本发明涉及铸造生产，更准确地说，是涉及球墨铸铁。 本发明可极成功地用于制造承受强烈磨损的机器零件，例如制造用于碾磨设备的开式齿轮啮合的铸件，以及在汽车制造和其它领域中特有的重型机器零件。
公知的一种球墨铸铁（Giessereitechnik，1980，O.Liesenberg“Hochfestes Gusseiren mit Kugelgraphit aufder Grundlage Von Vergutung”，S.359-363）含有碳，硅，锰，镍，铜，钼，磷和铁。
这种铸铁具有下列化学成分（重量%）：
碳 2.9-3.7
硅 1.9-2.4
锰 0.2-0.45
镍 0.1-6.6
铜 0.01-2.3
钼 0.40-0.75
磷 0.02-0.05
铁 余量。
这种铸铁用于厚度小于150毫米的铸件。
但是，上述铸铁在厚度大于150毫米的铸件中具有低的耐磨性，原因是形成了珠光体组织。
上述情况被解释为在铸铁成分中缺少铬和铝。
此外，低的锰含量不能保证在厚度大于150毫米的铸件中获得贝氏体-奥氏体组织，这种组织的存在可以提高铸铁的耐磨性。
使用上述铸铁获得厚度大于150毫米的铸件是不可能的，因为随着在厚度大于150毫米的铸件中形成珠光体部分，在厚度小于150毫米的铸件中所形成的贝氏体组织开始分解。这种珠光体部分降低了大于150毫米铸件的耐磨性。
公知的另一种球墨铸铁（SU，A，432223）含有碳，硅，锰，铬，铝，铜，镁，钙和铁。
这种铸铁具有下列化学成分和组分比（重量%）：
碳 2.8-4.0
硅 1.5-3.0
锰 0-0.6
铬 0.5-2.5
铝 0.5-3.0
铜 0.2-2.0
钙 0.01-0.1
镁 0.01-0.1
铁 余量。
在冷却上述化学成分的铸铁时，其中形成铁素体-珠光体-渗碳体组织。由于结构组分的硬度低，所以具有这种组织的铸铁具有低的耐磨性。
此外，铸铁中地铬含量超过1%会导致形成稳定的碳化物，它会恶化铸铁的使用性能。
这种公知铸铁属于具有低硬度和耐磨性的热稳定性铸铁。它可以被用于制造玻璃制品的压模，炉子设备的零件等等，在这些场合，铁素体-珠光体-渗碳体组织是最理想的。
但是，用具有这种材料性能的铸铁制造承受强烈磨损的机械零件是不适当的，因为由这种铸铁制造的零件在工作时要受到强烈磨擦作用，会出现磨痕，并且因为它们可能会迅速相互粘附咬住。
此外，这种铸铁组织中渗碳体的存在，会使在用切削（刀刃）工具将其加工成零件时遇到困难。
这种铸铁的主要性能如下：布氏硬度280-320;抗拉强度极限300-350兆帕;耐磨性90-100克/米3·小时。
根据本发明提出了制造球墨铸铁的任务，该球墨铸铁具有这样的化学成分以及这样的成分比，它们可以在厚度达300毫米的铸件中，通过获得贝氏体组织而提高其耐磨性。
上述任务是这样解决的，该球墨铸铁含有碳，硅，锰，铬，铜，铝，钙，镁和铁，按照本发明还同时含有钼和镍，各组分的比例如下（重量%）：
碳 3.0-3.5，
硅 1.5-3.0，
锰 1.5-2.0，
铬 0.5-1.0，
铜 1.0-1.5，
钙 0.003-0.070，
镁 0.04-0.10，
铝 0.3-0.5，
钼 0.25-0.40，
