前面我們已討論過(guò)化合態(tài)的滲碳體,它若加熱到高溫,便會(huì)分解為鐵和碳(Fe2C→3Fe。所以化合態(tài)的滲碳體只是一種亞穩(wěn)定相,而游離態(tài)的石墨則是一種穩(wěn)定相該ADI氣缸套材料在300-350℃時(shí)的導(dǎo)熱系數(shù)是灰鑄鐵的一半,導(dǎo)熱能力相對(duì)灰鑄鐵差;在300-350℃時(shí)的線膨脹系數(shù)比灰鑄鐵高出45%,熱膨脹量較灰鑄鐵大。對(duì)鼓肚缺陷,在鑄鐵型材的水平連鑄過(guò)程中采用反弧度法工藝,即通過(guò)新型的石墨套與引錠裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的,通過(guò)實(shí)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(shí)驗(yàn)過(guò)程中,剛開(kāi)始生產(chǎn)鑄鐵型材時(shí)的拉拔速度比較慢、拉拔周期較長(zhǎng),使鑄鐵型材在結(jié)晶器的停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng),導(dǎo)致在扁平方向上鑄鐵型材頂部略微向下凹,當(dāng)拉拔參數(shù)調(diào)整合適時(shí),下凹及鼓肚現(xiàn)象基本消失。與實(shí)施反弧度法之前的鑄鐵型材相比,實(shí)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(qiáng)度指標(biāo)高于鑄鐵型材標(biāo)準(zhǔn)(JBT10854-2008水平連續(xù)鑄造鑄鐵型材) 性能要求。同時(shí),伸長(zhǎng)率指標(biāo)均超過(guò)LZQT500-7規(guī)定的指標(biāo)。與拉伸性能結(jié)果類似,反弧度法試樣的抗壓強(qiáng)度高于未實(shí)施反弧度法試樣的抗拉強(qiáng)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(shí)驗(yàn)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(shí)際生產(chǎn)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、率的鑄鐵型材水平連鑄拉坯生產(chǎn)。ADI材質(zhì)較灰鑄鐵具有低的摩擦系數(shù),且隨摩擦速度升高,摩擦系數(shù)逐漸減??;相同條件下ADI材質(zhì)的磨損量是貝氏體灰鑄鐵的磨損量的60%,耐磨性是灰鑄鐵的1.3倍;ADI材質(zhì)較灰鑄鐵具有更加優(yōu)良的抗穴蝕性能.
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目前獲得度灰鑄鐵主要是通過(guò)添加鉻、銅、鉬和鎳等合金元素來(lái)實(shí)現(xiàn)但是隨著合金價(jià)格的提高生產(chǎn)成本不斷增加。為降低生產(chǎn)成本本課題在HT250材質(zhì)的基礎(chǔ)上采用氮、鈦、鈮對(duì)鐵液進(jìn)行合金化通過(guò)金相組織觀察、SEM分析、EDS分析、拉伸試驗(yàn)和硬度試驗(yàn)研究了氮、鈦、鈮對(duì)灰鑄鐵組織及性能的影響規(guī)律。 試驗(yàn)結(jié)果表明含氮量為0.0055%~0.013%、含錳量為1.0%-1.36%時(shí)試樣的金相組織為A型石墨+細(xì)片狀珠光體+少量鐵素體。
反弧度法工藝制各的鑄鐵型材組織更為均勻,力學(xué)性能更為優(yōu)良。與實(shí)施反弧度法之前的鑄鐵型材相比,實(shí)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(qiáng)度指標(biāo)高于鑄鐵型材標(biāo)準(zhǔn)(JBT10854-2008水平連續(xù)鑄造鑄鐵型材) 性能要求。同時(shí),伸長(zhǎng)率指標(biāo)均超過(guò)LZQT500-7規(guī)定的指標(biāo)。與拉伸性能結(jié)果類似,反弧度法試樣的抗壓強(qiáng)度高于未實(shí)施反弧度法試樣的抗拉強(qiáng)度。
隨著含氮、錳量的增加:片狀石墨長(zhǎng)度變短、寬度稍有增加彎曲程度加大石墨端部鈍化對(duì)基體的割裂作用減弱;細(xì)片狀珠光體含量略有增加珠光體層片間距減??;試樣的抗拉強(qiáng)度和硬度逐漸增大當(dāng)含氮量為0.012%、含錳量為1.24%時(shí)試樣的抗拉強(qiáng)度和硬度達(dá)到大值分別為395MPa和260HBW。當(dāng)鐵液中含氮量≥0.011%時(shí)鑄件表面下開(kāi)始出現(xiàn)氣孔缺陷。