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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。另外，在碳原子的四个价电子中，只有一个价电子参加到电子气中去，这便是石墨具有某些不太明显的金属性能(如导电性)的原因。 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。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，通过实施反弧度法工艺，铸铁型材的鼓肚现象得到有效。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。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。球墨铸固过程中的体积变化模式分析认为球墨铸铁是需要外部补缩的.提出球墨铸铁的补缩应充分考虑具体铸件及实际生产条件.详细阐述不同铸型条件下不同模数的球墨铸铁件的通用冒口、控制压力冒口及全压力冒口的选择方法.重点讨论了球墨铸铁冒口补缩中的铸件模数、凝固顺序及冒口位置、补缩通道及温度梯度、孤立热节的补缩、冶金质量及孕育处理等若干关键问题. 孕育处理是提高铸铁型材性能的行之有效的手段.对激冷铸铁凸轮轴组织有非常重要的影响.通过在金属液中分别加入Si-Ba孕育剂和稀土La研究了不同孕育剂对激冷铸铁凸轮轴的孕育情况.实验发现Si-Ba孕育剂和稀土La都能减小白口层深度并且随着孕育剂加入量的增加凸轮轴莱氏体组织含量明显减小;为了获得质量合格的铸件.Si-Ba的加入量不能超过0.3%.而稀土La的加入量不能超过0.03%.

球墨铸铁件作为重要的工程材料在的很多的铸件产量中有较大的比例并且生产技术也达到了一定的水平.但由于铸造过程中的复杂性使得球墨铸铁件的质量仍然存在着很多的问题.为了更好地控制其生产质量.对出现在铸铁型材内部的夹杂缺陷，进行了地研究分析，明确了夹杂物的分布规律、元素组成、来源及形成原因，并就如何控制该缺陷的产生给出了相关的建议。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. 根据生产实际及当前的关于球型石墨、晶体方面的形成、生长理论结合先进的计算机技术对金属凝固过程的观组织进行了计算机模拟仿真也称为凝固过程观模拟这个名称是相对于凝固过程宏观模拟而言的具体是指在晶粒尺度上对金属凝固过程进行模拟仿真.本文根据热力学、凝固原理等理论建立了凝固过程中热传递、溶质传递和石墨球、奥氏体的形核、生长进行模拟以能量小原理为基础考虑体积自由能和界面能的定量影响建立了晶粒生长概率模型.


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