第一节　概述

球墨铸铁是科学研究的产物，它以完全崭新的组织和性能而进入世界铸造金属的行列。

关于球墨铸铁组织的本质，它是如何凝固的？镁、铈、钙、钇等球化元素的作用是什么？总之，球化机理这个问题，令许多研究人员耗费了大量的精力，世界上许多专家对此问题进行了研究和解释，其中有许多是金属物理学专家和物理化学专家，他们进行了卓越的理论工作和试验工作，在了解球状石墨的结构，形成球状石墨的物理、化学和冶金条件，球化剂的作用等方面，都取得了很大的进展。

今天，球墨铸铁之所以能够在铸造合金中以从未有过的速度发展，这一方面是由于球墨铸铁的性能优异而且价格低廉，另一方面也是与理论研究工作所取得的进展分不开的。

自从1947～1948年出现球墨铸铁以后，关于石墨球化的各种假说，就在20世纪50年代大量出现。到了20世纪60年代和70年代，世界各国学者就石墨球化理论进行了卓有成效的试验研究。特别是在20世纪70年代以后，由于基础理论关于金属凝固学和铸铁物理冶金学的进展，以及透射和扫描电子显微镜及电子探针、俄歇谱仪等近代检测手段的广泛应用，致使人们对石墨球化理论有了更深入的了解。尽管至今，还不能回答石墨球化理论的全部问题，如石墨畸变、微量元素的作用等，但是，也已经有好多问题得到了解决与澄清，可以预期，随着技术进步，随着时间的推移，关于石墨球化理论的问题，必将得到全面的解决。

关于铸铁物理冶金的学术会议，在1964、1974、1984年连续开了三届国际铸铁冶金学会议，1978年我国举办球墨铸铁基础理论座谈会及1981年全国球墨铸铁理论及基础技术提高班，便是充分的证明。在那段时间，国内、外学者对球墨铸铁的基础理论给予极大的投入，做了大量的研究工作。在球墨的形核与孕育，长大与球化，球墨的内、外部结构，影响球化的工艺条件，球墨铸铁的凝固特点，固相转化，力学性能等方面，一些问题已逐渐得到共识。例如：球状石墨直接从液态析出，石墨球的核心由硫、氧、碳、氮复杂化合物组成，石墨球的形状主要取决于生长过程，S、O等表面活性元素是阻碍球化的障碍，球化处理的首要作用是脱硫、去氧；孕育是球墨铸铁生产的重要工序，球墨铸铁具有糊状凝固特点，冷却速度是提高球墨铸铁质量的重要手段等。但是由于球墨铸铁的熔液、结晶、凝固的特殊性与复杂性，球墨铸铁的一些内在规律也并不十分清楚。20世纪80年代中期以来，对球墨铸铁理论的研究虽不如以前那样集中、强劲，但也从未停步，且日趋深入。例如：为加强研究成果交流，国际铸铁冶金学术会议的时间间隔也从以往的10年改为5年。在此期间，世界的球墨铸铁仍在不断提高。几个主要国家的球墨铸铁产量占铸件总产量的比例从1982年到1998年都有较大增长，如中国从4．5%提高到14．1%；美国从14%提高到28．5%，德国从18%提高到28．2%，日本从27%提高到31．6%。并且，2003年，美国球墨铸铁产量首次超过了当年灰铸铁的产量。

由此表明，球墨铸铁的理论研究（其中，主要是围绕石墨球化理论的研究），是促使球墨铸铁生产不断发展的基础。