<由于球墨鑄鐵型材凝固過(guò)程中產(chǎn)生的石墨化膨脹，對(duì)鑄鐵型材有壓力作用，冒口的大小需要綜合考慮多種因素而計(jì)算復(fù)雜；并且球墨鑄鐵型材結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，冒口定位效率低，因此復(fù)雜球墨鑄鐵型材的冒口設(shè)計(jì)比較困難，從而導(dǎo)致目前的球墨鑄鐵型材鑄造工藝CAD系統(tǒng)比較少且功能不夠完善，其中的冒口設(shè)計(jì)模塊定位慢，不能針對(duì)不同鑄型強(qiáng)度進(jìn)行相應(yīng)冒口設(shè)計(jì)。為此進(jìn)行了復(fù)雜球墨鑄鐵型材冒口設(shè)計(jì)方法及鑄造工藝CAD系統(tǒng)的研究，主要研究工作如下。 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。
根據(jù)水平連鑄工藝流程設(shè)計(jì)球墨鑄鐵型材鑄造工藝CAD系統(tǒng)的總體方案，包括系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和功能設(shè)計(jì)，詳細(xì)介紹各功能模塊（系統(tǒng)初始化模塊、工藝參數(shù)模塊、冒口系統(tǒng)模塊、冷鐵系統(tǒng)模塊及澆注系統(tǒng)模塊）的設(shè)計(jì)理論和開(kāi)發(fā)流程。

目前獲得度灰鑄鐵主要是通過(guò)添加鉻、銅、鉬和鎳等合金元素來(lái)實(shí)現(xiàn)但是隨著合金價(jià)格的提高生產(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(guò)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。 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。 隨著含氮、錳量的增加：片狀石墨長(zhǎng)度變短、寬度稍有增加彎曲程度加大石墨端部鈍化對(duì)基體的割裂作用減弱；細(xì)片狀珠光體含量略有增加珠光體層片間距減??；試樣的抗拉強(qiáng)度和硬度逐漸增大當(dāng)含氮量為0.012%、含錳量為1.24%時(shí)試樣的抗拉強(qiáng)度和硬度達(dá)到大值分別為395MPa和260HBW。當(dāng)鐵液中含氮量≥0.011%時(shí)鑄件表面下開(kāi)始出現(xiàn)氣孔缺陷。

灰鑄鐵和球墨鑄鐵表面進(jìn)行熔凝和合金化處理都可以去除其表面的石墨相，獲得組織均勻、晶粒細(xì)小的改性層，與基體冶金結(jié)合。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)。拉坯工藝參數(shù)設(shè)置是鑄鐵型材生產(chǎn)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，設(shè)置不合理會(huì)導(dǎo)致拉漏、拉斷等生產(chǎn)事故和產(chǎn)生表面裂紋等鑄造缺陷。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(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。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。熔覆層的耐蝕性因?yàn)槠涑?xì)的晶粒尺寸、以及緩蝕劑奧氏體的大量存在而提高。Ni、Cr、Co等元素的存在，在熔覆層表面形成致密的氧化膜而阻止腐蝕介質(zhì)的滲入而產(chǎn)生腐蝕。耐磨性相對(duì)于基體來(lái)說(shuō)分別提高4倍和5倍。回火對(duì)熔覆層的硬度、耐磨性影響不大，但是阻抗值急劇增大，這應(yīng)該是回火后殘余應(yīng)力下降，彌散相的析出，使顯結(jié)構(gòu)更加致密，導(dǎo)致阻抗明顯增大。