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前面我們已討論過(guò)化合態(tài)的滲碳體，它若加熱到高溫，便會(huì)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。一般，在鐵碳合金的結(jié)晶過(guò)程中，因?yàn)闈B碳體的含碳量69％)比石墨的含碳量(100％)更接近于合金成分的含碳量5％o％)，析出滲碳體時(shí)所需的原子擴(kuò)散量較小，滲碳體的晶核易形成，所以自合金液體或奧氏體中析出的是滲碳體而不是石墨。 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。 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。FCD700球墨鑄鐵型材是哈爾濱東安汽車發(fā)動(dòng)機(jī)公司為其4G6系列發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)的一款度球墨鑄鐵汽車鑄件長(zhǎng)期以來(lái)該公司采用沖入法工藝進(jìn)行球化孕育處理雖然這種工藝條件也能達(dá)到凸輪軸性能指標(biāo)要求但一直存在著很多問(wèn)題如鑄件球化率低球化效果不穩(wěn)定有時(shí)鑄件白口傾向較大;回爐料利用率低生產(chǎn)成本高;球化劑消耗量大澆注機(jī)內(nèi)殘鎂量波動(dòng)大且鎂的收得率低;工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)弧光大煙塵多勞動(dòng)環(huán)境惡劣工人勞動(dòng)強(qiáng)度大等。

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(jiǎn)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。 對(duì)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(jì)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(jiǎn)化，各設(shè)備的結(jié)構(gòu)組成更為簡(jiǎn)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(lái)源于球化和孕育處理，因此解決鑄鐵型材內(nèi)部夾雜問(wèn)題的關(guān)鍵是控制球化和孕育處理的相關(guān)參數(shù). 對(duì)于鑄鐵型材表面存在的疤皮缺陷，生產(chǎn)實(shí)踐證明，采取提高鐵水溫度、保證鐵水純凈度、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。仿真實(shí)驗(yàn)表明本文建立的拉坯工藝參數(shù)GA-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制模型可以用于拉坯工藝參數(shù)自適應(yīng)整定，所獲得拉坯工藝參數(shù)能夠用于實(shí)際生產(chǎn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、率的鑄鐵型材水平連鑄拉坯生產(chǎn)。

通過(guò)調(diào)整高鉻鑄鐵的含鉻量以及改變工藝條件都可以達(dá)到延緩工件腐蝕的目的使得高鉻鑄鐵型材在腐蝕環(huán)境下也能發(fā)揮良好的耐磨性能。 CY14-1B型軸向柱塞泵斜盤等摩擦件選材為球墨鑄鐵QT600-3，要求耐磨、耐沖擊、耐疲勞，綜合力學(xué)性能穩(wěn)定，基體珠光體含量在70％以上，零件淬火后硬度在49HRC以上。對(duì)原工藝生產(chǎn)的摩擦件的質(zhì)量問(wèn)題及其原因進(jìn)行了分析研究，提出了合金化生產(chǎn)鑄態(tài)QT600-3新的生產(chǎn)工藝，并進(jìn)行試驗(yàn)、生產(chǎn)，研究了其組織性能。但由于在率次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，剛開(kāi)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。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。 由于在對(duì)鑄鐵型材正火時(shí)，加熱和冷卻過(guò)程中，處于不同位置的鑄鐵型材加熱與冷卻溫度梯度、過(guò)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(guò)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(guò)高摩擦副產(chǎn)生相變軟化問(wèn)題的關(guān)鍵。銅是有效的珠光體穩(wěn)定劑，大量研究表明，在球墨鑄鐵中加入銅，可使基體珠光體化，從而使其硬度均勻，耐磨性提高.