從20世紀(jì)80年代開始，很多學(xué)者對(duì)球墨鑄鐵的微觀凝固過程提出新的認(rèn)識(shí)，包括：①亞共晶球墨鑄鐵，先析出初生奧氏體。共晶球墨鑄鐵，在非平衡凝固條件下，首先析出初生奧氏體。過共晶球墨鑄鐵則首先析出初生石墨球。②共晶結(jié)晶時(shí)，發(fā)生離異共晶。共晶奧氏體與石墨球分別單獨(dú)形核。③初生枝晶和暈圈枝晶交替生長(zhǎng)，促成石墨球周圍奧氏體殼形成。奧氏體以石墨生長(zhǎng)面為襯底形核、生長(zhǎng)，在初生石墨球周圍形成環(huán)狀封閉奧氏體殼。④由于石墨漂浮、枝晶下沉及熔體對(duì)流等原因，石墨球與奧氏體發(fā)生碰撞，形成共晶晶粒?；谶@些新的認(rèn)識(shí)，可以將球墨鑄鐵的微觀凝固過程近似表述為，當(dāng)溫度下降到液相線溫度以下某一溫度時(shí)，亞共晶球墨鑄鐵有初生奧氏體枝晶、共晶和過共晶球墨鑄鐵有初生石墨球在液相中析出。共晶結(jié)晶時(shí)，共晶奧氏體與石墨球分別單獨(dú)形核。

　　石墨球在液體中自由長(zhǎng)大到尺寸后，在石墨球外圍形成奧氏體暈圈。同時(shí)奧氏體按枝晶狀方式生長(zhǎng)，并逐漸在枝晶旁析出石墨球。石墨球與奧氏體枝晶的碰撞與接觸形成共晶晶粒，石墨球被奧氏體包圍。碳原子通過奧氏體殼向石墨球擴(kuò)散，石墨球顯著長(zhǎng)大。隨著溫度降低，石墨-奧氏體共晶晶粒不斷長(zhǎng)大，游離奧氏體也會(huì)自由生長(zhǎng)。當(dāng)所有液相變成固相后，凝固結(jié)束。對(duì)球墨鑄鐵凝固過程的認(rèn)識(shí)建立在球墨鑄鐵屬于離異共晶以及熔液內(nèi)存在運(yùn)動(dòng)兩個(gè)事實(shí)的基礎(chǔ)上，強(qiáng)調(diào)奧氏體枝晶的單獨(dú)存在和它在凝固過程中的作用。采用著色腐蝕技術(shù)，金相顯示了球墨鑄鐵縮松區(qū)中奧氏體枝晶的組織形貌，分析了球鐵縮松的形成機(jī)制。研究表明，奧氏體枝晶對(duì)縮松缺陷的類型及形成機(jī)制具有顯著影響。可見，縮松形成于上述形成過程的階段，枝晶形成骨架后，凝固較早的區(qū)域?qū)嶂行牡漠惖爻槲后w流動(dòng)是球鐵縮松形成的主要原因。并且，隨冷卻速度增大，枝晶析出量增大，而石墨析出量減小，共晶前期凝固收縮增大，縮松傾向也增大。指出宏觀縮松常常出現(xiàn)在枝晶晶簇間隙，產(chǎn)生于共晶凝固前期樹枝晶骨架形成后，是異地凝固收縮造成對(duì)熱節(jié)中心(厚壁處)鐵液抽吸流動(dòng)的結(jié)果；微觀縮松是于凝固末期，晶簇間隙中的凝固收縮得不到補(bǔ)償而產(chǎn)生的微小孔洞；枝晶數(shù)量增多，形態(tài)趨于發(fā)達(dá)，液態(tài)金屬異地抽吸作用增強(qiáng)，易于形成宏觀縮松；反之，枝晶數(shù)量減少，形態(tài)粗壯，傾向于形成顯微縮松。

　　其二、球墨鑄鐵生產(chǎn)條件

　　球墨鑄鐵從誕生以來發(fā)展至今日，已經(jīng)在黑色金屬的應(yīng)用占有一席之地。在生產(chǎn)，加工和制造球墨鑄鐵件的過程中遇到的技術(shù)問題均取得了多項(xiàng)創(chuàng)新成果。我國古代鐵匠早在兩千以前就已經(jīng)成功制造出了具有球狀石墨的鑄鐵，現(xiàn)代球墨鑄鐵生產(chǎn)過程中，球化處理和孕育處理工藝的應(yīng)用使得球墨鑄鐵登上了工業(yè)應(yīng)用的舞臺(tái)。目前，球墨鑄鐵已經(jīng)成為20世紀(jì)工業(yè)生產(chǎn)中的金屬材料之一，被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)與生活中的諸多。球墨鑄鐵是指向鐵水中加入數(shù)量的球化劑和孕育劑，通過球化處理和孕育處理使鐵水中的碳在凝固以球狀石墨的形式析出的鑄鐵。向過共晶灰口鑄鐵中添加鈰，當(dāng)加入量大于0.02wt%時(shí)可以在凝固組織中獲得球狀石墨。

　　球墨鑄鐵的生產(chǎn)過程中，孕育處理工藝非常重要，孕育處理過程中孕育劑加入的種類、加入的時(shí)間、加入的方法、加入量、孕育劑的粒度和形態(tài)、保溫時(shí)間等工藝條件都會(huì)影響鑄件組織和石墨球的形態(tài)與分布，進(jìn)而影響鑄件質(zhì)量。

　　優(yōu)化的孕育處理工藝不但能提高鑄件的質(zhì)量和使用性能，降低鑄件的廢品率，還可以節(jié)約原材料，孕育劑和能源。所以，開展對(duì)球墨鑄鐵孕育處理工藝優(yōu)化的研究具有重要意義，也對(duì)我國今后的鋼鐵工業(yè)發(fā)展有著深遠(yuǎn)的影響。

　　根據(jù)鑄件生產(chǎn)條件，選擇的孕育劑和孕育劑加入方法并采用熱分析法爐前檢測(cè)鐵水孕育效果，完成對(duì)孕育處理過程的動(dòng)態(tài)調(diào)控，使球墨鑄鐵熔體達(dá)到良好冶金狀態(tài)，石墨球化，增加鑄件組織石墨球數(shù)量，細(xì)化晶粒，防止孕育衰退，減少鑄件白口傾向，提高鑄件的質(zhì)量，降低鑄件的廢品率，減少原材料和能源的浪費(fèi)。