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球墨铸铁件由于低成本及高强韧性，在国内外得到广泛的应用。近几年风电行业快速发展，风电球墨铸铁配件的需求量迅速增加。由于风电件工作环境恶劣，机组通常要在-20℃甚至-40℃低温下工作，因而对部分零部件要求较高的低温冲击性能。风电设备上的齿轮箱、轮毂等都是厚大断面球墨铸铁件，由于断面过大凝固时间长，易导致球化孕育衰退，石墨球少、尺寸粗大和石墨畸变，低温冲击性能下降，给高韧性厚大断面球铁铸件生产带来困难。
本文是在保证足够的强度下，提高厚大断面球墨铸铁的低温冲击韧性，主要对厚大断面球墨铸铁生产工艺展开研究。现场浇注厚大断面铸件200mm×200mm×200mm，考察了浇注温度、铁水停留时间、随流孕育量和孕育方式对铸件组织与性能影响规律，将结果在更为厚大的250mm×250mm×250mm铸件上进行实验，实验所得结论应用于球轮毂生产。
浇注温度对厚大断面球墨铸铁的性能影响较大。浇注温度降低，球化率和石墨球数升高，平均石墨球尺寸和珠光体含量下降。珠光体对低温冲击性能影响明显，低温下以脆性断裂为主，1330℃左右低温浇注，可获得较高韧性的铸件。高温出水，铁水长时间等待后浇注，易产生石墨开裂等畸变，严重降低材质的延伸率，生产中应尽可能缩短铁水处理结束至浇注的时间。
不进行随流孕育，珠光体含量较高，随流量增加到0.2wt.％，铸件中心延伸率达到最佳20.6％，低温冲击性能也较好，继续增加随流量，基体组织变化不明显，反而使得低温韧性下降。使用高钙钡孕育剂进行浮硅孕育有利于减少大石墨球数，提高单位面积石墨球数。当使用高钙钡孕育剂进行包内和浮硅孕育，孕育方式为0.4wt.％包内+0.2wt.％浮硅+0.2wt.％硫氧随流孕育，1330℃左右浇注，铸件的性能较好。
将硫氧随流孕育剂换成较便宜的硅铁随流孕育剂，铸件石墨球变化不大，延伸率和冲击韧性略有下降，但低温下仍有一定的韧性。用便宜的75硅铁代替高钙钡孕育剂进行包内和浮硅孕育，铸件中石墨球数明显降低，珠光体含量较高，其延伸率及低温冲击韧性较差，-20℃仅为12.7J。
改进工艺后，对于200mm×200mm×200mm的铸件，中心拉伸强度405MPa，延伸率为20.6％，-20℃、-30℃、-40℃和-50℃冲击分别为16J、14.7J、13.7J和13J。对于250mm×250mm×250mm的铸件，抗拉强度390MPa，断后延伸率18.5％，-20℃、-30℃、-40℃和-50℃冲击分别为15.7J、14J、12J和l0.5J。
采用本研究得到的铸造技术，结合球轮毂的实际生产，附铸试块性能提高为:拉伸强度395MPa，延伸率27％，-20℃、-30℃、-40℃和-50℃冲击分别为17.3J、14.7J、12.5J和ll.2J。