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隨著生鐵價格的提高鑄鐵型材生產(chǎn)成本不斷增加。為降低生產(chǎn)成本本課題在HT250材質的基礎上采用氮、鈦、鈮對鐵液進行合金化通過金相組織觀察、SEM分析、EDS分析、拉伸試驗和硬度試驗研究了氮、鈦、鈮對灰鑄鐵組織及性能的影響規(guī)律。 試驗結果表明含氮量為0.0055%～0.013%、含錳量為1.0%-1.36%時試樣的金相組織為A型石墨+細片狀珠光體+少量鐵素體。 鑄鐵型材在重工業(yè)中需求量大，被廣泛應用于交通運輸、機床、印刷、農(nóng)業(yè)機械等支柱行業(yè)。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，使鑄鐵型材在結晶器的停留時間過長，導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。在適當含氮量(0.0080%左右)基礎上含鈦量在0.055%-0.149%范圍內時試樣的金相組織為A型和D型石墨+珠光體+少量鐵素體。隨著含鈦量的增加：A型石墨減少D型石墨增多；鐵素體的含量增多珠光體的含量減少。 試樣的抗拉強度呈現(xiàn)降低的趨勢當含鈦量為0.149%時試樣的抗拉強度小為230MPa；而試樣的布氏硬度略有增加當含鈦量為0.149%時試樣的布氏硬度大為219HBW。鈦在含氮灰鑄鐵中的存在形式有以下兩種：少部分固溶于基體中呈均勻分布；大部分與鐵液中的碳、氮形成鈦的碳氮化物并多以三角形、四邊形及帶棱角的不規(guī)則塊狀鑲嵌于基體之中呈彌散分布。

通過實驗可知利用水渣鐵煉鐵生產(chǎn)的灰鐵消失模型材在金相組織和力學性能上完全達到標準灰鐵的要求。;3、使用ProCAST軟件對利用水渣鐵煉鐵直接生產(chǎn)（HT250）底架型材的試制方案進行模擬分析，模擬結果可知底注式澆注工藝方案易出現(xiàn)明顯的縮孔縮松缺陷、頂注式工藝方案有夾渣缺陷并通過試制對此進行了驗證。4、基于ProCAST的模擬和試制方案的對比對型材消失模生產(chǎn)工藝進行優(yōu)化提出使用階梯式澆注工藝方案，通過試制表明階梯式澆注工藝方案近能有效減小型材內部縮孔縮松而且可以解決型材夾渣問題。 對出現(xiàn)在鑄鐵型材內部的夾雜缺陷，進行了地研究分析，明確了夾雜物的分布規(guī)律、元素組成、來源及形成原因，并就如何控制該缺陷的產(chǎn)生給出了相關的建議。對大斷面型材表面出現(xiàn)的疤皮缺陷，分析了形成原因，討論了影響其形成的因素，并提出了能有效疤皮缺陷的措施。優(yōu)化設計后得到的鑄鐵型材新生產(chǎn)線，能夠滿足 尺寸為400mm的鑄鐵型材的生產(chǎn)，且生產(chǎn)鑄鐵型材的工序簡化，各設備的結構組成更為簡單合理.鑄鐵型材中的夾雜物主要聚集分布在其中心線上方約3/4半徑處，其中大尺寸的夾雜物主要來源于球化和孕育處理，因此解決鑄鐵型材內部夾雜問題的關鍵是控制球化和孕育處理的相關參數(shù).對于鑄鐵型材表面存在的疤皮缺陷，適當提高拉拔速度、改進爐膛底部結構及阻斷結晶器兩段石墨套間橫向傳熱的舉措能夠有效地。 從水平連鑄工藝技術、熔煉處理技術等方面研究了軌道交通用QT400-18L(-40℃)球墨鑄鐵型材的成套制造技術.研究表明:采用小頸保溫冒口和保溫覆蓋劑以加強補縮效果可以有效鑄鐵型材的縮孔縮松缺陷.嚴格的成分設計、精選爐料、優(yōu)化配料是熔煉高溫純凈鐵液的前提條件采用爐前熱分析在線檢測鐵液的球化效果是保證鑄鐵型材高質量和一致性的重要解決方案.采用新型蓋包法球化處理裝置、瞬時孕育技術和低鎂低稀土球化劑、高鈣鋇孕育劑、硫氧孕育劑等可以有效避免球化衰退改善球化效果增加石墨球數(shù)量和石墨化自膨脹效果.通過以上技術措施生產(chǎn)了-40℃低溫V型缺口沖擊值穩(wěn)定在12 J以上的齒輪箱、抱軸承蓋等低溫高韌性球墨鑄鐵型材.

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