?廣州鑄造廠在改善鑄鐵的裂紋敏感性（即降低焊接、鑄造或使用過(guò)程中產(chǎn)生裂紋的概率）需從材料成分、工藝控制、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等多維度入手，針對(duì)性解決導(dǎo)致裂紋的核心因素（如應(yīng)力集中、組織脆化、雜質(zhì)超標(biāo)等）。以下是具體方法：
一、優(yōu)化鑄鐵化學(xué)成分（從源頭降低脆性與應(yīng)力敏感性）
控制碳、硅含量及比例
碳含量過(guò)高（＞3.5%）會(huì)增加石墨數(shù)量，加劇基體割裂；過(guò)低（＜2.5%）則易形成白口組織（硬脆）。建議灰鑄鐵碳含量控制在 2.8%-3.2%，球墨鑄鐵控制在 3.0%-3.6%。
硅作為石墨化元素，含量需與碳匹配（灰鑄鐵 Si/C≈0.5-0.7），過(guò)高會(huì)導(dǎo)致石墨粗大（降低強(qiáng)度），過(guò)低則白口傾向增強(qiáng)。通過(guò)合理配比，減少滲碳體（硬脆相）的生成，提升基體韌性。
嚴(yán)格限制有害雜質(zhì)（硫、磷）
硫（S）：硫與鐵形成低熔點(diǎn)硫化物（FeS，熔點(diǎn) 988℃），在晶界聚集導(dǎo)致熱脆。需將硫含量控制在**≤0.06%**（球墨鑄鐵≤0.03%），并通過(guò)添加錳（Mn/S≥8-10）形成高熔點(diǎn) MnS（1620℃），消除熱脆影響。
磷（P）：磷易形成脆性磷共晶（熔點(diǎn) 1050℃），導(dǎo)致冷脆。需將磷含量控制在**≤0.1%**（重要件≤0.07%），減少晶界脆性相的析出。
添加合金元素提升韌性
加入鎳（Ni 1%-3%）：細(xì)化晶粒，穩(wěn)定奧氏體，抑制馬氏體和白口組織生成，提升基體韌性（如鎳硬鑄鐵的沖擊韌性比普通灰鑄鐵高 30% 以上）。
加入鉻（Cr 0.3%-0.8%） 或鉬（Mo 0.2%-0.5%）：強(qiáng)化基體，改善高溫穩(wěn)定性，減少焊接或鑄造時(shí)的應(yīng)力集中。
球墨鑄鐵中添加鎂（Mg 0.03%-0.06%） 或鈰（Ce 0.02%-0.05%）：促進(jìn)石墨球化（球狀石墨對(duì)基體割裂作用最?。@著降低裂紋敏感性。
二、優(yōu)化鑄造工藝（減少鑄造裂紋）
控制澆注溫度與速度
澆注溫度過(guò)高（＞1450℃）會(huì)導(dǎo)致晶粒粗大、氧化夾雜物增多，增加熱裂風(fēng)險(xiǎn)；過(guò)低則流動(dòng)性差，易產(chǎn)生冷隔和縮孔（應(yīng)力集中源）。灰鑄鐵適宜澆注溫度為 1380-1420℃，球墨鑄鐵為 1400-1450℃。
采用階梯式澆注系統(tǒng)或底注式澆注，避免金屬液沖刷型壁（減少卷渣和局部過(guò)熱），使鑄件均勻冷卻。
改善型砂性能與造型工藝
砂型需具備足夠的退讓性（如添加膨潤(rùn)土、煤粉），在鑄件凝固收縮時(shí)減少阻力，避免機(jī)械應(yīng)力導(dǎo)致的冷裂。
對(duì)于復(fù)雜鑄件（如機(jī)床床身），采用時(shí)效砂型或水玻璃砂型，降低型砂剛度，緩解收縮應(yīng)力。
合理設(shè)置冒口與冷鐵
冒口位置需覆蓋鑄件熱節(jié)（最后凝固區(qū)域），防止縮孔和縮松（減少應(yīng)力集中點(diǎn)）；冷鐵用于加速厚大部位冷卻，實(shí)現(xiàn)順序凝固，避免局部過(guò)熱導(dǎo)致的熱裂。
鑄造后緩冷與退火
鑄件脫模后立即埋入砂中或石灰中緩冷（冷卻速度≤50℃/h），避免快速冷卻產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。
