增加球鐵的鐵素體含量
研究表明，不同基體組織對不同溫度下的低溫衝擊韌性影響較大，塑性較高的鐵素體球墨鑄鐵可獲得較高的衝擊韌性指標
4.1.1化學成分
減少促進或穩定珠光體形成的元素，如：Mn、V、Zr、Nb、Ti、Cr、Mo、W、Cu、Pb、Sb等元素。 其中有兩種元素值得一提，一種是錳，對球墨有好處。 鑄鐵的衝擊韌性和脆性轉變溫度有特別不利的影響。 錳含量每增加0.1%，球墨鑄鐵的脆性轉變溫度將提高10℃～12℃。 因此，盡量選擇低錳生鐵和廢鋼為原料； 元素是銅。 雖然是中性元素，但增加珠光體含量的效果並不明顯，但隨著Cu含量的增加，球墨鑄鐵的脆性轉變溫度升高，衝擊韌性也隨之降低。
適當增加鐵素體形成元素，如：C、Si、Ca、Ba、Al、Bi等元素。 其中，Si元素值得一提。 眾所周知，Si是一種強烈促進石墨化、有利於提高鐵素體含量的元素。 ,但Si含量增加，衝擊韌性明顯降低，Si含量每增加5.5.%，脆性轉變溫度升高6℃～01℃，Si含量4%左右的球墨鑄鐵具有全部鐵氧體基體，但脆性很高，即使在常溫下，在衝擊載荷條件下也難以使用。 因此，低溫衝擊性能要求的球墨鑄鐵中Si含量一般控制在1.6-2.0%。
4.1.2 降低鑄件隨結晶器的冷卻速度
對於一定成分的球墨鑄鐵，改變共晶階段的冷卻速度可以在更大範圍內改變其基體結構。 也就是說，鑄件冷卻速度越慢，基體組織中鐵素體含量越高，鑄件越厚。 冷卻速度越慢，鐵素體含量越高。 但要防止出現粗晶粒和石墨球； 不同的成型材料具有不同的導熱係數，導致鑄件的冷卻速度不同。 導熱較慢的造型材料宜採用乾砂或樹脂砂，並適當放寬模具厚度。 （俗稱增加吃沙量），盡量減少或杜絕冷鐵的使用。 對於薄壁件，適當提高鑄造溫度，減慢鑄件的冷卻速度，盡可能延長開包時間。 如果可能，鑄件可以集中。 放置它以減緩散熱。
4.1.3 熱處理
從圖4和圖5可以看出，經過熱處理工藝後，鐵素體含量增加，延伸率和衝擊韌性大大提高，部分元素可以通過退火處理在高溫下擴散，鑄件基體組織的晶格變細，晶粒細化，鐵素體含量和性能穩定提高。 同時，通過熱處理的方法，可以適當放寬對原輔材料中某些元素的苛刻要求。 對達不到要求的中小型鑄件，可採取熱處理措施彌補。
4.2 細化晶粒，增加共晶團簇數
隨著材料晶粒尺寸的增加，材料的斷裂應力顯著降低。 當晶粒尺寸大於某一臨界尺寸時，就會發生脆性斷裂。 細化和減小晶粒度可以降低脆性轉變溫度，從而提高球墨鑄鐵的低溫衝擊韌性指數。
4.2.1 合成鑄鐵冶煉工藝
以廢鋼和再燒球墨鑄鐵為主要原料，用石墨增C、矽鐵或碳化矽增Si冶煉球鐵。 由於C和Si的熔點高於鐵水的溫度，它們主要通過擴散和溶解進入鐵水。 鐵水中有大量[C]微晶，為預共析或共晶石墨是良好的異形核基體，有利於晶粒細化。
4.2.2 多胞胎
孕育的本質是脫氧脫硫，形成外來晶粒。 其目的是增加石墨成核能力，細化晶粒，增加石墨球數，增加鐵素體含量。 經過三次孵化，特別是澆鑄過程中的0.3～1mm。 即時接種的含Ba孕育劑，雖然接種量小，但接種效果顯著。
4.3 淨化鐵水，減少晶粒內部和晶粒間的夾渣和夾雜物
材料斷裂常為穿晶或晶間斷裂。 材料的晶粒內部或晶粒之間存在夾雜物或夾雜物，削弱了材料的結合力。 在衝擊載荷的作用下，往往形成裂紋源或裂紋擴展路徑。 降低材料的低溫抗衝擊性。
4.3.1 鐵水預處理