镍 2.0-3.5，
铁 余量。
按上述成分和各组分比例，在铸件冷却时可以获得具有贝氏体-奥氏体组织的铸铁。这种组织能保证提高铸铁的耐磨性，强度和使用性能。在全部成分按照上述比例的情况下，钼和镍的存在可以避免慢速冷却铸铁时形成珠光体组织。
此外，以同样适当的组分比例加入钼和镍，可在将铸铁冷却到贝氏体转变温度并等温静置时，在厚度大于150毫米的铸件中防止形成珠光体，并保证奥氏体随贝氏体组织的形成而分解，结果显著提高了铸铁的耐磨性。
最好在该球墨铸铁中，碳，硅，铜，铝和镍的百分总含量相对锰，铬和钼的百分总含量之比等于3.9-4.2∶1。
上述组分的这种百分比阻碍碳化物的形成，而碳化物则阻碍铸铁组织中的贝氏体形成，即使奥氏体稳定。
有可能在球墨铸铁中碳，硅，铜，铝和镍的百分总含量相对锰，铬，钼的百分总含量之比等于3.9-4.0∶1，这时各组分应采用下列比例（重量%）：
碳 3.0-3.5，
硅 1.5-2.7，
锰 1.5-1.75，
铬 0.5-0.9，
铜 1.0-1.3，
钙 0.003-0.070，
镁 0.04-0.10，
铝 0.3-0.45，
钼 0.25-0.33，
镍 2.3-3.5，
铁 余量。
上述比例导致铸铁组织中残余奥氏体量增加，结果减小了铸铁的硬度并改善了由该铸铁制造的零件的可切削性，而不降低它的耐磨性。
最好在球墨铸铁中碳，硅，铜，铝和镍的百分总含量相对锰，铬，钼的百分总含量之比等于4.0-4.2∶1，这时各组分应采用下列比例（重量%）：
碳 3.1-3.5，
硅 2.5-3.0，
锰 1.5-2.0，
铬 0.5-0.6，
铜 1.3-1.5，
钙 0.003-0.007，
镁 0.04-0.10，
铝 0.4-0.5，
钼 0.3-0.4，
镍 2.0-3.5，
铁 余量。
上述比例导致铸铁组织中残余奥氏体量减少，贝氏体量增加，结果提高了铸铁的硬度和耐磨性。
在感应炉中进行上述化学成分的铸铁熔炼，向感应炉中装入：废铸铁，炼钢生铁，锰铁，铬铁，镍，铜，钼铁，废钢，硅钙合金，铝。
为获得球状石墨，铸铁的孕育处理在密闭的罐中进行。将镁，冰晶石和硅铁装入这个罐中，再把经感应炉熔炼后所获得的熔融物倒入罐中。由炉中出来的铸铁温度等于1450-1480℃。在罐中发生上述孕育剂的相互作用，并形成含球状石墨并具有上述成分比的铸铁。
然后将罐中的熔融物注入铸模，它在其中产生结晶，冷却，伴随形成贝氏体组织，并获得具有上述化学成分和组分比的耐磨铸铁。
已证实，含碳量小于3%会导致在铸铁组织中形成渗碳体，即减少了在冷却时获得贝氏体组织所必需的奥氏体的数量，结果降低这种铸铁制品的耐磨性和使用性能。碳含量增加到大于3.5%是不适宜的。因为这会在铸铁组织中导致形成珠光体-屈氏体部分，结果同样导致其耐磨性降低。
硅含量小于1.5%导致在铸铁组织中形成大量渗碳体，而硅含量增加到大于3%导致在组织中出现大量铁素体和珠光体，结果降低铸铁的硬度。此外，硅含量的增加引起铸铁的脆性。所有这些降低了它的使用性能和耐磨性。
