球墨铸铁是20世纪五十年代发展起来的一种高强度铸铁材料,其综合性能接近于钢,正是基于其优异的性能,已成功地用于铸造一些受力复杂,强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。球墨铸铁已迅速发展为仅次于灰铸铁的、应用十分广泛的铸铁材料。所谓“以铁代钢”,主要指球墨铸铁。
1981年,中国球铁专家采用现代科学手段,对出土的513件古汉魏铁器进行研究,通过大量的数据断定汉代中国就出现了球状石墨铸铁。有关论文在第18届世界科技史大会上宣读,轰动了铸造界和科技史界。冶金史专家于1987年对此进行验证后认为:古代中国已经摸索到了用铸铁柔化术制造球墨铸铁的规律,这对世界冶金史作重新分期划代具有重要意义。
法国的雷奥姆尔(Reaumur)于1722年i制成了自心可锻铸铁。后来、美国的塞斯·包伊登(Seth·Boyden)于1826年发明了黑心可锻铸铁
到了二十世纪二十年代。由于对铸铁中碳、硅等主要成分及加入其他合金元素的影响、熔化方法、孕育效果等方面的研究并有了进展,出现了所谓铸铁。因此,材质有了相当可观的,并在程度上扩大了应用范围。但是,由于存在着韧性低这样的根本缺点,未能迅速扩大其应用范围。1947年,烟的莫罗(Morrogh)发现了铸态下存在球状石墨的铸铁。
1948年,通过在高碳,低硫、低磷的灰铸铁中加入Ce,并使其残留量保持在0.02%以上,制得了球墨铸铁.几乎与此同时,美国镍公司(INCO)加格奈宾(Gagnebin)等通过在铸铁中加Mg,并使其残留量保持在0.04%以上,获得了相同的球墨铸铁孙
在次世界大战期间,由于生产耐磨马氏体白口铸铁所的铬元素资源缺乏,研究Cr的代用元素就成了当务之急。于是,对于与碳发生化学结合的各种金属及过渡金属,均就其能否形成碳化物进行了系统的调查研究,其中也就包括镁。为了减缓在加镁时的激烈喷溅,曾使用Cu80一Mg20合金和Ni80-M920合金。
结果表明,镁不但作为铬的代用元素有良好的效果,而且还发现当镁在铁水中有某种程度的残留量时,有显著的脱硫作用。以这些新的发现为基础,继白口铸铁之后,对于在灰口铸铁中加镁的作用也进行了研究。在含C3.5%、Si2.25%和Ni2.o%的灰铸铁中加入了o.5砀的Mg,其抗拉强度远远超过原来预期与普通灰铸铁相当(13kgf/mm2)0的估计,高达78kgf/mm2。
在高强度低合金球墨铸铁方面,除了对铜、钼研究较多外,还对镍、铌等进行了研究。中锰球墨铸铁虽然在性能上不够稳定,但多年来的系统研究与生产应用,取得了显著的经济效益。