本文在实验和生产条件下对球墨铸铁的增碳处理工艺和K／Na-RE复合变质处理工艺进行了研究，分析了它们对球墨铸铁微观组织和性能的影响机理，确定了最佳的增碳处理工艺和变质处理方法，并通过增碳处理和K／Na-RE复合变质处理相结合的方法，成功开发出了一种新型的实用低碳当量球墨铸铁。在球墨铸铁的生产中，使用增碳剂对铁液进行增碳处理，可以提高铁液的形核状态，降低铁液的过冷度，从而有利于石墨的形核，增加石墨球的数量，并且采用废钢加生铁通过增碳处理生产球铁，既能节省大量优质生铁，降低成本，又能提高铸件性能。但是，迄今国内外对球铁增碳工艺的研究报道较少。在实际增碳过程中，增碳效果较差，且不易控制。因此，研究如何优化增碳处理工艺，稳定增碳效果，从而进一步提高球铁的性能具有非常重要的现实意义。实验结果表明，增碳处理降低了铁液的过冷度，在铁液中造成了大量弥散分布的非均质结晶核心，同时，由于生铁用量少，其遗传作用大为削弱。影响增碳处理工艺的因素有增碳剂粒度、增碳温度、铁液搅拌时间和铁液的化学成分。增碳处理改善了石墨的大小、分布和形貌，使石墨细化且均匀分布，基体组织中珠光体量明显增多且变细，珠光体片层间距减小。增碳处理提高了铸铁的强度，使白口倾向减小，伸长率及宏观硬度有较大提高，断面敏感性降低。K／Na-RE复合变质处理净化了铁液，在铁液中产生异质核心，并使原来不活化的晶核得以长大，结果使铁液中总的晶核数量增多，从而增加石墨球的数量，并使得石墨球细化、圆整且分布均匀。K／Na变质剂具有突出的促进稀土对铁水的脱硫、脱氧作用，从而起到净化铁水及提高表面张力和界面张力的作用，这是其提高球化率防止变态石墨的本质所在。当K／Na-RE复合变质剂的加入量为1.0％时，球墨铸铁的微观组织和力学性能最好，石墨球和基体组织得到细化，珠光体形成比例减少，球墨铸铁的强度、硬度和韧性都明显增加，白口倾向也得到改善。进一步研究表明，K／Na-RE复合变质增加了铁素体的含量，细化晶粒组织，使得晶间边界增加，阻碍P以磷共晶形式析出和聚积，而减弱了P的破坏作用，可以在较低的碳(3.0 w_b.％-3.2 w_b.％)和Si含量(2.4 w_b.％-2.6 w_b.％)的条件下，使球墨铸铁中铁素体含量有所增加，从而使得冲击韧性及延伸率上升，综合力学性能得到改善。在用增碳法生产球墨铸铁的过程中，采用K／Na-RE复合变质处理可以促进增碳处理的效果，进一步增加了石墨球的数量，细化并均匀了石墨球及基体组织。经过增碳处理和K／Na-Re复合变质处理后，试样的强度、硬度和韧性得到进一步提高，而白口倾向和断面敏感性减小。增碳处理和K／Na-RE复合变质处理相结合，使得球墨铸铁微观组织得到显著改善，综合力学性能得到大幅度提高，在铸态下已经达到QT800-6水平。