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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。为了满足使用条件的这些变化、球墨铸铁现有许多牌号,提供了机械性能和物理性能的一个很宽的范围。 如标准化组织ISO1083所规定的大多数球墨铸铁铸件,主要是以非合金态生产的。但由于在率次实验过程中,刚开始生产铸铁型材时的拉拔速度比较慢、拉拔周期较长,使铸铁型材在结晶器的停留时间过长,导致在扁平方向上铸铁型材顶部略微向下凹,当拉拔参数调整合适时,下凹及鼓肚现象基本消失。 反弧度法工艺制各的铸铁型材组织更为均匀,力学性能更为优良。与实施反弧度法之前的铸铁型材相比,实施反弧度法之后的铸铁型材硬度得到提高,组织更为均匀,并且其抗拉强度指标高于铸铁型材标准(JBT10854-2008水平连续铸造铸铁型材) 性能要求。同时,伸长率指标均超过LZQT500-7规定的指标。与拉伸性能结果类似,反弧度法试样的抗压强度高于未实施反弧度法试样的抗拉强度。 在拉伸过程中,石墨作为夹杂分布在集体组织中,石墨形态对度灰铸铁的抗拉强度有很大的影响。石墨越弯曲,石墨端部角度越钝,抗拉强度越好。在切削加工过程中,由于剪切力的作用,度灰铸铁组织中的石墨将发生规律性的变形,增加石墨的数量能够减轻切削加工过程中的抗力、降低刀具的磨损,改善度灰铸铁的切削加工性能。通过石墨对度灰铸铁的性能影响的研究,为开发度易切削加工度灰铸铁提供理论依据,获得度易切削加工灰铸铁的组织形貌为短细的石墨及细小片间距的珠光体组织。
通过实验获得板形灰铸铁型材较为合理的工艺参数为:浇注温度1400℃,设计衬铁铸铁型材的消失模水平连铸工艺,模拟了其充型和凝固过程,预测了水平连铸缺陷,并进行了相应的工艺优化。按照优化后的工艺参数进行实际生产,得到了合格的铸铁型材,验证了数值模拟的可靠性。
近年来随着计算机技术的飞速发展水平连铸CAE技术已被大量应用于实际生产当中如铸铁型材充型凝固过程的数值模拟、应力场数值模拟、铸铁型材观组织的数值模拟等。而在此基础上对铸铁型材的力学性能进行预测也一直是学者研究的重点和难点之一同时也是如今水平连铸CAE技术的热门研究方向。作为发动机类铸铁型材的发动机缸盖是极具代表性的铸铁型材产品对其硬度性能进行实验和模拟研究具有较大的实用价值和研究意义。对鼓肚缺陷,在铸铁型材的水平连铸过程中采用反弧度法工艺,即通过新型的石墨套与引锭装置来实现的,使铸铁型材在结晶器的停留时间过长,导致在扁平方向上铸铁型材顶部略微向下凹,当拉拔参数调整合适时,下凹及鼓肚现象基本消失。反弧度法工艺制各的铸铁型材组织更为均匀,力学性能更为优良。与实施反弧度法之前的铸铁型材相比,实施反弧度法之后的铸铁型材硬度得到提高,组织更为均匀,并且其抗拉强度指标高于铸铁型材标准(JBT10854-2008水平连续铸造铸铁型材) 性能要求。同时,伸长率指标均超过LZQT500-7规定的指标。与拉伸性能结果类似,反弧度法试样的抗压强度高于未实施反弧度法试样的抗拉强度。实现高质量、率的铸铁型材水平连铸拉坯生产。。缸盖铸铁型材硬度场的实验研究工作主要有根据该灰铸铁缸盖铸铁型材的特征设计出了一套合理可行的铸铁型材切片和硬度测量方案。在该实验设计方案的基础之上全程追踪了该铸铁型材的生产过程并获取了铸铁型材的浇注温度、浇注时间和浇注铁水成分等浇注参数。后对两组成品缸盖铸铁型材进行了切片并对各切片上的试验点进行了硬度测量分别获得每个缸盖铸铁型材各85个实测的硬度试验数据值。
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