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.

鑄鐵型材水平連鑄生產方法是將嚴格選擇的以優(yōu)質生鐵、廢鋼為主材的原、輔材料經中頻爐熔煉、處理后的高純凈、高品質鐵水倒入保溫結晶爐內，鐵水注入安裝在保溫爐下方的密封水冷結晶器石墨套中，冷卻凝固，由牽引機拉拔成型材。保溫爐內具有相當壓頭的鐵水，在牽引機拉拔的同時，又不斷的補充到結晶器內冷卻凝固。整個生產過程實現了大冒口補縮小鑄件順序凝固的工藝模式，保證所產棒坯致密、無內部缺陷。結晶器石墨內孔形狀、尺寸、決定了鑄鐵型材的截面形狀，結晶器石墨內孔L的光潔度和耐高溫性決定了型材表面質量和尺寸精度，而型材的長度尺寸則根據用戶的要求切取。球鐵型材包體鋼板較厚，包底結構采用錐度、底箍、焊接相結合的三重保險、即延長了使用壽命，又確保了操作者的；合理選擇了回轉中心，操作方便，澆注完畢后基本可自行復作?？傊吒饔刑攸c并分別在一部分領域具有 優(yōu)勢，互相補充。