消失模水平連鑄工藝，模擬了其充型和凝固過程，預測了水平連鑄缺陷，并進行了相應的工藝優(yōu)化。按照優(yōu)化后的工藝參數(shù)進行實際生產(chǎn)，得到了合格的鑄鐵型材，驗證了數(shù)值模擬的可靠性。近年來隨著計算機技術的飛速發(fā)展水平連鑄CAE技術已被大量應用于實際生產(chǎn)當中如鑄鐵型材充型凝固過程的數(shù)值模擬、應力場數(shù)值模擬、鑄鐵型材觀組織的數(shù)值模擬等。而在此基礎上對鑄鐵型材的力學性能進行預測也一直是學者研究的重點和難點之一同時也是如今水平連鑄CAE技術的熱門研究方向。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。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。由于鑄鐵型材拉坯工藝參數(shù)控制系統(tǒng)具有非線性和強耦合的特點，而且無法建立數(shù)學模型，采用BP、GA-BP神經(jīng)網(wǎng)絡算法進行拉坯工藝參數(shù)自適應整定研究?；贛atlab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)絡控制模型可以用于拉坯工藝參數(shù)自適應整定，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)高質量、率的鑄鐵型材水平連鑄拉坯生產(chǎn)。缸蓋鑄鐵型材硬度場的實驗研究工作主要有根據(jù)該灰鑄鐵缸蓋鑄鐵型材的特征設計出了一套合理可行的鑄鐵型材切片和硬度測量方案。

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。