由于在對(duì)鑄鐵型材正火時(shí)，加熱和冷卻過程中，處于不同位置的鑄鐵型材加熱與冷卻溫度梯度、過冷度不一致，鑄鐵型材基體珠光體含量不穩(wěn)定，零件淬火后硬度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，斜盤等摩擦面工作時(shí)溫度過高，摩擦副產(chǎn)生相變軟化現(xiàn)象，成為影響柱塞泵質(zhì)量的主要原因。采用合金化方式直接生產(chǎn)鑄態(tài)QT600-3斜盤鑄鐵型材，獲穩(wěn)定的珠光體含量，是解決軸向柱塞泵斜盤等因摩擦面工作時(shí)溫度過高摩擦副產(chǎn)生相變軟化問題的關(guān)鍵。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LZQT500-7規(guī)定的指出。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。隨著近些年中國(guó)環(huán)保法規(guī)逐漸嚴(yán)格零部件的水平連鑄工藝也隨之形狀復(fù)雜化與薄壁化.甚至是通過耐熱鑄鐵研制而成的排氣系統(tǒng)構(gòu)件同樣在向這種趨勢(shì)發(fā)展與演變.為確保所制造的鑄鐵型材具有高質(zhì)量、無缺憾的特點(diǎn)通過水平連鑄計(jì)算機(jī)輔助工程(水平連鑄CAE)來研究薄壁鑄鐵型材的水平連鑄工藝具有非常重要的意義.并探討水平連鑄CAE技術(shù)在薄壁鑄鐵型材上的水平連鑄工藝應(yīng)用.

隨著生鐵價(jià)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(chǔ)上采用氮、鈦、鈮對(duì)鐵液進(jìn)行合金化通過金相組織觀察、SEM分析、EDS分析、拉伸試驗(yàn)和硬度試驗(yàn)研究了氮、鈦、鈮對(duì)灰鑄鐵組織及性能的影響規(guī)律。 試驗(yàn)結(jié)果表明含氮量為0.0055%～0.013%、含錳量為1.0%-1.36%時(shí)試樣的金相組織為A型石墨+細(xì)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(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(duì)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(shí)間過長(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。在適當(dāng)含氮量(0.0080%左右)基礎(chǔ)上含鈦量在0.055%-0.149%范圍內(nèi)時(shí)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(qiáng)度呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)當(dāng)含鈦量為0.149%時(shí)試樣的抗拉強(qiáng)度小為230MPa；而試樣的布氏硬度略有增加當(dāng)含鈦量為0.149%時(shí)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。