隨著合金價(jià)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(yàn)和硬度試驗(yàn),研究了氮、鈦、鈮對灰鑄鐵組織及性能的影響規(guī)律。 試驗(yàn)結(jié)果表明,含氮量為0.0055%～0.013%、含錳量為1.0%-1.36%時(shí),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(shí),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(shí),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(shí),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(shí),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(shí),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。

球墨鑄鐵型材組織中石墨細(xì)小圓整，球化率高，球數(shù)多，無晶間碳化物，是生產(chǎn)ADI產(chǎn)品的佳基材；蠕墨鑄鐵型材蠕蟲狀石墨數(shù)量及形態(tài)要求由供需雙方協(xié)商而定?；诣T鐵型材：σb=200～350Mpa，HB=150～260；球墨鑄鐵棒的機(jī)械性能兼有度和高塑性，經(jīng)常規(guī)熱處理后可以獲得各種需要的基體組織廈性能，σb=375～900Mpa，HB=150～300；球鐵型材加工的零部件經(jīng)等溫淬火后，σb=800～1600Mpa，δ（延伸率）對應(yīng)達(dá)22%～1%。采用水平連鑄和密閉結(jié)晶器工藝所生產(chǎn)鑄鐵型材表面質(zhì)量好，內(nèi)部組織致密，尺寸精度高，無夾砂、夾渣、氣孔、縮松等鑄造缺陷，又稱“致密棒”，加工成品率大大高于砂鑄件。
耐油壓性能良好，壓力高達(dá)35Mpa時(shí)，普通常規(guī)牌號的鑄鐵型材所加工的壁厚為1mm的試樣無點(diǎn)滲和周滲現(xiàn)象，抗壓強(qiáng)度高于砂鑄件１～２級，加之良好的加工性能，是高中檔液壓件的優(yōu)選基材。表面處理容易，鑄鐵型材表面進(jìn)行玻璃、搪瓷涂層，銅、鉻、鎢電鍍，滲碳、氨等表面處理，性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于砂鑄件和鋼件。毛坯節(jié)約，比重輕，加工精度高，熱變形小.疲勞強(qiáng)度高，疲勞極限比砂鑄件高出40%。毛坯材料比砂型鑄件節(jié)省12%～50%；比重比鋼輕8%～10%，熱處理、加工變形量小于鋼，更適宜于多種精密零部件加工。

常用于制造床身、機(jī)體等重要件；珠光體—鐵素體灰鑄鐵是在珠光體和鐵素體混合的基體上，分布著較為粗大的石墨片，此種鑄鐵的強(qiáng)度、硬度盡管比前者低，但仍可滿足一般機(jī)體要求，其鑄造性、減震性均佳，且便于熔煉，是應(yīng)用廣的灰鑄鐵?；诣T鐵顯組織的不同，實(shí)質(zhì)上是碳在鑄鐵中存在形式的不同。灰鑄鐵中的碳有化合碳（Fe3C)和石墨碳所組成。化合碳為0.8%時(shí)，屬珠光體灰鑄鐵；化合碳小于0.8%時(shí)，屬珠光體—鐵素體灰鑄鐵；全部碳都以石墨狀態(tài)存在時(shí)，則為鐵素體灰鑄鐵。我國作為一個(gè)發(fā)展中, 考慮一切生產(chǎn)技術(shù)問題時(shí)的前提必須是適用。我國消化吸收國外柔性制造系統(tǒng)( Pseudo- FMS) ,是要確保必要的生產(chǎn)柔性的前提下, 優(yōu)化人機(jī)界面, 不過分追求自動化, 盡可能建立較為完善的息系統(tǒng), 充分發(fā)展計(jì)算機(jī)管理的效益。系統(tǒng)中先進(jìn)的自動化裝備和普通設(shè)備并存, 系統(tǒng)的某些環(huán)節(jié)允許人工干預(yù)。這是一個(gè)典型的結(jié)合國情、實(shí)施適用先進(jìn)方針的自動化技術(shù)解決方案。
在鑄造行業(yè)，人們常說，鑄造材料的成分決定組織，組織左右性能；這句話其實(shí)并不。我們在生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)許多鑄鐵，在相同成分時(shí)，機(jī)械性能卻有較大差異。鐵水的質(zhì)量除與其成分有關(guān)聯(lián)外，還與爐料配比（生鐵用量、廢鋼用量、返回料用量、合金加入量），熔化與出爐溫度，孕育工藝等有密切關(guān)系。所謂合成鑄鐵，就是指配料中使用50%以上的廢鋼，通過增碳合成的方法制取的鑄鐵材料，因?yàn)樾枰^高的熔化溫度，只宜在電爐中熔煉。目前合成鑄鐵主要有合成灰鐵和球鐵。