在铸铁中,碳能以化合态的渗碳体和游离状态的石墨两种形式存在,游离状态的石墨容易形成片状结构。这是由于石墨的晶格为简单六方晶格,基面中的原子间距142nm,原子间结合力较强;而两基面间的面间距340nm,因基面间距较大,原子间结合力较弱,故结晶时易形成片状结构,且强度、塑性和韧性极低,接近于零,硬度仅为3HBS。
对大断面型材表面出现的疤皮缺陷,分析了形成原因,讨论了影响其形成的因素,并提出了能有效疤皮缺陷的措施。优化设计后得到的铸铁型材新生产线,能够满足 尺寸为400mm的铸铁型材的生产,且生产铸铁型材的工序简化,各设备的结构组成更为简单合理.铸铁型材中的夹杂物主要聚集分布在其中心线上方约3/4半径处,其中大尺寸的夹杂物主要来源于球化和孕育处理,因此解决铸铁型材内部夹杂问题的关键是控制球化和孕育处理的相关参数.
对于铸铁型材表面存在的疤皮缺陷,生产实践证明,采取提高铁水温度、保证铁水纯净度、适当提高拉拔速度、改进炉膛底部结构及阻断结晶器两段石墨套间横向传热的举措能够有效地。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。
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一种水平连铸工艺设计中浇冒结合的设计方法。工艺设计阶段对轴承座进行凝固分析,得出了铸铁型材各部分的模数后,使用截面比设计法、均衡凝固设计法来定量化设计浇冒口系统的尺寸。研究表明该铸铁型材应采用底注式浇注系统为宜,对铸铁型材中部区域采用浇冒系统处理热节,提取凝固模拟结果中热节处的平均模数和金属液体积,即可对浇冒口系统的尺寸进行定量化设计;充型结果表明浇注节奏应为“先慢后快再慢”;凝固结果表明浇冒口液态补缩明显,石墨化膨胀压力没有损失,铸铁型材设计良好。将该铸铁型材参数应用于生产,生产的灰铸铁轴承座质量良好,满足使用要求。优化设计后得到的铸铁型材新生产线,能够满足 尺寸为400mm的铸铁型材的生产,且生产铸铁型材的工序简化,各设备的结构组成更为简单合理.铸铁型材中的夹杂物主要聚集分布在其中心线上方约3/4半径处,其中大尺寸的夹杂物主要来源于球化和孕育处理,因此解决铸铁型材内部夹杂问题的关键是控制球化和孕育处理的相关参数.对于铸铁型材表面存在的疤皮缺陷,生产实践证明,采取提高铁水温度、保证铁水纯净度、适当提高拉拔速度、改进炉膛底部结构及阻断结晶器两段石墨套间横向传热的举措能够有效地。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。对某升降机底架细杆部位进行观模拟,模拟结果表明外部为激冷细晶区,在凝固过程中 L角位置易形核。实验与模拟对比表明使用数值模拟的方法对灰铁件水平连铸过程的晶粒生长进行预测具有可行性,为课题组之后的研究做了准备。
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Si、Mn含量对球墨铸铁型材组织与性能的影响。结果表明:随着Si含量的增加,调质态球墨铸铁的抗弯强度与硬度逐渐增大,这是因为Si能改善石墨球形态、促进碳化物的析出以及对基体有固溶强化等作用。但Si含量过高时(>3.0%),石墨球形态变差、碳化物聚集长大,导致强度降低。Mn对石墨球形态影响较小。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,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。在淬火温度不变时,随回火温度的升高,碳化物颗粒的析出更均匀(由马氏体边界析出演变到在基体中弥散析出),但颗粒也同时发生粗化,导致球墨铸铁的抗弯强度逐渐减小而挠度逐渐增大。