對(duì)直徑為46mm的水平連鑄灰鑄鐵棒材進(jìn)行凝固數(shù)值模擬。通過(guò)實(shí)測(cè)石墨套內(nèi)溫度場(chǎng)及數(shù)值計(jì)算,用傳熱學(xué)反問(wèn)題求解方法確定鑄棒表面的熱流邊界條件。采用所求得的鑄棒表面熱流分布函數(shù),進(jìn)行了計(jì)及鑄棒軸向傳熱的凝固數(shù)值模擬,所得凝固前沿形貌與實(shí)際情況大體接近。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步用凝固模擬方法研究了水平連鑄鑄鐵棒材生產(chǎn)中主要工藝參數(shù)對(duì)結(jié)晶器出口處棒材凝固層厚度的影響。
電子工業(yè)專用設(shè)備，如劃片機(jī)、切片機(jī)、粘片機(jī) 計(jì) 中需要解決如何選擇這類零件 的材料和加工方 等，屬于特殊的設(shè)備行業(yè) 。這類設(shè)備包含的零件數(shù) 法，降低設(shè)備制造成本，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)實(shí)用的 目的。 量和種類較多，其 中有一部分零件形狀復(fù)雜，在設(shè) 劃片機(jī)是一種 電子工業(yè)專用設(shè)備，這種設(shè)備為脆性金屬材料，灰 口鑄鐵所 占的石墨片或其他 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 缺陷所產(chǎn)生的切 口，易造成應(yīng)力集 中。 HT250灰 口鑄鐵具有較好的機(jī)械性能和鑄造 鑄造工藝對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求 性能。與低牌號(hào)灰 口鑄鐵 (HT100、HT150)比較，強(qiáng)合理的鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在保證零件質(zhì)量的同 度和硬度較高，通過(guò)人工時(shí)效處理后容易加工，切時(shí)應(yīng)該使鑄造工藝過(guò)程盡量簡(jiǎn)化，提高生產(chǎn)率，降 削性能好，在精加工前通過(guò)熱處理定性后，精度穩(wěn) 低鑄件廢 品率，為生產(chǎn)過(guò)程創(chuàng)造 良好條

根據(jù)中國(guó)鐵質(zhì)差、含硫量高（沖天爐熔煉）和出鐵溫度低的情況，加入稀土是必要的。球化劑中鎂是主導(dǎo)元素，稀土一方面可促進(jìn)石墨球化；另一方面克服硫以及雜質(zhì)元素的影響以保證球化也是必須的。稀土防止干擾元素破壞球化。研究表明，當(dāng)干擾元素Pb、Bi、Sb、Te、Ti等總量為0.05wt%時(shí)，加入0.01wt%（殘余量）的稀土，可以完全中和干擾，并可抑制石墨的產(chǎn)生。中國(guó)絕大部分的生鐵中含有鈦，有的生鐵中含鈦高達(dá)0.2～0.3wt%，但稀土鎂球化劑由于能使鐵中的稀土殘留量達(dá)0.02～0.03wt%，故仍可保證石墨球化良好。如果在球墨鑄鐵中加入0.02～0.03wt%Bi，則幾乎把球狀石墨完全破壞；若隨后加入0.01～0.05wt%Ce，則又恢復(fù)原來(lái)的球化狀態(tài)，這是由于Bi和Ce形成了穩(wěn)定的化合物。稀土的形核作用。20世紀(jì)60年代以后的研究表明，含鈰的孕育劑可使鐵液在整個(gè)保持期中增加球數(shù)，使終的組織中含有更多的石墨球和更小的白口傾向。經(jīng)研究還表明，含稀土的孕育劑可改善球墨鑄鐵的孕育效果并顯著提高抗衰退的能力。加入稀土可使石墨球數(shù)增多的原因可歸結(jié)為：稀土可提供更多的晶核，但它與FeSi孕育相比所提供的晶核成分有所不同；稀土可使原來(lái)（存在于鐵液中的）不活化的晶核得以長(zhǎng)大，結(jié)果使鐵液中總的晶核數(shù)量增多

通過(guò)化學(xué)成分的控制和對(duì)工藝的調(diào)整，獲得D型石墨，并對(duì)觀組織、力學(xué)性能、耐高溫性能進(jìn)行研究，以提高玻璃模具的使用壽命。通過(guò)Si和合金元素成分的選擇和控制，研究了化學(xué)成分對(duì)D型石墨鑄鐵觀組織的影響。結(jié)果表明Si是影響D型石墨形成的主要因素，Ti、Cr、Cu有利于促進(jìn)D型石墨的形成；D型石墨鑄鐵玻璃模具適宜的化學(xué)成分范圍為：3.2～3.52.2～3.0％Si、0.2％Ti、0.54～0.89％Mn、<0.05<0.10.49～0.54％Cr、0.35～0.65％Cu；當(dāng)含Ti量在0.1～0.3％之間變化時(shí)，隨著含Ti量的增加，D型石墨增多。在此成分范圍內(nèi)獲得的D型石墨鑄鐵的力學(xué)性能為：硬度HB范圍為217～2抗拉強(qiáng)度MPa，范圍為246～285。 通過(guò)采用澆注階梯型試樣和放置冷鐵方法，使鑄鐵獲得不同的冷卻速度，研究冷卻速度對(duì)D型石墨鑄鐵觀組織的影響。
結(jié)果表明：隨著冷卻速度的增大，石墨形態(tài)由較粗大的片狀石墨逐漸變成細(xì)小的點(diǎn)狀石墨。在厚度為30mm試樣的下方放置冷鐵時(shí)，在距離冷鐵25mm的鑄鐵組織中能夠獲得較細(xì)小的D型石墨組織。 對(duì)不同成分的D型石墨鑄鐵的高溫抗氧化性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。在750℃下，將不同成分的D型石墨鑄鐵保溫24小時(shí)，使其氧化增重，研究成分和組織對(duì)D型石墨抗氧化性能的影響。結(jié)果表明：含有Cr、Cu多元化合金的D型石墨鑄鐵有比普通灰鑄鐵高4～5倍的抗氧化性能。 對(duì)不同成分的D型石墨鑄鐵的高溫抗熱疲勞性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。在800℃下，將不同成分的D型石墨鑄鐵加熱到800℃，保溫5分鐘取出后，立即在冷水中激冷5秒，如此反復(fù)循環(huán)直至出現(xiàn)肉眼可見(jiàn)的裂紋為止。