灰鑄鐵中的錳、硫是一對非常特殊的元素，由于錳、硫要形成MnS夾雜物，這就使得錳、硫的作用變得有些特殊。

⑴錳我們一直把錳作為一個合金化元素來用，認為加錳能提高灰鑄鐵的強度和硬度，這種觀點很少有人懷疑過。但是，通過試驗卻發(fā)現(xiàn)事實并非如此。在碳硅量高，硫量也較高的前提下，加錳后灰鑄鐵的性能并沒有提高，反而下降。由于加錳反而使性能降低，因此，在碳硅量高、硫量也較高的情況情況下，w(Mn)控制在0.4%～0.5%的范圍內(nèi)有利于生產(chǎn)高強度灰鑄鐵。

⑵硫灰鑄鐵中的硫究竟是有利還是有害，對硫的認識經(jīng)過了一個逐步提高的過程；從認為硫是有害元素，到灰鑄鐵中要加入一定量的硫來改善切削性能，改善孕育效果和石墨形態(tài)。我們逐步認識了灰鑄鐵中硫在一定含量范圍內(nèi)是有利的，這個w(S)范圍是0.08%～0.12%?；诣F液中的硫過低是不利的：石墨形態(tài)差，孕育的效果也不好。但對于這一點，仍有很多人認識不足。當w(S)小于0.05%時，一定要進行增硫處理，否則，孕育效果差。

許多人已經(jīng)知道灰鑄鐵中加硫會發(fā)改善切削性能，而除此之外，加硫還能提高灰鑄鐵的性能

⑴改善石墨形態(tài)是提高切削性能的重要措施。石墨是灰鑄鐵切削過程中裂紋擴展及斷屑的重要因素，因此改善石墨形態(tài)是提高切削能最重要的措施。沖天爐熔煉要做到高溫熔煉，因為高溫熔煉促進增碳的最好措施也能減少鐵液氧化傾向。因此熱風沖天爐是必要的硬件條件；對于電爐熔煉，增碳工藝是最好的工藝，也是改善切削性能的最重要的措施。

⑵隨流孕育很重要，但要適量，不能過量。隨流孕育也改善石墨形態(tài)的重要手段，而且建議使用進口的隨流孕育劑，但是隨流孕育不能過量。我們很多人只看到隨流孕育的好處，但是加入量太大，會增加鐵素體的數(shù)量，提高材料的韌性，這對高速切削的斷屑性能是不利的。

⑶合金化不能以加銅為主，要適當增加微小硬質(zhì)點的數(shù)量。這也是我們以前走過了彎路后得到的經(jīng)驗，對硬質(zhì)點的過分擔心緣于我們推理的錯誤，認為刀具一定要切過硬質(zhì)點，而硬質(zhì)點又是那么硬，所以要打刀。實際上分布在晶間的微小硬質(zhì)點增加了材料的斷屑性能，適當提高了材料的脆性，這一點也是使高速切削性能提高的重大突破。多加銅會提高材料的韌性，并不能改善決屑性能。

⑷原材料中要嚴格控制有害元素的含量。

⑵提高原鐵液的硅量，控制孕育量?；诣T鐵中的硅一部分是原鐵液中的硅，一部分是孕育帶入的硅。許多人喜歡原鐵液中的硅低點，然后用很大的孕育量孕育，這種做法并不科學：大量的孕育是不可取的，這會增大收縮傾向。孕育是為了增加結(jié)晶核心的數(shù)量，促進石墨化，少量的孕育（0.2%～0.4%）就可以達到這個目的。從工藝控制來說，孕育量應(yīng)該相應(yīng)穩(wěn)定，不能有過大的變化。這就要求原鐵液的硅量也要相應(yīng)穩(wěn)定。提高原鐵液的硅量，既可以減少白口和收縮傾向，又能發(fā)揮硅固溶強化基體的作用，性能反而不降低。目前比較科學的做法是提高灰鑄鐵原鐵液的含硅量，孕育量控制在0.3%左右，這樣可以發(fā)揮硅的固溶強化作用，對提高強度有利，也對減少鑄件收縮有利。

⑶合金化的方法對鐵液收縮有很大影響。合金化能有效提高鑄鐵的性能，我們常用的合金元素是鉻、鉬、銅、錫、鎳。鉻：鉻能有效地提高灰鑄鐵的性能，隨著加入量的增加，性能會一直提高。鉻的白口傾向比較大，這是大家最顧忌的問題。加入量太大，會出現(xiàn)碳化物。至于鉻量的上限如何控制，不同的加鉻工藝，上限有所不同，如果鉻加入到原鐵液中，其上限不要超過0.35%，提高原鐵液中的鉻量會使鐵液白口傾向和收縮傾向加大，非常有害。另一種加鉻的工藝不是提高原鐵液鉻是，而是將鉻加入到鐵液包中，用沖入法沖入，這種工藝會大大減少鐵液的白口和收縮傾向，同前一種工藝相比，同樣的鉻量，白口和收縮傾向會減少一半以上，這種加鉻方式，鉻的上限可以控制到0.45%。鉬：鉬的特性與鉻非常相似，不再作具體描述。由于鉬的價格昂貴，加鉬會大幅度增加成本。因此，應(yīng)盡可能少加鉬，多加一些鉻。用沖入法加鉻、加鉬是減少合金化收縮的有效措施。

⑷鐵液澆注溫度對收縮的影響。溫度高鐵液收縮傾向大，這是大家都有的經(jīng)驗。要控制澆注溫度在合理的范圍內(nèi)是非常重要的，澆注溫度如果高于工藝規(guī)定的合理的溫度20～30℃，收縮傾向就會大幅增加。生產(chǎn)中要注意這樣一種現(xiàn)象，沒有自動保溫功能的電爐，可能會使鐵液溫度升高，第一包鐵液的澆注溫度會低一些，隨后溫度會越來越高，如果不加以控制，就有可能產(chǎn)生收縮廢品。生產(chǎn)中第一包鐵液要燙包，燙好的包再用，而且第一包鐵液澆注溫度要控制在下限，不要在上限，防止溫度不斷升高。電爐熔煉控制好澆注溫度，是防止鑄件產(chǎn)生收縮廢品的關(guān)鍵措施。

⑸鐵液氧化傾向不容忽略：氧化大、收縮大。鐵液氧化傾向大是非常有害的，也會增大收縮傾向。為了降低鐵液氧化，沖天爐熔煉就要實現(xiàn)快速熔煉?，F(xiàn)在國外的先進電爐熔煉技術(shù)可以做到加入的鐵料在幾分鐘內(nèi)快速熔化，大大縮短了鐵料在高溫氧化階段的時間，氧化傾向大幅降低，同時由于電爐增碳技術(shù)的應(yīng)用，使鐵液的氧化進一步降低，所以電爐熔煉也可以生產(chǎn)出低氧化、低收縮的鐵液。只要嚴格控制好澆注溫度，用電爐熔煉生產(chǎn)復(fù)雜的缸體、缸蓋鑄件也很有優(yōu)勢。