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(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。

雖然球墨鑄鐵的機械性能不如鋼，但由于石墨的存在，卻賦予球墨鑄鐵許多為鋼所不及的性能。  如良好的耐磨性、高消振性、低缺口敏感性以及優(yōu)良的切削加工性能。 此外，它的碳含量高，其成分接近于共晶成分，因此它的熔點低，約為1200℃左右，鐵水流動性好，由于石墨結(jié)晶時體積膨脹，所以傳送收縮率小，其鑄造性能優(yōu)于鋼，因而通常采用鑄造方法制成鑄件使用，故稱之為球墨鑄鐵。  那么，您知道在球墨鑄鐵件表面鍍鋅有何特殊用途嗎？下面來具體了解一下吧： 球墨鑄鐵件之所以能打敗其他工件成為多種場合使用的，就是因為它具有強大的抗壓能力以及優(yōu)異的防腐性能，其中防腐性能就是來自于產(chǎn)品表面的鍍鋅層。當鋅與鐵發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)滯后被，就會在球墨鑄鐵件表面形成穩(wěn)定的保護層，對產(chǎn)品起到主動的保護作用。
鑄鐵型材差不多已在所有主要工業(yè)部門中得到應(yīng)用，這些部門要求高的強度、塑性、韌性、耐磨性、耐嚴重的熱和機械沖擊、耐高溫或低溫、耐腐蝕以及尺寸穩(wěn)定性等。為了滿足使用條件的這些變化、球墨鑄鐵現(xiàn)有許多牌號，提供了機械性能和物理性能的一個很寬的范圍。 如標準化組織ISO1083所規(guī)定的大多數(shù)球墨鑄鐵鑄件，主要是以非合金態(tài)生產(chǎn)的。顯然，這個范圍包括抗拉強度大于800牛頓/毫米，延伸率為2%的度牌號。另一個極端是高塑性牌號，其延伸率大于17%，而相應(yīng)的強度較低(低為370牛頓/毫米勺。強度和延伸率并不是設(shè)計者選擇材料的根據(jù)，而其它決定性的重要性能還包括屈服強度、性模數(shù)、耐磨性和疲勞強度、硬度和沖擊性能。另外，耐蝕性和抗氧化以及電磁性能對于設(shè)計者也許是關(guān)鍵的。