對(duì)易裂鑄件（如球墨鑄鐵件）進(jìn)行去應(yīng)力退火（550-600℃保溫 2-4h，隨爐冷卻），消除鑄造過(guò)程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力（可降低應(yīng)力峰值 50% 以上）。
三、優(yōu)化焊接工藝（降低焊接裂紋）
預(yù)熱與緩冷（核心措施）
焊接前對(duì)工件預(yù)熱（灰鑄鐵 200-300℃，球墨鑄鐵 350-500℃），減少焊接區(qū)域與母材的溫差，降低熱應(yīng)力。
焊接后用石棉布包裹或放入保溫爐中緩冷，避免快速冷卻形成馬氏體或白口組織（硬脆相），同時(shí)減少冷裂紋。
控制焊接熱輸入與方法
采用小電流、短電弧、多層多道焊（每層厚度≤3-5mm），減少熱影響區(qū)范圍（熱影響區(qū)是裂紋高發(fā)區(qū)）。
優(yōu)先選擇低熱輸入焊接方法：如手工電弧焊（用鑄鐵專用焊條）、氣焊（氧 - 乙炔，熱輸入均勻），避免埋弧焊（熱輸入大）或激光焊（冷卻過(guò)快）。
焊接材料匹配與工藝細(xì)節(jié)
使用高韌性焊條（如鎳基焊條 Z308、鎳鐵焊條 Z408），焊縫金屬韌性高于母材，可吸收部分應(yīng)力。
焊接時(shí)采用 “分段跳焊法”（從中間向兩端，每段長(zhǎng)度≤50mm），分散熱量，避免局部應(yīng)力集中；焊后立即錘擊焊縫（用圓頭錘輕敲），釋放殘余應(yīng)力。
四、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化（減少應(yīng)力集中）
避免幾何形狀突變
鑄件或焊接件的拐角處采用圓角過(guò)渡（圓角半徑≥5mm），替代直角或尖角，減少應(yīng)力集中系數(shù)（直角的應(yīng)力集中系數(shù)是圓角的 3-5 倍）。
厚大部位與薄壁部位連接時(shí)采用漸變過(guò)渡，避免截面突變導(dǎo)致的冷卻不均和應(yīng)力集中。
減少焊接接頭約束
焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中預(yù)留收縮余量（如長(zhǎng)焊縫預(yù)留 1-2mm/m 的收縮量），避免剛性固定導(dǎo)致的應(yīng)力疊加。
對(duì)封閉焊縫（如箱體結(jié)構(gòu)），采用 “先間斷焊后連續(xù)焊” 的方式，逐步釋放應(yīng)力。
合理布置加強(qiáng)筋
在薄壁件或易變形部位添加加強(qiáng)筋（厚度為基體的 1/2-2/3），提升結(jié)構(gòu)剛性，減少焊接或使用過(guò)程中的變形和裂紋。
五、使用過(guò)程中的防護(hù)（減少服役裂紋）
避免過(guò)載與沖擊
鑄鐵件（尤其灰鑄鐵）抗拉強(qiáng)度低（100-350MPa），使用時(shí)需避免超過(guò)設(shè)計(jì)載荷的拉伸或沖擊載荷（如機(jī)床床身避免劇烈碰撞）。
對(duì)受力部件（如球墨鑄鐵曲軸），進(jìn)行表面淬火或噴丸處理，提高表面硬度和疲勞強(qiáng)度，減少疲勞裂紋。
控制工作環(huán)境
避免鑄鐵件在低溫環(huán)境（＜-20℃）下工作（低溫會(huì)加劇脆性），必要時(shí)采用低溫韌性更好的合金鑄鐵（如含鎳 3% 以上的鑄鐵）。
對(duì)接觸腐蝕介質(zhì)（如酸堿）的鑄鐵件，進(jìn)行表面涂裝（如涂漆）或電鍍（如鍍鋅），防止腐蝕導(dǎo)致的應(yīng)力腐蝕裂紋。