灰铸铁的铸造性能良好，铸造应力是热应力(约发生在550'C)、相变应力、收缩应力三者相互抵消或叠加的结果。灰铸铁的铸造应力一般较小：一般19. 6-49MPa,尺寸精度要求高的铸件、壁厚差大的铸件需要退火即人工时效消除铸造应力，采用低应力铸铁能减小铸造应力。
壁厚差大的铸件断面敏感性强，铸件内部或壁厚处冷却慢，易晶粒粗大、石墨精大，强度和硬度低;而在外表面或薄壁、·棱角处冷却快，硬度高，且易生成过冷石墨或白口。低碳高硅低应力铸铁可明显改善组织和性能的均匀性。改善灰铸铁性能主要途径有如下几个方面：控制金相组织，合理选择化学成分，合金化，改善金属炉料，过热铁液，孕育处理。
1试验方法
1 .1配料方法的确定
在原来生产普通灰铸铁的条件下增加废钢的加入量，降低投炉炉料的含碳量，使炉料的碳量在1.8%-2.1%之间，主要靠铁液在过热区过热时增碳，使碳含量控制在一定范围，产这样增加的石墨碳细小，炉料中的投炉硅含量控制在2.0%-2.2%之间。
1 .2配料：
1 .3铸件的化学成分的确定
化学成分设定：碳作为铸铁中含量最多的化合元素之一，它的数量、生成方式、存在形态等因素直接影响铸铁的性能。我厂的生产方式是树脂砂造型、冲天炉熔炼，对于生产厚大铸件难度较大。树脂砂保温性能好，散热条件差·由于铸件凝固时间长，基体组织中石墨易生成及长大，导致铸铁性能下降。配料采取加大废钢量、减少原始石墨的数量，使熔化过程中的渗碳石墨大量进入铁液、增加共晶团数量，从而抑制石墨的长大。硅是促进石墨化元素，作为孕育剂使用时起到异质核心的作用，从成本的角度考虑，减少炉后投炉量、增大孕育量。锰在铸铁中起固容强化作用，但过多则增大铸件断面敏感性。采用低碳、高硅、中锰的原则，初步确定化学成分见表2：
1. 5生产设备
采用10吨两排大间距冷风冲天炉，出炉温度控制在1500-15200C，铁焦比为8：1，风量控制在90-100e/min，风压控制在：13-14KPa。
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2试验结果和分析
2.1力学性能分析
灰铸铁的基体通常由珠光体和铁素体组成。基体虽然是灰铸铁力学性能的根本，但其作用远远抵不过石墨片的割裂作用;除硬度外，强度、塑性、弹性等性能主要决定于石墨。为了进行试验分析，用浇注铸件的同一包铁水浇注中30试棒，然后进行拉伸试验，其力学性能结果见表4。
从表4可以看出，低应力灰铸铁的抗拉强度在硅保持在一定范围内时，随碳含量增高有降低趋势，试棒硬度基本没有什么变化。铸件材质要求HT300,从表4可以看出铸件的抗拉强度达到材质要求，满足了铸件抗拉强度要求。
2.2显微组织分析
C促进石墨化，C增加使枝晶间石墨粗大，共晶团粗大：Si强烈促进石墨化，消除晶间石墨，减少共晶团，强烈促进铁素体;MnO. 8%-1. 2%,稳定细化珠光体，提高强度、硬度。Mn>1. 2%，易在晶界析出二次渗碳体：，降低强度，增大变脆。
由图1中的相组织可以看出，控制铸件的含C量，增加废钢量，使石墨长度减小，使枝晶间石墨细化，共晶团细小;控制Si含量在1.9%-2.2%，硅在基体组织中起固溶强化的作用，在晶间形成间隙固溶体，增加铁素体，但并不降低铸件硬度;由于硅的增加，使铸件组织中没有渗透体等硬化相，切削加工性能良好。铸件内应力减到最小，铸件不变形，得到客户的好评;由于少了时效处理的过程，大大缩短了生产的周期，节约了资金，具有明显的经济效益。
3结论
(1)通过试验：在采取低碳、高硅，适当孕育、没有采用合金化的条件下，改变锗材质，控制碳含量、增加硅加入量，在无白口情况下，铸件抗拉强度满足牌号要求，完全能满足铸件性能要求。
(2)由于新材质无白口，热裂倾向大大降低。缩短铸件保温时间，打箱时间由原来的24小时，降低到现在的12小时，提高了生产效率。
(3)经过生产实践验证，铸件加工性能良好。
(4)低应力灰铸铁材质试验成功，给现在的生产提供了新的思路，具有实际指导意及推广应用价值。
