Ba在铸铁中的作用 Ba在铸铁熔体中将起脱氧剂的作用。Ba会同氧起反应，并生成为硅酸盐相BaOAl2O3SiO2和BaO SiO2 的组份之一的氧化物BaO。这两种相都具有一个在尺寸方面仅与石墨稍稍不同的六角形晶体结构。Ba会以与钙相同的方式起作用，但它同氧的反应是发生在Ca同O的反应结束以后（关于Ba在铸铁熔体中的作用请见有关钙的那一节）。 加Ba的优点是：含Ba的活化晶核在较长时间内都是稳定的，而且将使孕育剂更加抗衰退。这样的结果就是一种能保持20分钟以上时间的孕育剂。这样一种孕育剂在浇铸大件和常出现延迟的生产线方面是很有用的。 在灰铁和球铁这两种情况下，Ba能增加成核率。在晶核具有长时间稳定性的球铁方面，这种作用就是高球数，即或在镁处理后不加孕育剂的情况下也如此。 Ba会同钙生成一种易去除的渣。另一个作用是：因为含Ba渣将主要保留在处理包中，所以它易于使塞棒和浇铸机保持清洁。 虽然表面看起来生成的渣很多，然而这只是一种假象，因为渣将保留在铁水包中，而不是被转入自动浇铸机里。因此，需要对铁水包进行更多的清理和维护，然而大多数铸造厂将会发现这是一种比起更换塞棒和清理浇铸机来更好，更清洁和更廉价的选择。这样的效果是塞棒和浇铸机内部都比较清洁，而且具有较长的使用寿命。 由于Ba能促进和改善石墨的成核作用，因而使含Ba孕育剂成为白口的有效去除剂。 Ba的来源： 含Ba孕育剂 常用量：很少不大于0.003%。
Ca在铸铁中的作用 Ca在铸铁熔体中将起脱氧剂的作用。Ca将与 O起反应，并生成氧化物CaO，成为硅酸盐相—CaOAl2O3SiO2 和CaOSiO2的一部份。这两种硅酸盐相都有一个与石墨结构仅稍不同的六角形晶体结构。Ca是通过孕育剂加到铸铁熔体中的，在那里将发生Ca同O生成硅酸盐相的反应。这些相将沉积在熔体中的其它氧化物表面上，并成为加速石墨成核和生长的活化晶核。这意味着为使凝固作用得以发生，熔体必须较小的过冷。这将防止发生亚稳凝固和生成铁碳化物。由此可见，在灰铁和球铁的凝固条件下，Ca有助于石墨的形成以及改善石墨的成核。 此外，Ca还有一个好作用：当将其用于球铁生产时，Ca能同S起反应从而生成CaS。这个CaS将对富Mg硅酸盐相起晶核作用，从而赋予石墨以球形而不是片形。在球铁生产中，Ca将通过同S和O的反应，并生成硅酸盐相的途径而促进孕育过程的发生。这样一来的效果是：一个高的成核率和一个赋予高球数的高石墨球生长率。 Ca既能强化它自身的孕育作用，也能加强Al和Ba的孕育效果。 在铸铁熔体中，因钙含量太高而带来的问题是：使熔体中渣的生成量增多，以及可能使石墨的形态不对。 而且，如果Ca含量太高，则会使FeSi基孕育剂在熔体中的溶解度下降。此外，过高的Ca还会促进碳化物的生成。这就是为什么对孕育剂的Ca含量有一个建议的上、下限的原因。孕育剂的Ca含量取决于是让Ca仅起孕育作用，还是还要其与铸铁熔体中的S起反应。 Ca的来源： 铁合金 球化剂 孕育剂 常用量：*多达 0.01%
Ce在铸铁中的作用 Ce既可起孕育剂的作用和也可起球化剂的作用。 Ce可以使对石墨结构有负面影响的痕量元素(如Pb、As、Bi、Sb、Sn、Al、Ca和Ti)处于停顿状态。额外的Ce将同铸铁熔体中的溶解O和S起反应。 许多夹杂物都属X2Y3和XY2类型，其中X代表Ce，Y代表S或O。这些夹杂物将对石墨的成核起晶核的作用，并会降低熔体开始共晶凝固所需的过冷。遵循稳态Fe—C相图的凝固作用是较容易发生的，而且显微组织将由石墨而不是碳化铁所组成。尤其是含S夹杂物已经显示出能增加球铁中石墨球的成核率。含Ce夹杂物以及含Ca和Al的硅酸盐相都是良好的成核点，Ce基孕育剂会造成大量的成核点。 由于S和O被有效地加以了冻结，因此，石墨的生长形态将从片状改变成球状。 在球铁熔体中，Ce的作用是增加成核点和使有较多的球数。当孕育剂中含有Ce时， Ca和Al之类的其它活性元素的敏感性将增大。 过量的Ce可以导致不希望的石墨组织和碳化物的形成， Ce过量还可导致开花状和块状石墨组织的生成。这两种组织都会导致铸件机械强度的降低。 这是一个问题，尤其是在厚大断面铸件方面。 另外还知道Ce能促进块状石墨在奥氏体球铁中的形成。 Ce的来源： 大多来自所加入的MgFeSi 作为混合稀土加入到纯Mg球化过程中的 可能存在于有些孕育剂中的 常用量：小于0.02%
