在鑄鐵中，碳能以化合態(tài)的滲碳體和游離狀態(tài)的石墨兩種形式存在，游離狀態(tài)的石墨容易形成片狀結(jié)構(gòu)。這是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，在碳原子的四個價電子中，只有一個價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。 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(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)度高于未實施反弧度法試樣的抗拉強(qiáng)度。 前面我們已討論過化合態(tài)的滲碳體，它若加熱到高溫，便會分解為鐵和碳(Fe2C→3Fe。所以化合態(tài)的滲碳體只是一種亞穩(wěn)定相，而游離態(tài)的石墨則是一種穩(wěn)定相。

通過實驗可知利用水渣鐵煉鐵生產(chǎn)的灰鐵消失模型材在金相組織和力學(xué)性能上完全達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)灰鐵的要求。;3、使用ProCAST軟件對利用水渣鐵煉鐵直接生產(chǎn)（HT250）底架型材的試制方案進(jìn)行模擬分析，模擬結(jié)果可知底注式澆注工藝方案易出現(xiàn)明顯的縮孔縮松缺陷、頂注式工藝方案有夾渣缺陷并通過試制對此進(jìn)行了驗證。4、基于ProCAST的模擬和試制方案的對比對型材消失模生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化提出使用階梯式澆注工藝方案，通過試制表明階梯式澆注工藝方案近能有效減小型材內(nèi)部縮孔縮松而且可以解決型材夾渣問題。 對出現(xiàn)在鑄鐵型材內(nèi)部的夾雜缺陷，進(jìn)行了地研究分析，明確了夾雜物的分布規(guī)律、元素組成、來源及形成原因，并就如何控制該缺陷的產(chǎn)生給出了相關(guān)的建議。對大斷面型材表面出現(xiàn)的疤皮缺陷，分析了形成原因，討論了影響其形成的因素，并提出了能有效疤皮缺陷的措施。優(yōu)化設(shè)計后得到的鑄鐵型材新生產(chǎn)線，能夠滿足 尺寸為400mm的鑄鐵型材的生產(chǎn)，且生產(chǎn)鑄鐵型材的工序簡化，各設(shè)備的結(jié)構(gòu)組成更為簡單合理.鑄鐵型材中的夾雜物主要聚集分布在其中心線上方約3/4半徑處，其中大尺寸的夾雜物主要來源于球化和孕育處理，因此解決鑄鐵型材內(nèi)部夾雜問題的關(guān)鍵是控制球化和孕育處理的相關(guān)參數(shù).對于鑄鐵型材表面存在的疤皮缺陷，適當(dāng)提高拉拔速度、改進(jìn)爐膛底部結(jié)構(gòu)及阻斷結(jié)晶器兩段石墨套間橫向傳熱的舉措能夠有效地。 從水平連鑄工藝技術(shù)、熔煉處理技術(shù)等方面研究了軌道交通用QT400-18L(-40℃)球墨鑄鐵型材的成套制造技術(shù).研究表明:采用小頸保溫冒口和保溫覆蓋劑以加強(qiáng)補(bǔ)縮效果可以有效鑄鐵型材的縮孔縮松缺陷.嚴(yán)格的成分設(shè)計、精選爐料、優(yōu)化配料是熔煉高溫純凈鐵液的前提條件采用爐前熱分析在線檢測鐵液的球化效果是保證鑄鐵型材高質(zhì)量和一致性的重要解決方案.采用新型蓋包法球化處理裝置、瞬時孕育技術(shù)和低鎂低稀土球化劑、高鈣鋇孕育劑、硫氧孕育劑等可以有效避免球化衰退改善球化效果增加石墨球數(shù)量和石墨化自膨脹效果.通過以上技術(shù)措施生產(chǎn)了-40℃低溫V型缺口沖擊值穩(wěn)定在12 J以上的齒輪箱、抱軸承蓋等低溫高韌性球墨鑄鐵型材.