隨著合金價格的提高,生產(chǎn)成本不斷增加。為降低生產(chǎn)成本,本課題在HT250材質(zhì)的基礎(chǔ)上,采用氮、鈦、鈮對鐵液進(jìn)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(jié)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(xì)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(xì)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(qiáng)度和硬度逐漸增大,當(dāng)含氮量為0.012%、含錳量為1.24%時,試樣的抗拉強(qiáng)度和硬度達(dá)到大值,分別為395MPa和260HBW。當(dāng)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(dāng)含氮量(0.0080%左右)基礎(chǔ)上,含鈦量在0.055%-0.149%范圍內(nèi)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(qiáng)度呈現(xiàn)降低的趨勢,當(dāng)含鈦量為0.149%時,試樣的抗拉強(qiáng)度小,為230MPa；而試樣的布氏硬度略有增加,當(dāng)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。

球墨鑄鐵非常適用于許多應(yīng)用領(lǐng)域：烴類，化學(xué)制 品，船舶，消防防火，紙漿和造紙等行業(yè)中可以安裝鑄鐵或鑄鋼閥門的地方。 作為鋼的替代品，1949 年人類開發(fā)了球墨鑄鐵。鑄鋼含碳量少于0.3%，而鑄鐵和球墨鑄鐵含炭量量則至少為3% 。 鑄鋼中的低含碳量使得作為游離石墨存在的碳不會形成結(jié)構(gòu)薄片。鑄鐵內(nèi)的碳天然形式是游離石墨薄片形式。在球墨鑄 鐵內(nèi)，這種石墨薄片通過特殊的處理方法變化成小的球體。這種改進(jìn)后的球體使得使得球墨鑄鐵比鑄鐵和鋼相比具有 更加優(yōu)異的物理性能。正是這種碳的球狀觀結(jié)構(gòu)，使得球墨鑄鐵具有更加良好的展延性和抗沖擊性，而鑄鐵內(nèi)部的薄 片形式導(dǎo)致鑄鐵沒有展延性。通過鐵素體基體可獲得佳的展延性，因此，所有美國尼必可球墨鑄鐵的壓力負(fù)載部件都 經(jīng)過鐵素體化退火周期的工藝處理。球墨鑄鐵內(nèi)部的球狀結(jié)構(gòu)也能夠鑄鐵內(nèi)部的薄片石墨容易產(chǎn)生的裂縫現(xiàn)象。在 球墨鑄鐵的觀照片中，可以看見裂縫到石墨球后終止。在球墨鑄鐵行業(yè)內(nèi)，這些石墨球稱為“裂縫終結(jié)者”，因為它 們具有阻止斷裂的能力。

,對進(jìn)一步發(fā)揮鑄態(tài)球鐵的強(qiáng)韌性潛力,提高零件的使用壽命,擴(kuò)大鑄態(tài)球鐵的使用范圍是很有意義的. 在生鐵原料貨源穩(wěn)定,研究銅錳合金化對鑄態(tài)球（略）影響.在穩(wěn)定生產(chǎn)鑄態(tài)鐵素體球鐵的條件下,適當(dāng)控Si含量,強(qiáng)化孕育,添加少量Cu和Mn,成功生產(chǎn)出度、高塑性的鑄態(tài)球墨鑄鐵(塑性指標(biāo)δ比相應(yīng)牌號高出一個級別).用這種方法生產(chǎn)的鑄件,性能穩(wěn)定,成本降低.為了不使鑄件中出現(xiàn)碳化物并減少鑄件不同截面的硬度差,應(yīng)視力學(xué)性能和鑄件壁厚不同而適當(dāng)（略）n含量,本文重點研究了銅錳對合金化鑄態(tài)球墨鑄鐵性能的影響.
風(fēng)電配件用球墨鑄鐵是隨著風(fēng)力發(fā)電行業(yè)的發(fā)展而出現(xiàn)的一類低溫高韌性球墨鑄鐵,是球墨鑄鐵近期（略）之由于普通球墨鑄鐵的低溫沖擊韌性較低,在寒冷的環(huán)境中易發(fā)生脆性斷裂,無法滿足風(fēng)電配件的性能要求,不適合用以生產(chǎn)風(fēng)電配件.因此在生產(chǎn)風(fēng)電球鐵配件（略）具有較高生產(chǎn)技術(shù)含量的低溫高韌性球墨鑄鐵,以此來保證風(fēng)電配件的使用. 本課題主要圍繞球墨鑄鐵的低溫沖擊韌性展開,研究了球墨鑄鐵的生產(chǎn)工藝、力學(xué)性能和金相組織之間的關(guān)系.通過對實驗試樣進(jìn)行化學(xué)、力學(xué)性能測試、金相組織（略）描分析,確定出了生產(chǎn)風(fēng)電配件用球墨鑄鐵的佳化學(xué)成分和生產(chǎn)工藝,提出了提高球墨鑄（略）性的有效途徑,對風(fēng)電配件用球墨鑄鐵的生產(chǎn)具有一定的指導(dǎo)意義. 通過研究發(fā)現(xiàn),在化學(xué)成分上硅、銅、鉍對球墨鑄鐵的低溫沖擊韌性有顯著影響.在生產(chǎn)工藝上選用球（略）育劑和高低溫兩階段石墨化退火,都是提高球墨鑄鐵低溫沖擊韌性的有效途徑.球墨鑄鐵的低溫沖擊韌性與金相組織有著密切聯(lián)系.石墨球的球化級別和大小級別越高,石墨球越圓整和細(xì)小,低溫沖擊韌性就越高.而隨著基體組織中珠光體量的增多,低溫沖擊韌性降低.為了保證球鐵的低溫...