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耐熱球墨鑄鐵材料由于具有良好的力學性能，耐熱性能及高溫下抗氧化，抗疲勞性能等特點，正逐步取代某些鋼來制造耐熱模具，獲得了越來越廣泛的應用。本文研究了耐熱球墨鑄鐵模具材料的耐熱性能，抗高溫氧化性能，抗疲勞性能及耐磨性能，為其在代替傳統鑄鍛鋼生產沖壓件模具等方面提供了重要的理論和實踐依據。 采用正交實驗法優化了材料中合金元素Si，Mn，Cr的佳配比，利用光學顯鏡觀察了球墨鑄鐵的金相組織。近年來利用HB-3000型布氏硬度計測量了球墨鑄鐵的硬度優化合金元素配比為Si5.5 wt.%，Mn0.6 wt.%，Cr0.8 wt.%，不同含量的合金元素對材料組織的影響也有所區別，合理控制合金元素添加量，能夠獲得抗氧化性能，抗疲勞性能好的球墨鑄鐵，摩擦磨損工藝參數的不同，摩擦質量損失和摩擦系數也有所不同。 在鑄鐵中，碳能以化合態的滲碳體和游離狀態的石墨兩種形式存在，游離狀態的石墨容易形成片狀結構。這是由于石墨的晶格為簡單六方晶格，基面中的原子間距142nm，原子間結合力較強；而兩基面間的面間距340nm，因基面間距較大，原子間結合力較弱，故結晶時易形成片狀結構，且強度、塑性和韌性極低，接近于零，硬度僅為3HBS。另外，在碳原子的四個價電子中，只有一個價電子參加到電子氣中去，這便是石墨具有某些不太明顯的金屬性能(如導電性)的原因。 鑄鐵型材具有組織均勻致密；耐壓氣密性好；減磨性能強；表面質量光潔；尺寸精度高：加工余量小；硬度分布均勻；抗拉伸強度高,無縮松,氣孔,夾渣,砂眼等缺陷,機械性能優越,其中為顯著的特點是具有度和高韌性相結合以及優良的抗疲勞性能。空心鑄鐵型材及水平連鑄裝置，在相應領域內替代砂型鑄件，這種空心鑄鐵型材的截面中部有通孔，截面輪廓形狀為圓形、矩形、多邊形。上述空心鑄鐵型材的水平連鑄裝置，其基本結構包括保溫爐、設置于爐口處的外結晶器、牽引設備組成，其特征在于在保溫爐內與外結晶器對應位置設置內結晶器。所述的內結晶器固定保溫爐下部的外壁上。本實用新型采用的技術方案，與砂型鑄造相比，表現在機械性能提高，切削性能提高，表面光潔，加工余量小，可直接加工成閥體、齒輪泵外殼，液壓導向套等，比實心型材的再加工提高了工效。空心鑄鐵型材生產，基本有三種方式，種采用垂直下拉的間歇式連鑄鐵管生產裝置，該裝置因生產的型材致密性差已被淘汰；第二種采用水平連鑄加內結晶器的生產裝置生產空心鑄鐵型材，前面我們已討論過化合態的滲碳體，它若加熱到高溫，便會分解為鐵和碳(Fe2C→3Fe。所以化合態的滲碳體只是一種亞穩定相，而游離態的石墨則是一種穩定相。一般，在鐵碳合金的結晶過程中，因為滲碳體的含碳量69％)比石墨的含碳量(100％)更接近于合金成分的含碳量5％o％)，析出滲碳體時所需的原子擴散量較小，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。 Sb元素的方法制備了度合金化球墨鑄鐵，并采用Procast軟件對中大型沖壓件模具充型過程進行模擬。系統研究了Cu，Sb元素對球墨鑄鐵的觀組織和性能的影響規律。組織觀察表明，隨著Cu含量的增加，珠光體含量增加。當Cu含量一定時，隨著Sb含量的增加，珠光體含量進一步增加。機械性能測試表明，Cu，Sb合金化元素能夠明顯地提高球墨鑄鐵的強度和硬度等機械性能，但導致延伸率略有下降。開發新型高性能球墨鑄鐵中大型沖壓件模具材料來替代鍛造合金鋼及其它高合金鑄鐵等沖壓件模具材料。在消失模工藝條件下通過向普通球墨鑄鐵中加入Cu 采用該種新材料結合消失模鑄造技術開發研制了大型球墨鑄鐵沖壓件模具毛坯，實現了大型沖壓件模具的一次近終成型。