已经证实，铸铁成分中锰含量在1.5-2.0%范围内时，可保证在厚度达300毫米的铸件中获得贝氏体-奥氏体组织。锰含量小于1.5%则不能保证获得贝氏体组织，而是产生相当大的珠光体区域，结果降低了铸铁的耐磨性，而锰含量高于2.0%则导致铸铁组织中渗碳体的增加，结果导致在用切削工具将这种铸铁加工成零件时形成裂缝，同时引起铸铁沿晶界脆化。
锰含量在上述范围内可降低共析转变温度，并借此促进铸铁组织快速奥氏体化。
此外，锰含量的增加导致铸铁沿晶界脆化，因为这种增加促进沿晶界形成大的马氏体带，这是由于锰在这些晶界偏析并在该处减缓了贝氏体转变的速度，其原因是碳的扩散速度被减缓并且奥氏体的稳定性提高。
经我们证实，在铬含量小于0.5%时，不能保证在厚度150-300毫米的铸件中获得贝氏体组织。此外，在球状石墨周围形成铁素体，结果急剧降低了铸铁的耐磨性。
铸铁中铬含量增加到大于1.0%时，在其组织中引起渗碳体量显著增加，而大于5%则引起马氏体量显著增加，马氏体导致铸铁硬度增加，从而导致用切削工具对其机械加工时产生困难。
加入0.25-0.40%的钼可降低铸铁的临界冷却速度，改善合金的淬透性，这对于获得贝氏体组织是必需的条件。钼的加入量小于0.25%导致在铸铁中出现珠光体，结果降低其硬度和耐磨性，钼含量高于0.4%导致沿晶界出现碳化物，结果降低了铸铁的强度性能。
已证实，加入2.0-3.5%的镍可降低铸铁的临界冷却速度并改善其淬透性，这就允许截面为300毫米的铸件在正火过程之后获得贝氏体组织。铸铁中镍含量小于2.0%时，上述厚度的铸件无论是在铸造状态或是在热处理状态都不能保证获得贝氏体组织，而镍量增加到大于3.5%从经济上考虑是不合理的。
制造球墨铸铁时，在上述范围内加入1.0-1.5%的铜可以获得贝氏体组织，由于抑制了贝氏体组织中的碳化物析出并使残余奥氏体稳定化，因而提高了铸铁的强度、硬度和耐磨性。此外，在铸铁成分中加入铜可抑制锰偏析，即不会沿晶界形成碳化物，结果改善了铸铁的硬度和耐磨性。
铜含量减小到小于1.0%则不能保证在铸铁中获得贝氏体组织，因为降低了铸铁的淬透性，而铜含量大于1.5%则导致形成蠕虫状石墨，结果引起铸铁的强度性能降低。
铝和钙的加入量相应小于0.3%和0.003%时，在最大的铬和锰含量的情况下，不能防止形成一次渗碳体，铝含量大于5%并且钙含量大于0.7%，则在上述铬和锰含量的情况下，可观察到形成的铁素体和珠光体，结果降低了铸铁的耐磨性。
为了获得球状石墨，铸铁的成分应具有以下范围的剩余镁含量：0.04-0.1%（重量）。
铸铁中的镁含量小于下限0.04时，导致在铸铁组织中不仅出现球状石墨，而且出现蠕虫状或片状石墨，结果使其强度和使用性能急剧降低。镁含量过多导致铸铁中镁过饱和，结果与铸铁中镁含量不足一样产生消极效果，因此镁含量不应超过上限0.1%（重量）。
碳，硅，铜，铝和镍的百分总含量相对锰，铬和钼的百分总含量之比为（3.9-4.0）∶1，可保证铸铁组织中渗碳体数量最小，这就改善其使用性能。
这样获得的具有上述化学成分组成及其比例的球墨铸铁，在厚度达到150-300毫米的铸件中由于获得贝氏体组织而可以提高其耐磨性。
为了更好地理解本发明，下面叙述实施本发明的具体方案。
实施例1
