球墨铸铁的发展
球墨铸铁的发展速度是令人惊异的。1949年全世界的球墨铸铁产量是5万t,1960年是53.5万t,1970年是500万t,1980年是760万t,1990年是915万t,1995年是1290万t,2000年是1310万t,2002年是1405万t,2004年是1870万t。并且,这种发展势头还将继续下去。预计到2010年,全世界球墨铸铁的产量将超过2000万t。
在全世界的球墨铸铁产量中,大部分是由几个为数不多的工业发达国家所生产。在发展球墨铸铁生产的同时,这些国家的可锻铸铁和铸钢的生产则在下降。
美国在球墨铸铁的生产中发展最为迅速。美国自1950~1969年的20年来,可锻铸铁和铸钢件的产量变化不大,而球墨铸铁产量则不断增长。至1969年,美国球墨铸铁产量已经超过了可锻铸铁,这时,已有许多汽车零件由可锻铸铁改成球墨铸铁生产。1969年美国可锻铸铁产量为115万t,而球墨铸铁产量则超过了150万t。至1980年,美国的铸钢件产量是168万t;而当年的球墨铸铁产量已达215万t。这就意味着,美国球墨铸铁的年产量也已超过铸钢件的年产量。这种情况在其他工业发达国家也是如此。
还要指出的是,进入20世纪80年代,灰铸铁的生产在全世界范围里有明显下降。1980年全世界灰铸铁件的产量是5230万t,至2000年,则降至3400万t。这种下降也导致全世界铸件总产量下降,尽管在此期间,球墨铸铁和铸造铝 (镁)合金的产量在迅速增加。
图1-1 1980~2004年全世界灰铸铁与球墨铸铁年产量的变化
全世界铸件总产量呈下降趋势的原因是,铸件用量大的支柱产业 (汽车工业、住宅建筑和农业机械)发展速度减慢及其他工程材料 [塑料、复合材料、铝 (镁)合金、陶瓷等]的崛起。例如,美国1980年每辆汽车的平均重量是1500kg,1990年则减至1020kg;灰铸铁所占比重由15%减至11%,此时,铝合金则由4%增至9%,工程塑料则由6%增至9%。
至今,球墨铸铁年产量占灰铸铁年产量的比值在增大。如果说1980年这两者在全球的比值是14.46%;到2004年,这两者的比值在美国已增至94.3%。这也就是说,在美国,球墨铸铁的年产量已接近灰铸铁年产量。在可望的未来,在全世界范围里,这两者的比值还将继续增大,球墨铸铁还将以每年2%~4%的速率递增。
球墨铸铁迅速发展的原因可以归结为:
(1)可在相当宽广的范围里,满足设计对材质的要求。
(2)与相同水平的材质相比,球墨铸铁的价格低廉。例如,汽车曲轴用球墨铸铁制作代替锻钢件,生产成本减少50%。
(3)生产技术不断进步与完善,这表现在:①熔炼技术的改善;②脱硫、球化和孕育处理新技术的开发;③新的铸造方法与技术的应用;④质量控制体系的完善。
总之,由于出现了球墨铸铁,使机械零件和铸件本身的质量有了很大提高,从而球墨铸铁的产量也就迅猛增加。可以这样说,球墨铸铁占铸件年产总量的比例,特别是它与灰铸铁的比例,从一个侧面,标志着一个国家的工业发展水平。
图1-1示出1980~2004年全世界灰铸铁与球墨铸铁年产量的变化。由图中可以看出,灰铸铁年产量递减和球墨铸铁递增的趋势必将持续下去。可以预期,全世界的球墨铸铁年产量终将超过灰铸铁的年产量。
【注释】
[1]本文中化学成分均为质量分数。