由于石墨的晶格為簡單六方晶格，基面中的原子間距142nm，原子間結(jié)合力較強(qiáng)；而兩基面間的面間距340nm，因基面間距較大，原子間結(jié)合力較弱，故結(jié)晶時(shí)易形成片狀結(jié)構(gòu)，且強(qiáng)度、塑性和韌性極低，接近于零，硬度僅為3HBS。另外，在碳原子的四個(gè)價(jià)電子中，只有一個(gè)價(jià)電子參加到電子氣中去，這便是石墨具有某些不太明顯的金屬性能(如導(dǎo)電性)的原因。 鑄鐵型材在重工業(yè)中需求量大，被廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸、機(jī)床、印刷、農(nóng)業(yè)機(jī)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，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(yàn)過程中，剛開始生產(chǎn)鑄鐵型材時(shí)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(shí)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(shí)，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(xué)性能更為優(yōu)良。與實(shí)施反弧度法之前的鑄鐵型材相比，實(shí)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(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。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。球墨鑄固過程中的體積變化模式分析認(rèn)為球墨鑄鐵是需要外部補(bǔ)縮的.提出球墨鑄鐵的補(bǔ)縮應(yīng)充分考慮具體鑄件及實(shí)際生產(chǎn)條件.詳細(xì)闡述不同鑄型條件下不同模數(shù)的球墨鑄鐵件的通用冒口、控制壓力冒口及全壓力冒口的選擇方法.重點(diǎn)討論了球墨鑄鐵冒口補(bǔ)縮中的鑄件模數(shù)、凝固順序及冒口位置、補(bǔ)縮通道及溫度梯度、孤立熱節(jié)的補(bǔ)縮、冶金質(zhì)量及孕育處理等若干關(guān)鍵問題. 孕育處理是提高鑄鐵型材性能的行之有效的手段.對激冷鑄鐵凸輪軸組織有非常重要的影響.通過在金屬液中分別加入Si-Ba孕育劑和稀土La研究了不同孕育劑對激冷鑄鐵凸輪軸的孕育情況.實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)Si-Ba孕育劑和稀土La都能減小白口層深度并且隨著孕育劑加入量的增加凸輪軸萊氏體組織含量明顯減小;為了獲得質(zhì)量合格的鑄件.Si-Ba的加入量不能超過0.3%.而稀土La的加入量不能超過0.03%.

通過優(yōu)化工藝，減少N、H氣體來源，加強(qiáng)排氣，合理選擇澆注溫度，適當(dāng)放置冷鐵等。加強(qiáng)過程控制，嚴(yán)格按照工藝也是不可缺的有效途徑。 水平連鑄作為一種精密近凈成型技術(shù)，以其諸多優(yōu)點(diǎn)，被譽(yù)為“21世紀(jì)的綠色水平連鑄技術(shù)”，具有廣闊的應(yīng)用前景。 在消失模水平連鑄充型過程中，由于模樣分解產(chǎn)生的氣體對液態(tài)金屬流動(dòng)前沿的影響作用，使液態(tài)金屬充型過程中的速度場和自由表面、凝固過程中的溫度場以及充型和凝固中所產(chǎn)生的缺陷與普通砂型水平連鑄有很大的不同。 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。與實(shí)施反弧度法之前的鑄鐵型材相比，實(shí)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(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(shí)，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。
通過實(shí)驗(yàn)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(shè)計(jì)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(yù)測了水平連鑄缺陷，并進(jìn)行了相應(yīng)的工藝優(yōu)化。按照優(yōu)化后的工藝參數(shù)進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)，得到了合格的鑄鐵型材，驗(yàn)證了數(shù)值模擬的可靠性。