隨著合金價格的提高,生產成本不斷增加。為降低生產成本,本課題在HT250材質的基礎上,采用氮、鈦、鈮對鐵液進行合金化,通過金相組織觀察、SEM分析、EDS分析、拉伸試驗和硬度試驗,研究了氮、鈦、鈮對灰鑄鐵組織及性能的影響規(guī)律。 試驗結果表明,含氮量為0.0055%～0.013%、含錳量為1.0%-1.36%時,試樣的金相組織為A型石墨+細片狀珠光體+少量鐵素體。隨著含氮、錳量的增加：片狀石墨長度變短、寬度稍有增加,彎曲程度加大,石墨端部鈍化,對基體的割裂作用減弱；細片狀珠光體含量略有增加,珠光體層片間距減??；試樣的抗拉強度和硬度逐漸增大,當含氮量為0.012%、含錳量為1.24%時,試樣的抗拉強度和硬度達到大值,分別為395MPa和260HBW。當鐵液中含氮量≥0.011%時,鑄件表面下開始出現(xiàn)氣孔缺陷。 在適當含氮量(0.0080%左右)基礎上,含鈦量在0.055%-0.149%范圍內時,試樣的金相組織為A型和D型石墨+珠光體+少量鐵素體。隨著含鈦量的增加：A型石墨減少,D型石墨增多；鐵素體的含量增多,珠光體的含量減少。
試樣的抗拉強度呈現(xiàn)降低的趨勢,當含鈦量為0.149%時,試樣的抗拉強度小,為230MPa；而試樣的布氏硬度略有增加,當含鈦量為0.149%時,試樣的布氏硬度大,為219HBW。鈦在含氮灰鑄鐵中的存在形式有以下兩種：少部分固溶于基體中,呈均勻分布；大部分與鐵液中的碳、氮形成鈦的碳氮化物,并多以三角形、四邊形及帶棱角的不規(guī)則塊狀鑲嵌于基體之中,呈彌散分布。

鑄鐵在鑄造過程中經(jīng)常產生氣孔、渣孔、夾砂、縮孔、裂縫,澆鑄不足等缺陷.而在使用部門,由于超負荷,機械事故以及自然損壞等原因,造成鑄鐵機件的損壞也很多,對這些有缺陷件及損壞件,應根據(jù)鑄鐵的特點,采取相應的補焊工藝進行修復.在所有的鑄鐵中,灰鑄鐵應用廣泛(導軌、機床底座、工作臺、氣缸、閥門、齒輪等).由于補焊的要求及補焊對象不同,灰鑄鐵有多種補焊方法,但目前我國常用的方法是焊條電弧焊和氣焊.由于電弧焊焊條比較昂貴,一般用于補焊厚大的鑄件;氣焊縫的材質、性能、顏色等和母材相近、設備簡單、取材容易,適于補焊中、小型薄壁件.氣焊火焰比電弧焊低,加熱和冷卻速度比較緩慢,加熱程度和加熱時間可以控制,這些都有利于石墨化.因此,氣焊仍是一種某些場合下常用的方法.
球墨鑄鐵的球化處理和孕育處理方法,從原材料質量、工藝操作、鐵液包形狀、出爐溫度等方面,分析了影響球化孕育效果的因素,并給出相應的防止措施,得出以下結論:(1)原鐵液w(S)量高,會導致球化劑的加入量增加,不利于鐵液質量的穩(wěn)定;(2)w(RE)量高,會引起大斷面的軋輥內部產生碎塊狀石墨;(3)根據(jù)鑄件大小,適當控制球化處理溫度和澆注溫度,有利于避免產生球化衰退和孕育衰退等現(xiàn)象;(4)采用復合孕育劑、多次孕育和隨流孕育等方法強化孕育處理,有利于增加石墨核心,改善球化效果,增加石墨數(shù)量,提高球鐵鑄件的綜合性能.