在感应炉中进行上述化学成分铸铁的熔炼，向炉中装入下列原料（重量%），废铸铁30%，炼钢生铁50%，锰铁1.4%，铬铁0.7%，镍3.2%，铜1.0%，钼铁0.38%，废钢11.17%，硅钙合金1%，铝0.35%。
为获得球状石墨，在密闭的罐中进行铸铁的孕育处理，将镁和冰晶石一起共0.3%及0.5%硅铁装入罐中，将在感应炉中熔炼之后获得的熔融物倒入罐中。在罐中发生上述孕育剂的相互作用，结果形成球墨铸铁。
接着将获得的熔融物由罐中注入铸模，在那里进行铸铁的结晶和冷却，伴随形成贝氏体组织。
这样获得的耐磨铸铁具有下列化学成分和组分比（重量%）：碳3.0，硅1.5，锰1.5，铬0.5，铜1.0，钙0.003，镁0.04，铝0.3，钼0.25，镍3.2，其中碳，硅，铜，铝，镍的百分总含量相对锰，铬，钼的百分总含量之比为4∶1。所获得的铸铁具有下列使用性能：硬度HB388，耐磨性8.89克/米3·小时。
实施例2
在感应炉中进行上述化学成分的铸铁熔炼，向炉中装入以下原料（重量%）：废铸铁30%，炼钢生铁61%，锰铁1.35%，铬铁0.8%，镍2.7%，铜1.0%，钼铁0.4%，硅钙合金1.6%，铝0.35%。
为获得球状石墨在密闭罐中进行铸铁的孕育处理。向这个罐中装入镁和冰晶石一起共0.3%以及0.5%的硅铁，将在感应炉中熔炼后所获得的熔融物倒入罐中。在罐里发生上述孕育剂的相互作用，结果形成球墨铸铁。
接着将所获得的熔融物由罐中注入铸模，在其中产生结晶和冷却，伴随形成贝氏体组织。
这样获得的耐磨铸铁具有下列化学成分和各组分比（重量%）：碳3.5，硅1.5，锰1.5，铬0.5，铜1.0，钙0.005，镁0.06，铝0.3，钼0.25，镍2.7，其中碳，硅，铜，铝和镍的百分总含量相对锰，铬，钼的百分总含量之比为4∶1。所获得的铸铁具有下列使用性能：硬度HB400，耐磨性8.06克/米2·小时。
实施例3
在感应炉中进行上述化学成分的铸铁熔炼，向炉中装入以下原料（重量%）：废铸铁30%，炼钢生铁59%，锰铁2%，铬铁0.84%，镍3.0%，铜1.5%，钼铁0.46%，硅钙合金2.0%，铝0.4%。
为获得球状石墨在密封罐中进行铸铁的孕育处理，将镁和冰晶石一起共0.3%及0.5%的硅铁装入该罐中，再将在感应炉中熔炼后所获得的熔融物倒入罐中。在罐中发生上述孕育剂的相互作用。结果形成球墨铸铁。
继而将所获得的熔融物由罐中注入铸模，在其中产生铸铁的结晶和冷却，伴随形成贝氏体组织。
这样获得的耐磨铸铁具有下列化学成分和各组分比（重量%）：碳3.5，硅2.5，锰1.8，铬0.6，铜1.5，钙0.008，镁0.08，铝0.4，钼0.3，镍3.0，其中碳，硅，铜，铝和镍的百分总含量相对于锰，铬，钼的百分总含量之比是4∶1。所获得的铸铁具有下列使用性能：硬度HB388;耐磨性8.89克/米2·小时。
实施例4
在感应炉中进行上述化学成分的铸铁熔炼，将以下原料装入炉中（重量%）：废铸铁30%，炼钢生铁59%，锰铁1.3%，铬铁0.7%，镍2.0%，铜1.5%，钼铁0.6%，废钢1.75%，硅钙合金1.8%，铝0.55%。
为获得球状石墨在密封罐中进行铸铁的孕育处理。将镁和冰晶石一起共0.3%及0.5%的硅铁装入这个罐中，再将在感应炉熔炼后所获得的熔融物倒入该罐中。在罐中发生上述孕育剂的相互作用。结果形成球墨铸铁。
