铸铁型材优质之选

随着合金价格的提高,生产成本不断增加。为降低生产成本,本课题在HT250材质的基础上,采用氮、钛、铌对铁液进行合金化,通过金相组织观察、SEM分析、EDS分析、拉伸试验和硬度试验,研究了氮、钛、铌对灰铸铁组织及性能的影响规律。 试验结果表明,含氮量为0.0055%～0.013%、含锰量为1.0%-1.36%时,试样的金相组织为A型石墨+细片状珠光体+少量铁素体。 在铸铁中含Si、MnP等元素，其中碳元素和硅元素可以促进铸铁的石墨化，但是硫元素会阻碍铸铁的石墨化，其影响力和其在铸铁中的含量有很大的关系，同时不同元素之间可能会产生一定发的联系，这都会对铸铁的石墨化造成影响，整个过程是极为复杂的。 随着含氮、锰量的增加：片状石墨长度变短、宽度稍有增加,弯曲程度加大,石墨端部钝化,对基体的割裂作用减弱；细片状珠光体含量略有增加,珠光体层片间距减小；试样的抗拉强度和硬度逐渐增大,当含氮量为0.012%、含锰量为1.24%时,试样的抗拉强度和硬度达到大值,分别为395MPa和260HBW。当铁液中含氮量≥0.011%时,铸件表面下开始出现气孔缺陷。 在适当含氮量(0.0080%左右)基础上,含钛量在0.055%-0.149%范围内时,试样的金相组织为A型和D型石墨+珠光体+少量铁素体。 随着含氮、锰量的增加：片状石墨长度变短、宽度稍有增加,弯曲程度加大,石墨端部钝化,对基体的割裂作用减弱；细片状珠光体含量略有增加,珠光体层片间距减小；试样的抗拉强度和硬度逐渐增大,当含氮量为0.012%、含锰量为1.24%时,试样的抗拉强度和硬度达到大值,分别为395MPa和260HBW。当铁液中含氮量≥0.011%时,铸件表面下开始出现气孔缺陷。 在适当含氮量(0.0080%左右)基础上,含钛量在0.055%-0.149%范围内时,试样的金相组织为A型和D型石墨+珠光体+少量铁素体。随着含钛量的增加：A型石墨减少,D型石墨增多；铁素体的含量增多,珠光体的含量减少。在球墨铸铁型材内，这种石墨薄片通过特殊的处理方法变化成微小的球体。这种改进后的球体使得使得球墨铸铁比铸铁和钢相比具有 更加优异的物理性能。

灰铸铁中的S有两种存在形式，一种是单质，另一种是化合状态的MnS，灰铁中起结晶核心作用的硫，主要是化合状态的MnS，我们现在的化验手段（无论是化学分析还是光谱分析），都只能分析出铸件和铁水中单质状态而以化合状态（MnS）存在的S是化验不出来的。当单质S含量超过0.05%时，化合态的S含量就比较高了，此时的铁水中： MnO+FeS=MnS+FeO，FeO+C=Fe+CO,或2FeO+C=2Fe+CO这时铁水在凝固过程中就在析出CO或CO2的同时产生部分棕色的MnS粉沫，形成铁渣反应气缩孔。只要具备一定的条件，这种气缩孔，不仅在电炉铁水也在冲天炉铁水中发生。

