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(jù)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(jù)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(jù)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(shù)據(jù)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.

垂直上引連續(xù)鑄造技術目前所適用的鑄鐵材料，包括球墨鑄鐵、普通灰鑄鐵，低合金灰鑄鐵和 高鎳鑄鐵等，其它鑄鐵管材的拉制工藝正在探索中。金相觀察表明，灰鑄鐵連續(xù)鑄造型材的顯組 織中，石墨形態(tài)為細小片狀(外周為l層細小的D形石墨，內部為相對細小的A形石墨)，基體為鐵 素體及珠光體：力學實驗結果為，ob=250～350MPa，硬度為150～240HB，E=(1．1～1．7)× 105 MPa：在相同抗拉強度前提下，砂鑄灰鐵試樣的平均疲勞強度為133MPa，而連續(xù)鑄造型材的為 210．8MPa，疲勞比由42％提高劍66．4％。球墨鑄鐵型材組織中，石墨球細小圓整，球化率高，球數(shù)多， 無品間碳化物。在不同基體條件F的抗拉強度0b和延展率。 表I球墨鑄鐵型材的強度與塑性 QT400—15球墨鑄鐵連鑄型