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。

用水平連續(xù)鑄造鑄鐵型材時應注意以下幾點： 每種規(guī)格鑄鐵型材都有一個合理的鑄造速度范圍，影響鑄造速度的因素比較多，其影響作用也比較復雜，例如結晶器的導熱能力、結晶器冷卻的均勻性、鐵液的溫度、型材截面的幾何形狀等，生產中應根據(jù)鑄鐵型材的鑄造質量情況不斷調整工藝參數(shù)，達到合理的鑄造速度。 應根據(jù)鑄鐵型材的材質和尺寸規(guī)格選擇適宜的鐵液溫度。鐵液溫度高，流動性好，型材結晶前沿移動后有良好的焊合性，但過高的鐵液溫度會降低生產速度或因控制不當出現(xiàn)鐵液泄露事故。而過低的鐵液溫度會降低結晶前沿鐵液的焊合能力，出現(xiàn)冷隔、裂紋、疤皮等缺陷。一般保溫包內鐵液溫度應控制在1280~1320℃。生產小尺寸型材時生產率較低，鐵液在保溫包內停留時間較長，宜選擇較高的鐵液溫度。采用沖天爐爐前沖人法生產球墨鑄鐵型材時，鐵液的出爐溫度應在1450℃以上
應嚴格控制型材出口溫度（即鑄鐵型材脫離結晶器后經溫度回升作用所達到的高表面溫度），影響型材出口溫度的直接因素是保溫包內鐵液溫度和鑄造速度。過高的鐵液溫度和過快的鑄造速度會使型材出口溫度過高，導致型材心部組織變粗、力學性能下降，操作不當還會出現(xiàn)鐵液泄露事故。反之，型材出口溫度過低也會造成石墨鑄型型壁刮傷，使型材表面質量下降，產生裂紋、疤皮等缺陷。正常情況下型材出口溫度應控制在900~950℃。 生產中應根據(jù)型材產品的尺寸和材質要求選擇優(yōu)的牽引工藝參數(shù)組合。減小牽引周期可在相同鑄造速度條件下減小步距，有利于提高鑄鐵型材的組織均勻性和致密性，但過小的牽引周期會使型材運動頻繁、間隙時間過短，反而對鑄造質量產生不利影響。