來源：大同碳化硅-行業(yè)新聞
一、SiC在爐料中的應用
碳化硅是一種硅基生核劑，熔點達2 700 ℃，在鐵液中不熔化，按SiC+Fe=FeSi+C（非平衡石墨）熔融于鐵液，式中SiC里的Si與Fe結(jié)合，余下的C即非平衡石墨，作為石墨析出的核心。并且碳化硅還是很好的脫氧劑，灰鑄鐵、球墨鑄鐵和可鍛鑄鐵都是通過SiC+FeO=Si+Fe+CO這個反應，用SiC來降低渣中FeO和MnO的含量，從而凈化鐵液，減少爐壁氧化，延長爐壁壽命，而且碳化硅可以達到增硅、增碳的目的。
碳化硅是一種具有“富足核心”美稱的物質(zhì)，它作為鑄鐵合金的添加劑，減少了鑄件白口傾向，增強石墨形核能力和增加石墨形核中心，得到數(shù)量適中的共晶團數(shù)，形成符合要求的石墨形狀和分布，應用了合成鑄鐵熔化工藝后，爐料中廢鋼比例過高引起鐵液核心數(shù)過少時，碳化硅的成核效應可起到關鍵的作用。
通過不加碳化硅和加入1％碳化硅兩種熔化工藝對鑄件金相組織（缸體缸筒部位）進行比較。可以看出，熔煉時加入一定量的碳化硅對提高冶金質(zhì)量、改善石墨形態(tài)有明顯的效果。
（a）不加碳化硅 100×
（b）加入1％碳化硅 100×
二、合金元素的選擇及加入量
灰鑄鐵的金屬爐料一般由生鐵、廢鋼、回爐料和合金元素組成，眾所周知，合金元素有促進珠光體，強化基體組織，提高鑄件力學性能和使用性能的作用。一般認為，鑄鐵中除碳和鐵外，有意加入的金屬元素均作為合金元素。筆者公司生產(chǎn)發(fā)動機缸體缸蓋加入的合金元素有Si、Cu、Mn、Cr、Sn，合金元素加入量超過一定范圍后對鐵液質(zhì)量及鑄件強度會產(chǎn)生負面影響，并且隨著合金元素加入量的增加，生產(chǎn)成本相應提高。
所以在采用了合成鑄鐵技術、應用了碳化硅和硅鋇鋯孕育劑基礎上，適當降低合金的比例是節(jié)省材料、降低生產(chǎn)成本的重要途徑，也是降低鐵液收縮傾向、改善鑄件加工性能的關鍵因素。
三、硅
鑄鐵中的硅由原鐵液硅和孕育增硅組成。資料指出，生產(chǎn)灰鑄鐵時，孕育劑帶進鐵液中硅的質(zhì)量分數(shù)不大于0.3％。一定條件下，每種孕育劑都有其最佳加入量。過多的使用孕育劑不會帶來更大的孕育效果，反而浪費孕育劑、降低鐵液溫度、增加鑄件的收縮及氣孔和夾渣等缺陷。孕育不足，鐵液中有效的形核核心過少，鐵液過冷傾向及過冷石墨增加。
硅是強烈促進石墨化的元素，是鑄鐵中的主要組元，硅強烈削弱Fe-C結(jié)合鍵，明顯擴大TEG～TEM區(qū)間以及顯著提高TEG三個方面影響石墨的析出，故硅比碳有更強的石墨化能力。文獻指出，當w(Si)＜1.2％，即使將碳量升高至w(C)＞3.5％也難獲得完全的灰口凝固。
因此，孕育前原鐵液必須要有一定的硅含量，其可來自生鐵、熔煉過程中隨爐料加入的硅鐵或碳化硅。原鐵液中硅含量取決于鑄件大小及結(jié)構(gòu)，一般認為，冷卻速度相對較快的汽油機缸體缸蓋鑄件，原鐵液中硅含量要求相對較高，而冷卻速度相對較慢的柴油機缸體缸蓋原鐵液中硅相對要低。
通過試驗對比，在相同孕育量（0.3％硅鋇鋯出爐孕育和0.05％硅鍶隨流孕育）、相同碳化硅用量及相同合金含量條件下，w(C)=3.2％～3.35％之間時，原鐵液中硅從1.4％增加到2.0％，碳化物及鐵素體減少，石墨長度變長，滲漏傾向增加。
碳化硅的使用增加了石墨形核能力，減少了白口傾向，提高了鑄件的抗拉強度。
大同碳化硅 （2018年12月8日報道）
