球墨铸铁件不仅在产量上快速发展，而且更有质的飞跃，以至业界惊叹“球铁、ADI，蠕铁的发展与应用，带来了新的铁器时代”。60年来球铁的进步，可概括为如下几点：
(1)发展速度令人惊异，从无到有，从少量生产到占世界球铁产量的49.5%；(2)球铁应用领域不断扩大，如汽车、内燃机、铸管、大型机床、风电、高铁等；(3)开发出各种球化处理方法；(4)系列化生产了球化剂和孕育剂。
一、Si固溶强化铁素体球铁
众所周知，球铁的抗拉强度和伸长率是一对矛盾，在GB/T1348-2009中，球铁基体中珠光体体积分数越高，则抗拉强度越高，伸长率越低；反之，若铁素体体积分数越高，则伸长率越高，抗拉强度越低。
为了得到高珠光体体积分数，通常有2种方法：(1)正火处理；(2)加入一定量的Cu、Sn、Cr、Sb等合金元素。
为了得到高铁素体体积分数，通常也有2种方法：(1)退火处理；(2)尽可能降低Cu、Sn、Cr、Sb等元素含量，同时进行多次孕育。多次孕育的结果就是提高球墨铸件中ω(Si终)量，因此一般来说，在相同CE情况下，铁素体基体球铁的ω(Si)量(2.2%~2.6%)要高于珠光体球铁的ω(Si)量(1.8%~2.2%)。这就使人会以为在球铁中，Si是一种提高伸长率而降低强度的元素。其实这是一个误读。研究表明，在铁素体球铁中ω(Si终)量的增加，会提高抗拉强度和屈服强度、降低伸长率。
2012年3月，德国和欧盟标准DINEN1563在修订时又增加了3个牌号：EN-GIS450-18、EN-GIS500-14、EN-GIS600-10，推荐ω(Si)量为4.3%。
Si固溶强化铁素体球铁除了具有高强度、高韧性外，还具有硬度差小的特点，因而加工性能优于混合基体球铁。
二、高强度高伸长率球铁
近年来，由于球化处理和孕育处理技术的提高，以及高纯铸造生铁的推出和对感应电炉废钢增C熔炼技术的掌握，许多企业已经能够生产高于国标牌号的球铁铸件，并称之为高强韧性球铁或高强度高伸长率球铁，如一汽已开发出牌号为
QT600-5的汽车后桥壳(长2218mm)，东风汽车公司铸造二厂也开发出本体性能达到QT550-10的后桥壳(长1610mm，重150k护和QT600-8的托臂梁支架(重60kg)等。但生产这些“高强韧性”球墨铸铁件仍未突破低合金化和低Si的传统做法。东风公司虽已意识到用固溶处理来提高铁素体的强度，但也只利用了Ni的固溶作用，ω(Si终)量仍控制在2.2%~2.6%范围内。
三、低温铁素体球铁
低温铁素体球铁首先是为了满足风力发电机组铸件的需求而开发出来的，这类铸件采用了国标GB/T1348-2009中的QT350-22A(L)和QT400-18A(L)的材质，分别提出了-20℃、-40℃时的冲击性能要求。随着高铁的发展，由于工作条件更为恶劣，工件需在高寒地区承受振动载荷，因此进一步要求在-50℃、-60℃时也有足够高的冲击性能。国内几家生产高铁铸件的企业，已在执行力学性能达到400-18或350-22前提下，其-60℃时冲击功也要求达到12J以上的标准，这一标准已远远高于GB/T1384要求了。
四、珠光体基体球铁
不论哪个牌号，基本上都能在铸态下达到其力学性能。很多曲轴生产厂采用铁型覆砂工艺，通过良好的球化和孕育处理，在不加Cu的情况下，仅加0.02%~0.03%的Sb，曲轴性能即可稳定达到QT900-4的水平。
冷激球铁凸轮轴是近十年开发的一种新产品。内燃机中的凸轮轴目前有铸铁材质和钢质两类，铸铁类又有3种材质：冷激铸铁、可淬硬铸铁和氩弧重熔铸铁。钢质凸轮轴抗擦伤性能差，用量越来越少；而铸铁轴中冷激铸铁有最好的抗擦伤性能和最低的成本，故用量占总量的60%以上。冷激灰铁凸轮轴最大缺点是抗疲劳性能差。为了既保持有最好的抗擦伤性能，又提高抗疲劳性能，于是开发了冷激球铁凸轮轴。东风汽车公司铸造一厂于2001年立项，开发康明斯6CT柴油机(功率220kW以上)冷激球铁凸轮轴，2002年完成课题并大量生产。冷激球铁凸轮轴生产难点在于既要冷激面游离石墨小于5%，不允许出现游离铁素体，硬度达到45HRC以上，又要保证非冷激区碳化物≤15%，本体R m≥550MPa。由于冷激球铁在保证非冷激区碳化物≤15%的前提下，在冷激区很难获得初生渗碳体，因此冷激区硬度往往低于灰铁冷激区的硬度。
