁水温度不高的情况下，还可加入少量硫铁，根据加入0.01%S可以消耗0.007%的Mg以及硫铁中S的含量来计算应加入的硫铁量。另外还要根据三角试片白口宽度决定孕育与否及孕育剂的加入量。
7.3蠕化衰退
蠕化衰退的特征：炉前处理后三角试片观察较正常，但浇注到中后期浇注的三角试片出现蠕化不良现象，说明蠕化衰退；从铸件断口看，呈暗灰色，敲击声音嘶哑，相当于敲击灰铁声音；从金相组织看，片状石墨多，大于10%。
蠕化衰退产生的原因有：蠕化孕育处理后浇注时间过长；处理后铁水表面覆盖不好，铁水氧化，蠕化元素损失；铸件壁厚大，铸件冷却过慢。
防止及补救措施：
①操作迅速准确，处理后应及时浇注，不要停留过长；②处理后的铁水表面要扒清渣，要保温覆盖；③对于厚大件要适当过量蠕化处理，在铸件壁厚部位采取强冷工艺措施。
生产上通常在浇注中后期再浇注三角试片复检，若出现蠕化衰退时，包内铁水较多温度较高，允许补加蠕化剂、孕育剂，待三角试片检验合格后方可浇注。如果铁水温度不高，铁水不多，则停止处理和浇注，或倒掉，或倒入电炉内。
蠕墨铸铁的蠕化处理工艺范围很窄，在某种程度上它比处理球墨铸铁更难，稳定性更差，要求更严。但只要严格科学管理、重视各个环节和各道工序的操作工艺规程，加强炉前炉后的检测和工艺过程控制，就能稳定地获得所需要的蠕化效果，生产出合格的蠕墨铸铁产品。（子云）
