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,珠光體層片間距減小；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。

鑄鐵件性脆且鑄造過程中易產生氣孔，在長期的震動和沖擊下，易造成應力集中，導致殼體開裂。由于鑄鐵的焊接性較差，加上液壓設備的密封性要求較高，傳統(tǒng)的焊補工藝根本無法實現(xiàn)修復。而現(xiàn)場一般沒有此類設備的備品備件，購買更換需要大量的停機時間。此類問題現(xiàn)在多采用高分子復合材料進行修復，高分子金屬修復材料優(yōu)良的機械性能及良好的粘接力、耐壓性，使得該問題得以有效解決。根據(jù)現(xiàn)場情況，建議企業(yè)先用電焊把裂紋上下連接，焊接幾個點用于加強殼體結構力。找到裂紋的終點位置，在終點處打4.2mm止裂孔防止裂紋的進一步延伸。用磨光機沿裂紋打磨干凈，向兩邊擴展75px打磨。用無水乙醇清洗干凈后調和高分子金屬修復材料配合加強帶對裂紋進行修復治理。