通過實驗獲得板形灰鑄鐵型材較為合理的工藝參數(shù)為：澆注溫度1400℃，設計襯鐵鑄鐵型材的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(shù)的飛速發(fā)展水平連鑄CAE技術(shù)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(shù)的熱門研究方向。作為發(fā)動機類鑄鐵型材的發(fā)動機缸蓋是極具代表性的鑄鐵型材產(chǎn)品對其硬度性能進行實驗和模擬研究具有較大的實用價值和研究意義。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，使鑄鐵型材在結(jié)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(diào)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(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。實現(xiàn)高質(zhì)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。在該實驗設計方案的基礎之上全程追蹤了該鑄鐵型材的生產(chǎn)過程并獲取了鑄鐵型材的澆注溫度、澆注時間和澆注鐵水成分等澆注參數(shù)。后對兩組成品缸蓋鑄鐵型材進行了切片并對各切片上的試驗點進行了硬度測量分別獲得每個缸蓋鑄鐵型材各85個實測的硬度試驗數(shù)據(jù)值。

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(zhì)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(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。 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(jié)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(diào)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(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。在適當含氮量(0.0080%左右)基礎上含鈦量在0.055%-0.149%范圍內(nèi)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。

在以75％的增碳劑吸收率為指標的熔煉工藝下，利用1.7％的球化劑配合1％的75硅鐵的一次孕育以及0.2％的Sr硅鐵的隨流孕育作用，可保證良好的球化孕育效果;將成分控制在C3.2％、Si3.2％、Mn0.8％、Cu0.4～0.5％，可在鑄態(tài)下穩(wěn)定實現(xiàn)QT700-2;上述技術(shù)方案有很好的復現(xiàn)性，終的基體組織為40％左右的固溶強化鐵素體配合細層片珠光體，球化率維持在90％左右.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。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(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。 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(zhì)量、率的鑄鐵型材水平連鑄拉坯生產(chǎn)。球化孕育相配合使熔體含氧量維持在適宜狀態(tài)，球化過程保證既不形成蠕蟲狀石墨又不形成過球化石墨，孕育過程則保證石墨呈球團狀而非團絮狀。熔煉過程對球化孕育的影響主要在于其影響熔體中的O含量。