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(jìn)行熔凝處理以及合金化處理去除鑄鐵表面的石墨相，達(dá)到強(qiáng)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(shí)現(xiàn)的，通過實(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(dāng)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(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，伸長率指標(biāo)均超過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。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(jìn)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(xì)小的改性層，與基體冶金結(jié)合。細(xì)晶強(qiáng)化、固溶強(qiáng)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。

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。
目前在主要工業(yè)機(jī)械構(gòu)件中均得到廣泛應(yīng)用。這些機(jī)械構(gòu)件被主要應(yīng)用于一些受力復(fù)雜，強(qiáng)度、韌性、耐磨性要求高的零件中，如柴油機(jī)、汽車及拖拉機(jī)的曲軸、凸輪軸、汽缸蓋、中壓閥門，汽車及拖拉機(jī)的某些齒輪以及農(nóng)機(jī)、農(nóng)具等零件，這就要求它們有高的強(qiáng)度、塑性、韌性、耐磨性、耐機(jī)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。 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(shí)現(xiàn)的，通過實(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(dāng)拉拔參數(shù)調(diào)整合適時，下凹及鼓肚現(xiàn)象基本消失。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，伸長率指標(biāo)均超過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。 結(jié)合公司實(shí)際生產(chǎn)中的一件球墨鑄鐵鑄鐵型材在顧客處發(fā)現(xiàn)裂紋的現(xiàn)象，對球墨鑄鐵型材的表層片狀石墨組織缺陷進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。通過對裂紋區(qū)域進(jìn)行顯金相分析，發(fā)現(xiàn)在此斷裂區(qū)域存在一些變形石墨。同時經(jīng)過追溯質(zhì)量記錄和實(shí)驗，發(fā)現(xiàn)在樹脂砂造型工藝下生產(chǎn)的球墨鑄鐵型材表層均存在此問題。對普通固化劑和低S固化劑的樹脂砂所生產(chǎn)的鑄鐵型材進(jìn)行了跟蹤實(shí)驗，實(shí)驗結(jié)果表明表面層厚度主要與表面鐵水的Mg含量和S含量相關(guān)。