由于石墨的存在，却赋予球墨铸铁许多为钢所不及的性能。  如良好的耐磨性、高消振性、低缺口敏感性以及优良的切削加工性能。 此外，它的碳含量高，其成分接近于共晶成分，因此它的熔点低，约为1200℃左右，铁水流动性好，由于石墨结晶时体积膨胀，所以传送收缩率小，其铸造性能优于钢，因而通常采用铸造方法制成铸件使用，故称之为球墨铸铁。  那么，您知道在球墨铸铁件表面镀锌有何特殊用途吗？下面来具体了解一下吧： 球墨铸铁件之所以能打败其他工件成为多种场合使用的，就是因为它具有强大的抗压能力以及优异的防腐性能，其中防腐性能就是来自于产品表面的镀锌层。当锌与铁发生电化学反应滞后被，就会在球墨铸铁件表面形成稳定的保护层，对产品起到主动的保护作用。 铸铁型材在重工业中需求量大，被广泛应用于交通运输、机床、印刷、农业机械等支柱行业。拉坯工艺参数设置是铸铁型材生产中的关键环节，设置不合理会导致拉漏、拉断等生产事故和产生表面裂纹等铸造缺陷。现有铸铁型材生产企业拉坯工艺参数控制技术参差不齐，尚无完整的理论体系。为了深入研究上述问题，本文以铸铁型材拉坯工艺为研究对象，研究拉坯工艺参数控制规律，拉坯工艺参数自适应整定问题，以便解决生产事故与铸件缺陷问题，为生产企业提供一定的理论体系指导。;采用数值模拟与非线性拟合方法进行拉坯控制规律研究。基于ProCast软件建立铸铁型材水平连铸模型，以结晶器出口凝壳厚度和铸件成裂指数为约束条件，获取不同型材的拉坯工艺参数，依据控制变量法得出拉坯工艺参数（拉坯速度、拉停比、拉坯周期）与铸造工艺参数（浇注温度、铸坯宽度、一冷强度、二冷强度）之间存在非线性，强耦合的关系，以及他们之间的控制规律。由于铸铁型材拉坯工艺参数控制系统具有非线性和强耦合的特点，而且无法建立数学模型，采用BP、GA-BP神经网络算法进行拉坯工艺参数自适应整定研究。基于Matlab软件建立以铸造工艺参数为输入，拉坯工艺参数为输出的控制模型。仿真实验表明本文建立的拉坯工艺参数GA-BP神经网络控制模型可以用于拉坯工艺参数自适应整定，所获得拉坯工艺参数能够用于实际生产系统，实现高质量、率的铸铁型材水平连铸拉坯生产。 铸铁型材差不多已在所有主要工业部门中得到应用，这些部门要求高的强度、塑性、韧性、耐磨性、耐严重的热和机械冲击、耐高温或低温、耐腐蚀以及尺寸稳定性等。

铸铁型材具有良好的强度、密度、抗拉、减压、抗磨性；产品表面光洁、尺寸精度高、加工余量小。其中为显著的特点是，机械性能优越，有着度与高韧性相结合及优良的抗疲劳性能。具体表现在以下几个方面：一．材质纯净、组织致密、石墨细小圆整、球化率高、球数多。二．力学性能优良。在相同的碳当量下连铸球铁型号材抗拉强度、伸长率和冲击韧度均得以提高，特别是伸长率提高比较显著。球铁型材对不同断面的敏感性很小。抗疲劳性能比砂铸件可提高50%，零件具有良好的耐压性能，没有漏油、渗油现象。三机械加工性能好。铸铁型材硬度均匀，切削性能好，加工合格率达95%以上，加工零件的精度高，表面光洁。四．可对铸铁型材表面进行玻璃、搪瓷涂层，铜、铬、钨电镀，渗碳、渗氮处理等，其性能远好于砂型铸铁件。铸铁型材因其独有的组织特点及优异的力学性能，已经广泛应用于机床、液压气动、汽车及动力、印刷及纺织机械、模具、制冷压缩机、冶金机械等行业。 影响水平连铸生产质量的因素多，操作水等非正常情况下，工艺参数不能 自动调节， 难度大，为免除事故，保持正常生产，达到因而仍有部分铸坯存在夹渣，缩孔缺陷。质量和产量要求，自动检测和 自动控制必控制软件适用面窄，过于专其 可少。国外早在60年代就将计算机用于连铸 适用于单一材质、单一 形 状铸 坯 的拉 拔控 生产控制中。为取得更好的控制效果 。