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普通灰鑄鐵型材的顯組織為細小的片狀石墨(為一層細小的D型石墨，內(nèi)部為細小的A型石墨)和基體。也可生產(chǎn)A型（80%以上）石墨為主的灰鐵型材；球墨鑄鐵型材組織中石墨球細小圓整，球化率高，球數(shù)多，無晶間碳化物，是生產(chǎn)ADI產(chǎn)品的佳基材；蠕墨鑄鐵型材蠕蟲狀石墨數(shù)量及形態(tài)要求由供需雙方協(xié)商而定。 灰鑄鐵型材：σb=200～350Mpa，HB=150～260；球墨鑄鐵型材的機械性能兼有度和高塑性，經(jīng)常規(guī)熱處理后可以獲得各種需要的基體組織及性能，σb=375～900Mpa，HB=150～300；球鐵型材加工的零部件經(jīng)等溫淬火后，σb=800-1600Mpa，δ對應(yīng)可達22%-1%。對出現(xiàn)在鑄鐵型材內(nèi)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(guān)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(shè)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(shè)備的結(jié)構(gòu)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(nèi)部夾雜問題的關(guān)鍵是控制球化和孕育處理的相關(guān)參數(shù).對于鑄鐵型材表面存在的疤皮缺陷，改進爐膛底部結(jié)構(gòu)及阻斷結(jié)晶器兩段石墨套間橫向傳熱的舉措能夠有效地。使用鑄鐵型材，比使用砂型鑄件和鋼，零件的總成本下降50%。普通灰鑄鐵型材的顯組織為細小的片狀石墨(為一層細小的D型石墨，內(nèi)部為細小的A型石墨)和基體。可生產(chǎn)A型(80％以上）和D型(80％以上}石墨為主的灰鐵型材。球墨鑄鐵型材組織中石墨細小圓整，球化率高，球數(shù)多，無晶問碳化物，是生產(chǎn)ADI產(chǎn)品的佳基材；蠕墨鑄鐵型材蠕蟲狀石墨數(shù)量及形形態(tài)要求由供需雙方協(xié)商而定。

目前獲得度灰鑄鐵主要是通過添加鉻、銅、鉬和鎳等合金元素來實現(xiàn)但是隨著合金價格的提高生產(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(jié)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。 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。 隨著含氮、錳量的增加：片狀石墨長度變短、寬度稍有增加彎曲程度加大石墨端部鈍化對基體的割裂作用減弱；細片狀珠光體含量略有增加珠光體層片間距減小；試樣的抗拉強度和硬度逐漸增大當(dāng)含氮量為0.012%、含錳量為1.24%時試樣的抗拉強度和硬度達到大值分別為395MPa和260HBW。當(dāng)鐵液中含氮量≥0.011%時鑄件表面下開始出現(xiàn)氣孔缺陷。

球墨鑄鐵型材厚大部位在特定情況下易產(chǎn)生一種條帶狀灰斑缺陷該缺陷會顯著降低材料的硬度.通過掃描電鏡(SEM)和能譜分析(EDS)等方法對異常灰斑的金相組織和區(qū)成分進行了分析.結(jié)果 表明:低于4.3％的碳當(dāng)量、成分偏析和厚大且相對封閉的鑄鐵型材結(jié)構(gòu)是形成這一缺陷的主要原因.在這些條件下易形成緩冷枝晶Si元素在緩慢冷卻的奧氏體支晶內(nèi)部偏析并富集促進形成鐵素體;而Mn元素和Cu元素在枝晶附近及外部偏析并富集促進珠光體形成.兩種基體組織的硬度差使加工后出現(xiàn)很大的色差形成宏觀的灰斑形貌.球墨鑄鐵由于其力學(xué)性能優(yōu)良，成本低廉，在生產(chǎn)上得到了廣泛的應(yīng)用。 對出現(xiàn)在鑄鐵型材內(nèi)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(guān)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(shè)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(shè)備的結(jié)構(gòu)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，對于鑄鐵型材表面存在的疤皮缺陷，生產(chǎn)實踐證明，采取提高鐵水溫度、保證鐵水純凈度、適當(dāng)提高拉拔速度、改進爐膛底部結(jié)構(gòu)及阻斷結(jié)晶器兩段石墨套間橫向傳熱的舉措能夠有效地。 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)。這些機械構(gòu)件被主要應(yīng)用于一些受力復(fù)雜，強度、韌性、耐磨性要求高的零件中，如柴油機、汽車及拖拉機的曲軸、凸輪軸、汽缸蓋、中壓閥門，汽車及拖拉機的某些齒輪以及農(nóng)機、農(nóng)具等零件，這就要求它們有高的強度、塑性、韌性、耐磨性、耐機械沖擊、耐高溫或低溫、耐腐蝕性以及良好的尺寸穩(wěn)定性等。球墨鑄鐵大量取代了可鍛鑄鐵、鑄鋼和灰口鑄鐵，已經(jīng)發(fā)展成為一種重要的工程材料。

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