對進一步發揮鑄態球鐵的強韌性潛力,提高零件的使用壽命,擴大鑄態球鐵的使用范圍是很有意義的. 在生鐵原料貨源穩定,研究銅錳合金化對鑄態球（略）影響.在穩定生產鑄態鐵素體球鐵的條件下,適當控Si含量,強化孕育,添加少量Cu和Mn,成功生產出度、高塑性的鑄態球墨鑄鐵(塑性指標δ比相應牌號高出一個級別).用這種方法生產的鑄件,性能穩定,成本降低.為了不使鑄件中出現碳化物并減少鑄件不同截面的硬度差,應視力學性能和鑄件壁厚不同而適當（略）n含量,本文重點研究了銅錳對合金化鑄態球墨鑄鐵性能的影響.在鑄鐵中，碳能以化合態的滲碳體和游離狀態的石墨兩種形式存在，游離狀態的石墨容易形成片狀結構。這是由于石墨的晶格為簡單六方晶格，基面中的原子間距142nm，原子間結合力較強；而兩基面間的面間距340nm，因基面間距較大，原子間結合力較弱，故結晶時易形成片狀結構，且強度、塑性和韌性極低，接近于零，硬度僅為3HBS。另外，在碳原子的四個價電子中，只有一個價電子參加到電子氣中去，這便是石墨具有某些不太明顯的金屬性能(如導電性)的原因。 鑄鐵型材具有組織均勻致密；耐壓氣密性好；減磨性能強；表面質量光潔；尺寸精度高：加工余量小；硬度分布均勻；抗拉伸強度高,無縮松,氣孔,夾渣,砂眼等缺陷,機械性能優越,其中為顯著的特點是具有度和高韌性相結合以及優良的抗疲勞性能。 空心鑄鐵型材及水平連鑄裝置，在相應領域內替代砂型鑄件，這種空心鑄鐵型材的截面中部有通孔，截面輪廓形狀為圓形、矩形、多邊形。上述空心鑄鐵型材的水平連鑄裝置，其基本結構包括保溫爐、設置于爐口處的外結晶器、牽引設備組成，其特征在于在保溫爐內與外結晶器對應位置設置內結晶器。所述的內結晶器固定保溫爐下部的外壁上。本實用新型采用的技術方案，與砂型鑄造相比，表現在機械性能提高，切削性能提高，表面光潔，加工余量小，可直接加工成閥體、齒輪泵外殼，液壓導向套等，比實心型材的再加工提高了工效。空心鑄鐵型材生產，基本有三種方式，種采用垂直下拉的間歇式連鑄鐵管生產裝置，該裝置因生產的型材致密性差已被淘汰；第二種采用水平連鑄加內結晶器的生產裝置生產空心鑄鐵型材， 前面我們已討論過化合態的滲碳體，它若加熱到高溫，便會分解為鐵和碳(Fe2C→3Fe。所以化合態的滲碳體只是一種亞穩定相，而游離態的石墨則是一種穩定相。 風電配件用球墨鑄鐵是隨著風力發電行業的發展而出現的一類低溫高韌性球墨鑄鐵,是球墨鑄鐵近期（略）之由于普通球墨鑄鐵的低溫沖擊韌性較低,在寒冷的環境中易發生脆性斷裂,無法滿足風電配件的性能要求,不適合用以生產風電配件.因此在生產風電球鐵配件（略）具有較高生產技術含量的低溫高韌性球墨鑄鐵,以此來保證風電配件的使用. 本課題主要圍繞球墨鑄鐵的低溫沖擊韌性展開,研究了球墨鑄鐵的生產工藝、力學性能和金相組織之間的關系.通過對實驗試樣進行化學、力學性能測試、金相組織（略）描分析,確定出了生產風電配件用球墨鑄鐵的佳化學成分和生產工藝,提出了提高球墨鑄（略）性的有效途徑,對風電配件用球墨鑄鐵的生產具有一定的指導意義. 通過研究發現,在化學成分上硅、銅、鉍對球墨鑄鐵的低溫沖擊韌性有顯著影響.在生產工藝上選用球（略）育劑和高低溫兩階段石墨化退火,都是提高球墨鑄鐵低溫沖擊韌性的有效途徑.球墨鑄鐵的低溫沖擊韌性與金相組織有著密切聯系.石墨球的球化級別和大小級別越高,石墨球越圓整和細小,低溫沖擊韌性就越高.而隨著基體組織中珠光體量的增多,低溫沖擊韌性降低.為了保證球鐵的低溫...
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