球墨铸铁凝固特点，冒口设计特点

一般来说，球墨铸铁件的缩孔缩松倾向远大于灰铸铁件，防止收缩缺点通常是工艺设计中的一个非常困难的问题。在这方面，从实际生产中总结出来的经验非常不一致，各有各的见解：有人认为球墨铸铁件只有用小冒口才能生产出合格的铸件，有时没有冒口；有人认为应遵循顺序凝固的原则，在凝固部位放置大冒口，以补充铸件凝固时的体积收缩。

为了在保证铸件质量的情况下尽可能提高工艺出品率，仅仅依靠控制铸铁的化学成分是不够的。在了解球墨铸铁凝固特性的基础上，控制铸铁熔炼、球化处理、孕育处理和浇注操作的全过程，并控制好模具的刚度。

　　实践中使用的球墨铸铁大多接近共晶成分。厚壁铸件采用亚共晶成分，薄壁铸件采用过共晶成分，但距离共晶成分不远。在共晶和过共晶球墨铸铁中，小石墨球在共晶凝固过程中首先从液相中析出。即使是亚共晶球墨铸铁，由于球化处理和孕育处理后铁水过冷度的增加，在远高于平衡共晶转变温度的温度下，小石墨球也会先析出，初始小石墨球是在1300°或更高温度下形成的。在随后的凝固过程中，随着温度的降低，一些初始的小石墨球长大，一些重新溶解到铁水中，新的石墨球析出。石墨的沉淀和生长是在很宽的温度范围内进行的。

　　当石墨球长大后，其周围铁水中碳含量降低，石墨球周围会形成一层包围石墨球的奥氏体壳。奥氏体壳的形成时间与铸件在模具中的冷却速度有关：冷却速度快时，铁水中碳不能均匀扩散，奥氏体壳形成较早；低冷却速率有利于碳在铁水中的均匀扩散，奥氏体壳形成较晚。

　　在奥氏体壳形成之前，石墨球与含碳量高的铁水直接接触，铁水中的碳容易扩散到石墨球中，使石墨球长大。奥氏体壳形成后，阻止了铁水中碳向石墨球的扩散，石墨球的生长速度急剧下降。由于石墨从铁水中析出时释放的结晶潜热较大，约为3600 J/g，奥氏体从铁水中析出时释放的结晶潜热较小，约为200 J/g，石墨球周围奥氏体壳的形成和石墨球的生长受到阻碍，结晶潜热的释放将明显减缓。在这种情况下，共晶凝固依赖于进一步降低温度来产生新的晶核。因此，球墨铸铁的共晶转变应在相当大的温度范围内完成，其凝固温度范围是灰铸铁的两倍或更多，具有典型的糊状凝固特征。