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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。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。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。 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。 基于实验获得的铸铁型材实测硬度数据与模拟所得的铸铁型材冷却速度数据建立了适用于该灰铸铁缸盖铸铁型材硬度性能的数学计算模型该模型主要是考虑了冷却速度对灰铁铸铁型材硬度性能的影响。在此数学模型的基础之上对软件进行了二次开发终实现了该灰铸铁缸盖铸铁型材三维硬度数据的建立。
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球墨铸铁型材因其良好的力学性能、铸造性能及较低的生产成本，得到越来越广泛的应用，球墨铸铁型材占铸总产量比例逐年升高。但由于球墨铸铁型材凝固过程中产生的石墨化膨胀，对铸铁型材有压力作用，冒口的大小需要综合考虑多种因素而计算复杂；并且球墨铸铁型材结构越来越复杂，冒口定位效率低，因此复杂球墨铸铁型材的冒口设计比较困难，从而导致目前的球墨铸铁型材铸造工艺CAD系统比较少且功能不够完善，其中的冒口设计模块定位慢，不能针对不同铸型强度进行相应冒口设计。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.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、该冒口设计方法包含冒口定位和冒口计算，在应用距离场计算几何热节技术的基础上建立基于几何热节的复杂球墨铸铁型材冒口定位方法；同时以收缩模数法为基础，引入铸型强度因素，设计数值模拟方案，借助华铸CAE平台进行模拟，分析归纳数据建立考虑铸型强度的球墨铸铁型材冒口计算方法。

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