1 球墨铸铁的凝固特点国内外铸造工作者对球墨铸铁进行了几十年的研究，得出了它和其他合金不同的凝固特点，主要表现在以下方面：
（1）球墨铸铁的共晶凝固范围较宽。球墨铸铁共晶结晶时，由于加镁处理的结果，石墨在液相中长到一定尺寸时即被奥氏体包围。由于奥氏体外壳阻碍碳原子自熔融液体向石墨球扩散，覆膜砂铸造的种类，使得石墨球生长速度减慢，因而凝固过程进行较慢，以至于要求在更大的过冷度下通过在新的石墨异质上形成新的石墨晶核来维持共晶凝固的进行。所以，西宁铸造，共晶转变在一个较宽的温度范围内进行，导致铸件在很宽断面上固液两相共存，呈糊状凝固，使其凝固过程中的补缩变得困难。
（2）球墨铸铁的石墨多。与灰铸铁相比，球墨铸铁要经过球化和孕育处理，其石墨较灰铸铁多很多，共晶团尺寸也比灰铸铁细得多。
（3）球墨铸铁凝固石墨化膨胀力大。球墨铸铁在共晶凝固过程中石墨很快被奥氏体壳包围，石墨长大所引起的膨胀不能传递到铁液中，常见的铸造工艺有哪些，从而产生较大的共晶膨胀力，石墨化膨胀力达到灰铸铁的5倍。若铸型的刚度不高，则引起铸型的胀大和铸件外形胀大，石墨化膨胀力释放，减少了对金属凝固收缩时的补缩作用，由此产生缩孔和缩松倾向增大。
（4）球墨铸铁凝固过程的体积变化模式分为三个阶段：铁液充型后至冷却到共晶温度过程中的液态收缩；共晶凝固过程中由于石墨球的析出引起的体积膨胀；铁液凝固后冷却过程中的体积收缩。
二、影响高锰钢力学性能的因素。
1、碳化物对性能的影响。降低高锰钢的冲击韧性及抗拉强度。
2、非金属夹杂物对高锰钢性能的影响。在钢液凝固时，大量的氧化锰以非金属夹杂物的形式析出在钢的周界上，降低钢的冲击韧度，并使铸件的热裂纹倾向增大。
3、化学成分的选择及对高锰钢性能的影响。
(1)含碳量和含锰量。钢中含碳量过低时，不足以产生有效的加工硬化效果;而当碳含量过高时，又会在铸态中出现大量的碳化物，特别是出现粗大的碳化物，因此为了避免析出碳化物，必须控制含碳量不得过高。(2)含硅量。高锰钢中Wsi的规格含量为0.3%-0.8%，硅会降低碳在奥氏体中的溶解度，促使碳化物析出，使钢的耐磨性和冲击韧度降低，因此硅量应控制在规格下限。 (3)含磷量。高锰钢的规格含量为Wp≤0.7%，熔炼高锰钢时，由于锰铁的含磷量较高，因此一般情况下钢中的含磷量也比较高。
三、钢液的沉淀脱氧
沉淀脱氧是将块状的脱氧剂直接加入钢液中，脱氧剂与（FeO）发生沉淀反应而脱氧。沉淀脱氧又称强制脱氧，沉淀脱氧法脱氧产物的排除，影响脱氧效果。按脱氧产物的形成时间划分，脱氧产物可分为：
一次脱氧产物——在炉内或包内加入脱氧剂后立即形成的脱氧产物；
二次脱氧产物——已脱氧的钢液在其冷却至液相线之前所形成的脱氧产物；
三次脱氧产物——在液相线与固相线之间凝固时所形成的脱氧产物。
这三类脱氧产物统称为内生脱氧产物。
研究表明：一次脱氧产物具有聚集、长大和上浮的有利条件，故绝大部分能排出钢液。二次、三次脱氧产物均不能排出铸件，特别是三次脱氧产物是钢液在凝固过程中产生的，常滞留于枝晶之间，对铸钢质量具有决定性影响。铸钢中所看到的氧化物夹杂，如何选取好的覆膜砂铸造工艺，绝大多数是三次脱氧产物。
（一）包内沉淀脱氧机理
1、 脱氧反应 即脱氧剂与（FeO）的化学反应；
2、 脱氧产物的形核、聚合长大、上浮和排出。
整个过程都伴随着热力学和动力学作用。研究证明，采用强脱氧剂脱氧时，脱氧产物可迅速排出钢液，如脱氧产物Al2O3虽为固态颗粒，但其排出速度很快。
脱氧产物的排出速度主要取决于脱氧剂的种类，而与脱氧产物的状态及其尺寸无明显关系。特别是用铝脱氧时，在出钢过程中加入铝1~2min，钢中的氧便与铝形成Al2O3并排出。其原因是，Al2O3与钢液的润湿性差和相间张力大（2N/m）。
此外，钢液流入钢包时，有足够的搅动，使脱氧产物因碰撞而聚合长大，同时搅动也使钢液和熔渣剧烈运动，促使脱氧产物被熔渣捕获或粘附于包衬表面。
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