即而将所获得的熔融物由罐中注入铸模，在其中进行结晶和冷却，伴随形成贝氏体组织。
这样获得的耐磨铸铁具有下列化学成分和各组分比（重量%）：碳3.5，硅2.5，锰1.5，铬0.5，铜1.5，钙-0.070，镁-0.09，铝-0.5，钼0.4，镍2.0，其中碳，硅，铜，铝和镍的百分总含量相对锰，铬，钼的百分总含量之比是4.2∶1。所获得的铸铁具有下列使用性能：硬度HB387，耐磨性8.96克/米2·小时。
实施例5
在感应炉中进行上述化学成分的铸铁熔炼，向炉中装入下列原料（重量%）：废铸铁30%，炼钢生铁60%，锰铁1.3%，铬铁1.47%，镍2.5%，铜1.0%，钼铁0.38%，硅钙合金2.0%，铝0.55%。
为获得球状石墨在密封罐中进行铸铁的孕育处理，将镁和冰晶石一起共0.3%及5%的硅铁装入这个罐中，再将在感应炉中熔炼后获得的熔融物倒入该罐中。在罐中发生上述孕育剂的相互作用，结果形成球墨铸铁。
继而将获得的熔融物由罐中注入铸模，在其中进行结晶和冷却，伴随形成贝氏体组织。
这样获得的耐磨铸铁具有以下化学成分和组分比（重量%）：碳3.5，硅3.0，锰1.5，铬1.0，铜1.0，钙0.0070，镁0.07，铝0.5，钼0.25，镍2.5，其中碳，硅，铜，铝和镍的百分总含量相对锰，铬，钼的百分总含量之比是4∶1。所得铸铁具有下列使用性能：硬度HB421，耐磨性6.62克/米2·小时。
实施例6
在感应炉中进行上述化学成分的铸铁熔炼，向炉中装入以下原料（重量%）：废铸铁30%，炼钢生铁51%，锰铁2.4%，铬铁0.7%，镍3.5%，铜1.5%，钼铁0.6%，废钢7.45%，硅钙合金1.5%，铝0.55%。
为获得球状石墨在密封罐中进行铸铁的孕育处理。将镁和冰晶石一起共0.3%及0.5%硅铁装入这个罐中，再将在感应炉中熔炼后获得的熔融物倒入该罐中。在罐中发生上述孕育剂的相互作用，结果形成球墨铸铁。
继而将所得的熔融物由罐中注入铸模，在其中进行结晶和冷却，伴随形成贝氏体组织。
这样获得的耐磨铸铁具有下列化学成分和组分比（重量%）：碳3.1，硅3.0，锰2.0，铬0.5，铜1.5，钙0.050，镁0.065，铝0.5，钼0.40，镍3.5，其中碳，硅，铜，铝和镍的百分总含量相对锰，铬，钼的百分总含量之比是4∶1。所得铸铁具有以下使用性能：硬度HB355，耐磨性11.2克/米2·小时。
实施例7
在感应炉中进行上述化学成分的铸铁熔炼，向炉中装入以下原料（重量%）：废铸铁30%，炼钢生铁58%，锰铁1.3%，铬铁1.47%，镍3.5%，铜1.3%，钼铁0.6%，废钢0.68%，硅钙合金1.9%，铝0.45%。
为获得球状石墨在密封罐中进行铸铁的孕育处理。将镁和冰晶石一起共0.3%及0.5%的硅铁装入这个罐中，再将在感应炉中熔炼后所获得的熔融物倒入该罐中。在罐中发生上述孕育剂的相互作用。结果形成球墨铸铁。
继而将所获得的熔融物由罐中注入铸模，在其中进行结晶和冷却，伴随形成贝氏体组织。
