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目前對灰鑄鐵和球墨鑄鐵表面改性的手段有表面相變硬化、表面熔凝、表面合金化以及表面熔覆。表面相變硬化因不能去除石墨相，表面改性效果受限。本文旨在利用等離子束和激光束對灰鑄鐵和球墨鑄鐵進行熔凝處理以及合金化處理去除鑄鐵表面的石墨相，達到強化的目的。熔凝和合金化處理獲得的改性層深不夠大，并且合金化的本質(zhì)是一種高稀釋率的熔覆，對鼓肚缺陷，在鑄鐵型材的水平連鑄過程中采用反弧度法工藝，即通過新型的石墨套與引錠裝置來實現(xiàn)的，通過實施反弧度法工藝，鑄鐵型材的鼓肚現(xiàn)象得到有效。 但由于在率次實驗過程中，剛開始生產(chǎn)鑄鐵型材時的拉拔速度比較慢、拉拔周期較長，使鑄鐵型材在結(jié)晶器的停留時間過長，導(dǎo)致在扁平方向上鑄鐵型材頂部略微向下凹，當拉拔參數(shù)調(diào)整合適時，下凹及鼓肚現(xiàn)象基本消失。組織更為均勻，并且其抗拉強度指標高于鑄鐵型材標準(JBT10854-2008水平連續(xù)鑄造鑄鐵型材) 性能要求。同時，伸長率指標均超過LZQT500-7規(guī)定的指標。與拉伸性能結(jié)果類似，反弧度法試樣的抗壓強度高于未實施反弧度法試樣的抗拉強度。等離子束和激光束的快速加熱，基體的快速冷卻，導(dǎo)致在灰鑄鐵和球墨鑄鐵表面進行熔凝和合金化處理都可以去除其表面的石墨相，獲得組織均勻、晶粒細小的改性層，與基體冶金結(jié)合。細晶強化、固溶強化使熔凝層的硬度提高，硬質(zhì)相滲碳體、馬氏體與軟質(zhì)相奧氏體等的綜合作用，使熔凝層既能抗磨料磨損，又能抗粘著磨損；熔凝層的奧氏體相，是一種很好的緩蝕劑。

在采用熱分析技術(shù)控制蠕鐵制品球化率的技術(shù)中，其關(guān)鍵是如何將鑄鐵液的冷卻曲線準確采集到電腦中，并提取曲線上能夠表征球化率的特征值。本課題針對這一問題，設(shè)計了溫度冷卻曲線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件由內(nèi)置熱電偶的樣杯和工控機組成。基于LabVIEW開發(fā)的軟件系統(tǒng)通過工控機的串口進行通訊，完成了鑄鐵液溫度冷卻曲線的采集、實時顯示、數(shù)據(jù)存儲以及特征值提取等功能。 鑄鐵型材在重工業(yè)中需求量大，被廣泛應(yīng)用于交通運輸、機床、印刷、農(nóng)業(yè)機械等支柱行業(yè)。拉坯工藝參數(shù)設(shè)置是鑄鐵型材生產(chǎn)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，設(shè)置不合理會導(dǎo)致拉漏、拉斷等生產(chǎn)事故和產(chǎn)生表面裂紋等鑄造缺陷。拉拔周期較長，使鑄鐵型材在結(jié)晶器的停留時間過長，導(dǎo)致在扁平方向上鑄鐵型材頂部略微向下凹，當拉拔參數(shù)調(diào)整合適時，下凹及鼓肚現(xiàn)象基本消失。反弧度法工藝制各的鑄鐵型材組織更為均勻，力學性能更為優(yōu)良。與實施反弧度法之前的鑄鐵型材相比，實施反弧度法之后的鑄鐵型材硬度得到提高，組織更為均勻，并且其抗拉強度指標高于鑄鐵型材標準(JBT10854-2008水平連續(xù)鑄造鑄鐵型材) 性能要求。同時，伸長率指標均超過LZQT500-7規(guī)定的指標。與拉伸性能結(jié)果類似，反弧度法試樣的抗壓強度高于未實施反弧度法試樣的抗拉強度。 近年來，厚壁球鐵鑄鐵型材的生產(chǎn)不斷增長，用于制造大型的耐壓、耐磨、耐熱零件。與普通球鐵相比，厚壁鑄鐵型材常伴隨孕育衰退、球墨畸變、石墨漂浮、元素偏析、縮松、縮孔等缺陷，成為困擾生產(chǎn)廠家的難題之一.

球墨鑄鐵型材因其較高的強度、良好的塑性和韌性，以及便于生產(chǎn)，成本比鋼低廉等優(yōu)良的性能而被廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中的各個領(lǐng)域。為提高球墨鑄鐵材料的使用壽命，對其進行表面強化處理的研究顯得十分重要。本文通過對球墨鑄鐵材料進行激光表面多道淬火工藝的研究，得到一些有益的結(jié)論。對鼓肚缺陷，在鑄鐵型材的水平連鑄過程中采用反弧度法工藝，即通過新型的石墨套與引錠裝置來實現(xiàn)的，通過實施反弧度法工藝，鑄鐵型材的鼓肚現(xiàn)象得到有效。但由于在率次實驗過程中，剛開始生產(chǎn)鑄鐵型材時的拉拔速度比較慢、拉拔周期較長，使鑄鐵型材在結(jié)晶器的停留時間過長，導(dǎo)致在扁平方向上鑄鐵型材頂部略微向下凹，當拉拔參數(shù)調(diào)整合適時，下凹及鼓肚現(xiàn)象基本消失。反弧度法工藝制各的鑄鐵型材組織更為均勻，力學性能更為優(yōu)良。同時，伸長率指標均超過LZQT500-7規(guī)定的指標。與拉伸性能結(jié)果類似，反弧度法試樣的抗壓強度高于未實施反弧度法試樣的抗拉強度。基于Matlab軟件建立以鑄造工藝參數(shù)為輸入，拉坯工藝參數(shù)為輸出的控制模型。仿真實驗表明本文建立的拉坯工藝參數(shù)GA-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制模型可以用于拉坯工藝參數(shù)自適應(yīng)整定，所獲得拉坯工藝參數(shù)能夠用于實際生產(chǎn)系統(tǒng)，實現(xiàn)高質(zhì)量、率的鑄鐵型材水平連鑄拉坯生產(chǎn)。結(jié)果顯示，在合理選擇數(shù)值模擬關(guān)鍵工藝參數(shù)的情況下，采用勻強圓形光斑激光束對球墨鑄鐵的數(shù)值模擬結(jié)果與試驗結(jié)果能夠比較好的吻合，數(shù)值模擬可以對球墨鑄鐵QT600-3激光表面淬火的工藝設(shè)計起到良好的指導(dǎo)意義。采用半導(dǎo)體激光器對球墨鑄鐵QT600-3材料進行激光表面淬火后的表面宏觀硬度值一般在49～60HRC。其中當試驗參數(shù)為功率1600W，光斑直徑14mm，速度180mm/min的時候所達到的硬化帶寬度和深度值比較好。

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