S和O在铸铁中的作用 将S和O加到铸铁熔体中是为了使熔体对孕育更加敏感。 进行球铁生产时，是在Fischer转包中用纯Mg或MgFeSi对熔体进行Mg处理。进行这种处理的目的是为了抑制表面活性元素S和O，借此使石墨的生长形态从片状改变成球状。 S和O将固定在石墨的斜方晶晶面上，并减小该晶面的表面能，使斜方晶晶面成为生长较快的晶面。这样的结果就是形成许多石墨片。问题是当所有的S和O被球化过程固定住，且没有留下足够的S和O同孕育剂中的活性元素Al、Ca、Ba、Ce相反应时。这些元素以及S和O将提供在晶体方面与石墨稍有不同的氧化物和硅酸盐，成为石墨的合适成核点。 当熔体中不存在这些氧化物和硅酸盐时，则需要较大的过冷，以便激活使铁水发生亚稳凝固的石墨的成核。 如果不是石墨而是铁碳化物被成核，则铸件的机械性能将大大下降。 另外，如果S和O在熔体中的含量很高，为了得到球铁，则必需在球化处理之前，加入较多的Mg。较高的加Mg量将导致较多的渣和烟雾的产生，Mg回收率的下降以及比较猛烈的反应。S含量过高还会对球铁的石墨结构产生负面影响。当不能对S加以抑制时，它可能同Fe相反应从而生成可在晶边附近看到的低熔点共晶相FeS。这样的结果就是铸件机械性能的下降，尤其是高温性能的下降。 O含量过高会导致渣量增加，从而增加成品铸件因渣的关系而产生缺陷的危险。 总之，由渣造成的缺陷会降低铸件的机械性能，如同在FeS的情况下那样。 虽然灰铁中的S含量比球铁中的S含量高，但是，仍然要记住的是：尽管S将增大对孕育剂的响应，但它也会增大产生MnS气孔和反白口的倾向。 S和O的来源： 焦炭 增碳剂 生铁 废铁 加入的FeS 灰铁通常的S含量：小于0.15% 球铁通常的S含量：小于0.015%
Sr在铸铁中的作用 锶总是以FeSi基孕育剂形态Superseed75、Superseed50或Superseed Extra**地加入到铸铁中的。这个元素不会自然存在于用来生产铸铁的炉料中，然而作为孕育剂进行很少量的添加却对金属的组织 具有有益的作用。 孕育剂Superseed75和Superseed50*初是由英国铸铁研究学会研制的，现在则是由在挪威和加拿大 的Elkem工厂进行生产。 这种孕育剂主要用于中、高S含量的灰铁，而这些含Sr的孕育剂大多是在灰铁生产中用的*广的配方。这是因为Sr具有独特的性能。当今铸铁厂*关心的问题之一就是缩松或收缩。这主要是因铸型膨胀而由砂子引起的，但偶尔也是由铸件的状况（例如，起热点作用的小圆角）造成的。 孕育剂中的Sr具有促进A型石墨生长的作用，尽管保持比其它孕育系统少的共晶晶粒数不变的时间相同。 虽然其它孕育剂也能促使大量A型石墨的生成，但大量成核点会引起大量共晶晶粒的生成。 石墨生长和晶粒数之间的这种不平衡会导致小共晶晶粒的生成，以及可能在晶粒之间产生收缩。Sr能促进生成较大的共晶晶粒，从而防止晶粒之间出现缩松。 注意：由砂子引起的收缩问题不能用孕育剂来解决。 在这个领域内，已经研制出了新一代含Zr和Sr的孕育剂-Superseed Extra，可用于S含量范围较宽的时候。这种把锆的作用和锶的上述作用组合在一起的孕育剂能生产具有细小石墨形态和优良机械性能的灰铁。 Sr的通常用量：达 0.003%。 南京恒瑞分析仪器有限公司 技术部