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。對(duì)鼓肚缺陷，在鑄鐵型材的水平連鑄過(guò)程中采用反弧度法工藝，即通過(guò)新型的石墨套與引錠裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)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(guò)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(zhǎng)，使鑄鐵型材在結(jié)晶器的停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，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。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(zhǎng)率指標(biāo)均超過(guò)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。 鑄件的冷速越緩慢就越有利于其充分驚醒石墨化，反之可能會(huì)形成白口鑄鐵。鑄鐵的冷速跟其傳型材料的熱導(dǎo)能力，澆注溫度（挺高澆注溫度能是鑄件的冷速得以延緩）及鑄件的壁厚等等因素均有關(guān)。鑄鐵材料中的化學(xué)成分對(duì)其石墨化有影響，我們知道在鑄鐵中含Si、MnP等元素，其中碳元素和硅元素可以促進(jìn)鑄鐵的石墨化，但是硫元素會(huì)阻礙鑄鐵的石墨化，其影響力和其在鑄鐵中的含量有很大的關(guān)系，同時(shí)不同元素之間可能會(huì)產(chǎn)生一定發(fā)的聯(lián)系，這都會(huì)對(duì)鑄鐵的石墨化造成影響，整個(gè)過(guò)程是極為復(fù)雜的。

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通過(guò)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(guò)程，預(yù)測(cè)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。
近年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展水平連鑄CAE技術(shù)已被大量應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中如鑄鐵型材充型凝固過(guò)程的數(shù)值模擬、應(yīng)力場(chǎng)數(shù)值模擬、鑄鐵型材觀組織的數(shù)值模擬等。而在此基礎(chǔ)上對(duì)鑄鐵型材的力學(xué)性能進(jìn)行預(yù)測(cè)也一直是學(xué)者研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一同時(shí)也是如今水平連鑄CAE技術(shù)的熱門研究方向。作為發(fā)動(dòng)機(jī)類鑄鐵型材的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋是極具代表性的鑄鐵型材產(chǎn)品對(duì)其硬度性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和模擬研究具有較大的實(shí)用價(jià)值和研究意義。對(duì)鼓肚缺陷，在鑄鐵型材的水平連鑄過(guò)程中采用反弧度法工藝，即通過(guò)新型的石墨套與引錠裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的，使鑄鐵型材在結(jié)晶器的停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，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。同時(shí)，伸長(zhǎng)率指標(biāo)均超過(guò)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。實(shí)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(chǎng)的實(shí)驗(yàn)研究工作主要有根據(jù)該灰鑄鐵缸蓋鑄鐵型材的特征設(shè)計(jì)出了一套合理可行的鑄鐵型材切片和硬度測(cè)量方案。在該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)之上全程追蹤了該鑄鐵型材的生產(chǎn)過(guò)程并獲取了鑄鐵型材的澆注溫度、澆注時(shí)間和澆注鐵水成分等澆注參數(shù)。后對(duì)兩組成品缸蓋鑄鐵型材進(jìn)行了切片并對(duì)各切片上的試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行了硬度測(cè)量分別獲得每個(gè)缸蓋鑄鐵型材各85個(gè)實(shí)測(cè)的硬度試驗(yàn)數(shù)據(jù)值。

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