4.3.1.1 脫氧脫硫處理
對於採用沖天爐雙聯冶煉的生產廠家，可採用搖入法或氣力脫硫法進行脫硫，將原鐵水中硫含量降低到0.02%以下。 但目前使用的脫硫劑很大一部分是CaO或CaC2。 這類脫硫劑脫氧能力較差，最好適當輔助一些脫氧元素如Ca、Ba、Al等元素。 使用電爐直接熔煉時，還需要對鐵水進行脫氧脫硫。
4.3.1.2 鐵水過熱和靜止
提高鐵水的冶煉溫度，可使原料中的夾雜物，以及冶煉過程中形成的熔渣和夾雜物浮到鐵水中
從表面上看，特別是採用廢鋼增碳工藝，需要適當提高熔化溫度≥1500℃，並增加保溫時間，否則碳不能完全溶解在鐵水中形成夾渣。 將球化後的鐵水靜置1～3分鐘，有利於Mg、Ba、Al、Fe等活性金屬的氧化物和硫化物的上浮，從而淨化鐵水。
4.3.1.3 多覆蓋、頻繁除渣
更多的覆蓋面有利於熔煉過程，減少鑄造過程中鐵水與空氣的接觸時間，降低鐵水中的氧含量； 頻繁的除渣有利於冶煉過程或球化過程中形成的殘餘氧化物和硫化物的積累，從而使鐵與渣分離，確保進入型腔前的鐵水得到良好的淨化。
4.3.1.4 鐵液過濾
與澆注系統結合，在結晶器上或結晶器內安裝帶過濾器的渣袋，一是防止固液渣通過； 二是利鐵
液體順利注入型腔，減少二次氧化渣的形成； 三是在渣袋中漂浮一些渣收集，以盡量減少初渣進入型腔。
4.4 減少晶界偏析元素
Mn、Sb、Sn、As、Ti等元素為晶界偏析元素，應盡量減少其含量。
4.5 減少氧化物和硫化物形成元素
Ca、Ba、Al、Mg、稀土元素易形成氧化物和硫化物，應盡量減少其含量
4.6 專用球化劑和孕育劑
用於生產低溫抗衝擊球墨鑄鐵的球化劑和孕育劑應注意以下三個原則
- 一是：高穩定球化和孕育效果：這方面取決於球化劑本身成分的穩定性，主要元素如Mg、Re、Ca、Ba等的偏差範圍應小於±0.3 %; 另一方面，鐵水質量的穩定性，如出鐵溫度、S和O含量的穩定性； 三是操作過程的穩定性，如出鐵速度和除鐵位置的控制，防止出鐵速度過慢，使鐵水直接進入球化機。
- 二是：上墨能力強，Mg、Re是主要的球化元素，也是強白口形成元素。 應以Mg為主，Re元素為輔，合理搭配Ca、Ba、Bi等上墨能力強的元素。
- 三是：造渣能力較低，一方面，球化劑和孕育劑中的渣含量應盡量減少，如氧化鎂、稀土氧化物等外來渣。 同時，球化劑和孕育劑中Ca和Ba的含量要適中，因為它們具有很強的成渣能力。
5.一對矛盾的解決
球化劑和孕育劑中Mg、Re、Ca、Ba等元素的含量和用量與球化效果和低溫衝擊性能相矛盾。 鐵水中Mg、Re、Ca、Ba等元素添加過多，會造成上述元素的殘留鐵水含量較高，氧化、硫化渣量較高，勢必影響衝擊性能。 但是，您不應該因為窒息而放棄進食。 如果上述元素過低，也會影響球化效果和基質組織，達不到效果。 根據不同的鐵水質量、鑄件尺寸、形狀、壁厚、澆注時間等條件，選擇合適的專用球化劑、孕育劑和配套工藝措施。
6。 結論
一般來說，只要控制好鐵水的冶金質量，就應控制C、Si、Mn、Ca、Ba、Re等元素的含量，其他元素的含量應盡量減少可能的。 應選用專用球化劑、孕育劑及配套設施。 工藝精湛，工藝嚴謹，各項參數檢測手段完善。 因此，穩定生產低溫抗衝擊球墨鑄鐵鑄件並不是很困難。
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