五、ADI
我国是世界上最早研发ADI且取得成功的国家之一，但产量的增长不如预期，原因早期是因为国内没有现代化的热处理设备，现在主要是设计师们对此工程材料的性价比还缺乏足够的认识，以及大量流水生产过程中的稳定性尚存在一些问题。由于热处理工艺限制，ADI较适宜生产中小铸件，在汽车行业有很大的发展前景。在欧美等发达国家的ADI球墨铸铁应用中，汽车零件占了ADI总量的50%以上，其中又以底盘零件(尤其是中、重型卡车底盘零伟应用最多。国内一汽在上世纪90年代开发ADI，先后已有CA141后拖钩支承座、16t重卡后钢板弹簧支架、越野车前桥驱动转向节等零件采用ADI材质，东风汽车公司更是在某军用越野车上用ADI替代铸钢，用于前悬架上、下横梁臂、中后悬架上、下横梁臂、弹簧支架等十几种零件上，使这些零件的总重由630.6kg减少至380.7kg，减重率达39.6%。东风汽车公司还早在上世纪90年代末期就完成了康明斯B系列柴油机ADI齿轮国产化工作，后因价格问题和大量生产中的稳定性问题，ADI齿轮未能坚持使用。东风公司商用车铸造二厂用ADI代替普通球铁生产某重型工程车的导向座，减重9.5%，使用寿命延长5~6倍，但生产成本增加65%；ADI在耐磨件上已得到广泛应用，尤其是CADI，年用量已有数万吨之多。
六、奥氏体球铁
奥氏体铸铁是以Fe、C、Ni为主，添加Si、Mn、Cu和Cr等元素经熔炼而成，室温下具有稳定性的以奥氏体基体为主的铸铁。在2011年我国制定的第一个《奥氏体铸铁》国标中，12个牌号有10个是球铁，只有2个是灰铁。
由于奥氏体球墨铸铁件具有良好的耐热性、耐腐蚀性、无磁性、耐低温性等，又有较高的强度，因此被广泛应用于汽车、核电、海洋工程等领域，用于制造汽车排气歧管、涡轮增压器壳体、海水泵阀、涡轮发电机端盖、无磁性电工铸件及-196℃的制冷工程用铸件。尤其是随着汽车发动机比功率要求的不断提高，涡轮增压技术越来越多被采用。据称，涡轮增压器能够减小发动机体积，提高20%~40%的燃油效率，减小排放，以及加大功率和扭矩，提高驾驶性。不仅商用车普遍采用涡轮增压器，汽油乘用车发动机也将广泛采用涡轮增压器，以达到节能减排的目的。汽车做功后排出的废气温度往往高达1000℃以上，因此排气歧管和涡轮增压器壳须经受1000℃高温的冲击，一般的铁素体球铁、蠕铁和中Si-Mo球铁、蠕铁都经受不了如此高温，唯有高Ni奥氏体球铁可在此工况下使用。因此，对奥氏体球墨铸铁件的需求量将会剧烈增加。如同ADI一样，奥氏体球墨铸铁件生产也有一定技术难度，而且材料成本高，铸件收得率较低，因此适宜专业厂大批量生产。目前国内已有几家生产奥氏体球墨铸铁件的“小巨人”型企业。
七、高强韧TWIP铸铁
奥氏体球铁的抗拉强度一般都在450MPa以下，普通球铁珠光体型的可达700MPa以上，但伸长率只有2%左右。福州大学研制出一种高强韧性球铁，性能可达到QT700-20的水平。该球铁是将TWIP钢的技术引用到奥氏体球铁中来。“TWIP”(TwinningInducedPlasticity)效应是“孪晶诱发塑性”效应，其做法是：通过添加Ni、Mn、Cu等元素得到室温下具有稳定奥氏体基体的组织(铸态组织为球状石墨+奥氏体+碳化物，然后通过高温固溶处理，消除碳化物，使组织成为球状石墨+奥氏体+少量退火孪晶，这些孪晶在外力作用下(如轧制)，产生“TWIP效应”，退火孪晶成为形变孪晶，使材料的强度和塑性得到大幅度提高。高温固溶处理的工艺是：加热到1000℃左右，保温一定时间然后水淬。
尽管这种材料还远未到工程应用阶段，但还是提供了一个提高球铁强韧性的思路。
八、生产高端球墨铸铁件的关键点
