球墨鑄鐵件作為重要的工程材料,在的很多的鑄件產量中有較大的比例并且生產技術也達到了一定的水平.但由于鑄造過程中的復雜性使得球墨鑄鐵件的質量仍然存在著很多的問題.為了更好地控制其生產質量,本文根據生產實際及當前的關于球型石墨、晶體方面的形成、生長理論,結合先進的計算機技術,對金屬凝固過程的觀組織進行了計算機模擬仿真,也稱為凝固過程觀模擬,這個名稱是相對于凝固過程宏觀模擬而言的,具體是指在晶粒尺度上對金屬凝固過程進行模擬仿真.本文根據熱力學、凝固原理等理論,建立了凝固過程中熱傳遞、溶質傳遞和石墨球、奧氏體的形核、生長進行模擬,以能量小原理為基礎,考慮體積自由能和界面能的定量影響,建立了晶粒生長概率模型.根據所建立的模型,采用了Microsoft Visual C++ 6.0開發(fā)平臺開發(fā)了相應的三維模擬計算程序和二維動態(tài)顯示程序.針對觀模擬計算量大的特點,本文采用了局部區(qū)域模擬法,并相應地解決了整體區(qū)域和局部區(qū)域之間的數據映射、局部區(qū)域的邊界處理、局部區(qū)域模擬結果的放大顯示等問題.該方法通過僅對關鍵的局部區(qū)域模擬而有效地節(jié)省了計算量.針對球墨鑄鐵(成分為:碳含量為3.7﹪、硅含量為3.3﹪、錳含量小于0.4﹪)在砂型中的凝固過程,進行了實驗對比研究.使用編寫的模擬仿真軟件對實驗過程中的觀組織進行了模擬,并把模擬的計算結果與實驗結果進行了對比,二二者基本吻合.

鑄鐵型材切削抗力大于砂鑄件，小于鋼件，表面光潔度高。與砂鑄件、鋼相比，鑄鐵型材在不同切削速度下，表面光潔度相對波動較小，不但在低速（<50m/min），而且在高速(>200m/min）切削時，均能保證表面粗糙度不大于20μm：加工余量與加工工時均減少50%；提高機械加工能力10～50%；切削性能好，比砂鑄件節(jié)電50%以上；刀具消耗減少70%，與鋼和砂鑄件相比，刀具壽命延長2～3倍。使用鑄鐵型材，比使用砂型鑄件和鋼，零件的總成本下降50%。普通灰鑄鐵型材的顯組織為細小的片狀石墨(為一層細小的D型石墨，內部為細小的A型石墨)和基體?？缮aA型(80％以上）和D型(80％以上}石墨為主的灰鐵型材。球墨鑄鐵型材組織中石墨細小圓整，球化率高，球數多，無晶問碳化物，是生產ADI產品的佳基材；蠕墨鑄鐵型材蠕蟲狀石墨數量及形形態(tài)要求由供需雙方協商而定。

以開發(fā)新產品為研究對象，通過選用合理的化學成分，采用沖天爐與電爐雙聯的熔煉工藝，并對原鐵液進行脫硫處理，獲得成分穩(wěn)定的低硫原鐵液，然后調整球化處理溫度，進行蓋包法球化處理和沖入法球化處理對溫度的敏感性試驗。
   在試驗的基礎上，利用蓋包法球化處理工藝生產高綜合性能和高質量的球鐵。 試驗結果表明，在1450～1500℃范圍內，調整球化處理溫度，對鐵液進行蓋包法球化處理，球化劑中鎂的氧化燒損少，鎂的吸收率和鐵液殘留鎂量穩(wěn)定，波動范圍小，穩(wěn)定了球化效果，提高了球鐵生產的穩(wěn)定性；處理后鐵液含硫量低，可以減少球鐵的觀夾雜物，提高球鐵的綜合性能，特別是韌性指標，改善加工性能。在這個溫度范圍內，調整球化處理溫度，采用蓋包法球化處理工藝與采用沖入法球化處理工藝相比，鎂的吸收率穩(wěn)定且有所提高；球鐵的生產穩(wěn)定性和綜合性能顯著提高。在生產條件允許的情況下，采用含鎂量相同的球化劑進行球化處理時，蓋包法比普通沖入法對溫度的適應性更寬，適應范圍要比普通沖入法寬20℃左右。在合理的球化處理溫度下，采用蓋包法可以使協作廠穩(wěn)定批量生產各種高綜合性能球鐵。
等溫淬火球墨鑄鐵(ADI)作為一種工程材料在20世紀70年代初問世以后,由于其優(yōu)越的強度、伸長率、沖擊韌度、耐磨性和減震性能,還具有性價比高的優(yōu)勢,在機械制造領域得到很大的發(fā)展,應用范圍不斷擴大。 承受較大的破壞載荷,同時又承受由沖擊載荷形成的鑿削式磨損的汽車后鋼板簧支架,不僅要求具有很高的彎曲疲勞強度和良好的耐磨性