【提要】本文通过对影响高温承压球墨铸铁铸态性能因素中的化学成份、脱硫、球化、孕育处理等因素进行分析，确定合理的控制工艺，使得在铸态下力学性能完全满足铁素体基体球墨铸铁的要求。
关键词： 高温承压 大断面球铁 铸态铁素体
一．前言
    近年来，长城须崎铸造股份有限公司（简称CSMF）在开发国际市场过程中已成功的为通用公司（GE），日立公司（HITACHI）生产燃气轮机铸件。国内的燃气轮机生产厂家的部件多从从国外进口。经过近几年的研究开发，CSMF生产的燃气轮机壳体铸件从材料到铸造工艺都取得了非常大的进步，尤其是在铸件材料在生产工艺方法上取得了重大突破，也为今后更进一步的开发市场奠定了基础。大中型燃气轮机铸件，规范要求为ASTM-A395（GE/ ASTM标准），即高温承压铁素体球墨铸铁，。此类铸件因断面尺寸大，冷却缓慢，往往导致石墨形状变坏，尺寸变大，数量减少，各种元素偏析严重。部分铸件需要进行加钼（Mo）的合金化处理，因为钼的熔点高，可进一步改善材料在高温条件下的机械性能。加钼的工艺方法在国外通常是采用炉内熔炼法，采用其它方法很难保证铁水中钼的均匀性，而且生产成本高。国外一些公司也曾尝试过用其它加入方法，但都没有成功。为了降低生产成本和简化生产工艺，克服条件所限，经过试验，寻求了一种含钼铁素体球墨铸铁的生产工艺方法，这种工艺主要解决的技术问题特点是：一方面是简化合金化处理工艺，既能保证合金材料均匀的溶于铁水又能降低材料成本。以及如何保证在铸态下获得铁素体基体的球墨铸铁，其次如何在进行合金化处理后满足性能要求。

二．铸件要求及生产难点：
    1．铸件的质量要求
    燃气轮壳体铸件要求有非常大的承载能力和高的安全可靠性，铸件内外均为曲面，且壁厚差异很大（单件壁厚可从38mm到500mm不等），工作环境恶劣，工作时承载高压、高温、高速的燃气流，对铸件产生热疲劳冲击，并伴有化学腐蚀。结合的法兰及壳体内部均要进行精密加工，并且布满装配定子叶片的“T”形槽、孔，加工面不允许有任何缺陷，铸件任何部位不允许焊补修理。同时为了提高铸件的高温强度，部分铸件规范要求在达到相同性能的前提下，需进行加Mo合金化处理，这给材料的生产技术又带来了一定的难度。
    订货的燃机铸件中，有的需要在内部或结构之间镶铸钢件，并且熔合要绝对可靠但又不可过熔。

    2．验收规范
    a．规范要求为ASTM—A395铁素体球墨铸铁，必须带有连体试块供顾客验证。即：σb>418N/mm2、σ0.2>275N/mm2、δ>18%（δMo15%）、HB140~180、基体铁素体>90%。
    b．铸件要进行100%尺寸检验。
    c．外观检查，磁粉（MT）、超声波（UT）及射线透照（RT）等无损探伤检验。每件RT供货规范为ASTM-F186。

    3．生产中的难点
    此类铸件因断面厚大冷却缓慢，金属液体凝固时间长，铸件内部很容易产生缩松。       生产铁素体球墨铸铁时，为了获得较高的抗拉强度、屈服强度和延伸率，以往均要进行铁素体化热处理，热处理温度是根据铸态组织中是否存在游离渗碳体或珠光体，而采用900-950℃的高温热处理。但生产成本高，工艺复杂，生产周期长，给生产组织以及交货期带来非常大的困难，这就要求必须在铸态下获得铁素体基体。因此生产这种材料的难点主要有以下几方面：
    a．铸件要进行指定区域的射线探伤，如何解决铸件的内部缩松；
    b．如何保证在铸态下获得铁素体基体90%以上；
    c．如何使材料有足够的抗拉强度和屈服强度；
    d．如何获得足够的延伸率（>18%），在合金化处理后,获得规定的延伸率；
    e．采用最优的合金化处理工艺；