近年来，随着球墨铸件应用范围的扩大和品种的不断增多，理论研究逐步深入，生产技术也得到很大提升。生产高端球墨铸铁件的关键点可以概述为“优化石墨、净化晶界、强化基体”。
(1)优化石墨。指石墨形状、大小、数量、分布均匀程度均符合要求，包括石墨球圆整，球化率高(≥85%，甚至≥90%)，石墨球数)100个/m㎡，厚大断面石墨球分布宜均匀。
为此要求采用高纯生铁熔制低球化干扰元素且高温的铁液；采用良好的球化剂和良好的球化处理技术(喂丝法或盖包脚，控制好合适的残留Mg量和残留RE量；采用良好的孕育剂和恰当的孕育技术；进行预处理等。
(2)净化晶界。晶界上容易出现以下3类物质：
①共晶物，包括硫共晶和磷共晶。现在由于脱S技术容易，铁液中ω(S)量一般都在0.025%以下，球化处理后还多形成渣子被扒除，因此球墨铸铁件硫共晶很少见到。但脱P困难，ω(P)量很难控制在0.02%以下，因此时有磷共晶存在于晶界上，严重影响球铁的塑韧性。
②金属碳化物，包括金属间化合物，是C与铸铁中的一种或多种金属元素(如Mn、Cr、Ti、Mo案形成的化合物，也包括一些金属间化合物(如Fe-Ti、Fe-Cr、Fex-B等)，常常分布于晶界，影响强度和塑韧性。
③非金属夹杂物，是铸铁熔炼时冶金反应所形成的化合物，包括氧化物、硫化物、硅酸盐、氮化物及其组成的多元素复合化合物，多沿晶界分布，影响球铁强度和塑韧性以及铁液流动性。
为净化晶界，应尽量采用高纯生铁，保持炉料洁净少渣，熔制高温且少氧化的铁液，必要时采用吹Ar或N净化技术。
高纯生铁的推出为优化石墨、净化晶界提供了良好的物质条件。2013年5月审定通过的JB/T《铸造用高纯生铁》规定了两种牌号供选用，C1(纯1)ω(Ti)≤0.01%、ω(Mn)≤0.05%、ω(P)≤0.02%，ω(S)≤0.015%，C2(纯2)ω(Ti)≤0.03%，ω(Mn)≤0.15%，ω(P)≤0.03%，ω(S)≤0.02%。而11种微量元素最大值为：ω(Cr)≤0.015%，ω(V)≤0.015%，ω(Mo)0.01%，ω(Sn)≤0.003%，ω(Sb)≤0.0008%，ω(Pb)≤0.001%，ω(Bi)≤0.001%，ω(Te)≤0.003%，ω(As)≤0.002%，ω(B)≤0.001%，ω(Al)≤0.01%。
高纯生铁获取方法有两种：一是精料法，即精选原料，特别注意对P，Ti含量的控制，采用一定措施，既大幅度提高铁精粉品位，又显著降低铁精粉中TiO2、P2O50。等有害杂质元素的含量，采用精料法可生产出C2级高纯生铁；二是氧化法，一般是采用高炉外“三脱”工艺，将炼钢生产中的一些工艺引用到生铁冶炼中来，采用氧化法可生产出C1级高纯生铁。
(3)强化基体：根据不同的要求强化不同的基体。通常采用合金化的方法或通过热处理的方法来达到。“第一代球铁”中已经通过添加Cu、Cr、Mo、Sn等方法提高或强化珠光体，或通过正火处理方法强化珠光体，提高球墨铸铁件的强度和硬度，也采用退火的方法获得全铁素体以提高塑韧性，而现在强化基体可获得综合性能更为优良的球墨铸铁件，如通过等温淬火处理获得奥铁体，使综合性能达到QT800-10~QT1400-1的水平；通过Si固溶强化铁素体，得到QT450-18~QT600-10且硬度均匀加工性能好的铁素体球铁；通过高温固溶处理加轧制、利用“TWIP”效应得到QT700-20的高强韧性球铁等。
可以相信，通过“优化石墨、净化晶界、强化基体”等一系列措施，球铁的应用范围还将扩大，“新的铁器时代来临”并非虚言。
泊头市东建铸造有限责任公司(http://www.dongjianzhuzao.com)大型阀门铸件、重型阀门铸件、阀门球铁铸件、加工设备主要有龙门镗、铣、磨、刨，从2m*4m到6m*28m，立车从φ2.5m到φ12.5m，大型车床到重型卧车，以及轧辊磨床等。
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