这样获得的耐磨铸铁具有以下化学成分和组分比（重量%）：碳3.5，硅2.6，锰1.5，铬1.0，铜1.3，钙0.070，镁0.075，铝0.4，钼0.4，镍3.5，其中碳，硅，铜，铝和镍的百分总含量相对锰，铬，钼的百分总含量之比为3.9∶1所获得的铸铁具有以下使用性能：硬度HB410，耐磨性7.38克/米2·小时。
实施例8
在感应炉中进行上述化学成分的铸铁熔炼，向炉中装入下列原料（重量%）：废铸铁30%，炼钢生铁58%，锰铁2.0%，铬铁1.0%，镍3.3%，铜1.4%，钼铁0.5%，废钢0.85%，硅钙合金1.7%，铝0.45%。
为获得球状石墨在密封罐中进行铸铁的孕育处理。镁和冰晶石一起共0.3%及0.5%的硅铁装入这个罐中，再将在感应炉中熔炼后所获得的熔融物倒入该罐中。在罐中发生上述孕育剂的相互作用。结果形成球墨铸铁。
继而将所获得的熔融物由罐中注入铸模，在其中进行结晶和冷却，伴随形成贝氏体组织。
这样获得的耐磨铸铁具有以下化学成分和组分比（重量%）：碳3.4，硅2.8，锰1.75，铬0.75，铜1.4，钙0.055，镁0.085，铝0.45，钼0.33，镍3.3，其中碳，硅，铜，铝，镍的百分总含量相对锰，铬，钼的百分总含量之比是4∶1。所获得的铸铁具有以下使用性能：硬度HB390，耐磨性8.75克/米2·小时。
实施例9
在感应炉中进行上述化学成分的铸铁熔炼，向炉中装入下述原料（重量%）：废铸铁30%，炼钢生铁55%，锰铁1.85，铬铁0.70%，镍3.1%，铜1.2%，钼铁0.54%，废钢4.8%，硅钙合金1.6%，铝0.4%。
为获得球状石墨在密封罐中进行铸铁的孕育处理。镁和冰晶石一起共0.3%及0.5%的硅铁装入这个罐中，再将在感应炉中熔炼后所获得的熔融物倒入该罐中。在罐中发生上述孕育剂的相互作用。结果形成球墨铸铁。
继而将所获得的熔融物由罐中注入铸模，在其中进行结晶和冷却，伴随形成贝氏体组织。
这样获得的耐磨铸铁具有以下化学成分和组分比（重量%）：碳3.2，硅2.0，锰1.6，铬0.5，铜1.2，钙0.020，镁0.09，铝0.35，钼0.35，镍3.1，其中碳，硅，铜，铝，镍的百分总含量相对锰，铬，钼的百分总含量之比是4 1。所获得的铸铁具有以下使用性能：硬度HB380，耐磨性9.44克/米2·小时。
实施例10
在感应炉中进行上述化学成分的铸铁熔炼，向炉中装入下述原料（重量%）：废铸铁30%，炼钢生铁50%，锰铁1.7%，铬铁1.24%，镍2.3%，铜1.15%，钼铁0.31%，废钢10.0%，硅钙合金2.0%，铝0.5%。
为获得球状石墨在密封罐中进行铸铁的孕育处理。镁和冰晶石一起共0.3%及0.5%的硅铁装入这个罐中，再将在感应炉中熔炼后所获得的熔融物倒入该罐中。在罐中发生上述孕育剂的相互作用。结果形成球墨铸铁。
继而将所获得的熔融物由罐中注入铸模，在其中进行结晶和冷却，伴随形成贝氏体组织。
这样获得的耐磨铸铁具有以下化学成分和组分比（重量%）：碳3.5，硅2.7，锰1.5，铬0.9，铜1.15，钙0.070，镁0.055，铝0.45，钼0.25，镍2.3，其中碳，硅，铜，铝，镍的百分总含量相对锰，铬，钼的百分总含量之比是3.9∶1。所获得的铸铁具有以下使用性能：硬度HB420，耐磨性6.7克/米2·小时。
由上述实施例可知，所获得的铸铁具有高耐磨性和高强度。