現(xiàn)代的經(jīng)濟(jì)的農(nóng)業(yè)方法要求能提供在需要的狀態(tài)下可靠的和使用壽命較長(zhǎng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械。整個(gè)農(nóng)用工業(yè)中所廣泛使用的球鐵鑄件包括各種拖拉機(jī)配件、犁樺、托架、夾鉗和滑輪。典型的部件是農(nóng)用車倆后軸殼，‘它原來(lái)采用鑄鋼件。道路鋪設(shè)和建筑工業(yè)都需要相當(dāng)數(shù)量灼各種各類的設(shè)備包括推土機(jī)、打進(jìn)機(jī)、起重機(jī)和壓縮機(jī)，球鐵鑄件在這些方面都有應(yīng)用。機(jī)床工業(yè)利用球鐵的工程性能，它允許設(shè)計(jì)復(fù)雜的機(jī)床部件以及鑄件重量超過(guò)10。噸的重型機(jī)器鑄件。在應(yīng)用包括注射塑模板、鍛壓機(jī)汽缸和活塞。球鐵的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度高，機(jī)械加工性能好，允許生產(chǎn)較輕鑄件而使其保持剛性。同樣，球鐵的強(qiáng)度和韌性使其成為各種手工工具，如扳手、夾鉗和量具的理想材料。
球閥的制造者們是球鐵(包括奧氏體球鐵)的主要使用者，其應(yīng)用方面包括成功地輸送各種酸、鹽和堿性液體。球鐵在閥的應(yīng)用方面的一個(gè)有趣的例子是球閥塞由英國(guó)Parkfeld制造廠生產(chǎn)。用于1420毫米煤氣管道的大型球閥塞，原先用鍛鋼制造，直徑2410毫米、重量17噸?；旧现匦略O(shè)計(jì)的球鐵球閥塞重量?jī)Hn噸。附加的好處包括減少機(jī)械加工余量和加工時(shí)間以及提高了總的精度。完全鐵素體球鐵(1501085牌號(hào)370一應(yīng)用于這些球閥塞。鐵素體球鐵(GGG用作用過(guò)的原子核燃料桿(仍含有50%)的運(yùn)送和貯藏容器的材料是由德國(guó)KrefeldSiempelkamp鑄造廠所積極促成的。為了取得應(yīng)用這種球鐵的贊賞，Ssempelkarnp要求重量大約85噸的Caster容器經(jīng)受有史以來(lái)施加于鐵鑄件的嚴(yán)格的惡劣的負(fù)荷試驗(yàn)。這些試驗(yàn)包括將85噸鑄件在低于一40“C溫度，從九米高度落到1000噸重的水泥座上，以及由中發(fā)射出一發(fā)大，幾乎以聲音的速度撞擊到鑄件上。

球墨鑄鐵件作為重要的工程材料,在的很多的鑄件產(chǎn)量中有較大的比例并且生產(chǎn)技術(shù)也達(dá)到了一定的水平.但由于鑄造過(guò)程中的復(fù)雜性使得球墨鑄鐵件的質(zhì)量仍然存在著很多的問(wèn)題.為了更好地控制其生產(chǎn)質(zhì)量,本文根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際及當(dāng)前的關(guān)于球型石墨、晶體方面的形成、生長(zhǎng)理論,結(jié)合先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù),對(duì)金屬凝固過(guò)程的觀組織進(jìn)行了計(jì)算機(jī)模擬仿真,也稱為凝固過(guò)程觀模擬,這個(gè)名稱是相對(duì)于凝固過(guò)程宏觀模擬而言的,具體是指在晶粒尺度上對(duì)金屬凝固過(guò)程進(jìn)行模擬仿真.本文根據(jù)熱力學(xué)、凝固原理等理論,建立了凝固過(guò)程中熱傳遞、溶質(zhì)傳遞和石墨球、奧氏體的形核、生長(zhǎng)進(jìn)行模擬,以能量小原理為基礎(chǔ),考慮體積自由能和界面能的定量影響,建立了晶粒生長(zhǎng)概率模型.根據(jù)所建立的模型,采用了Microsoft Visual C++ 6.0開(kāi)發(fā)平臺(tái)開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的三維模擬計(jì)算程序和二維動(dòng)態(tài)顯示程序.針對(duì)觀模擬計(jì)算量大的特點(diǎn),本文采用了局部區(qū)域模擬法,并相應(yīng)地解決了整體區(qū)域和局部區(qū)域之間的數(shù)據(jù)映射、局部區(qū)域的邊界處理、局部區(qū)域模擬結(jié)果的放大顯示等問(wèn)題.該方法通過(guò)僅對(duì)關(guān)鍵的局部區(qū)域模擬而有效地節(jié)省了計(jì)算量.針對(duì)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(guò)程,進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)對(duì)比研究.使用編寫(xiě)的模擬仿真軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的觀組織進(jìn)行了模擬,并把模擬的計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比,二二者基本吻合.

進(jìn)口球鐵材料的綜合力學(xué)性能較國(guó)產(chǎn)球鐵材料優(yōu)越性明顯,尤其是疲勞性能和沖擊性能,差異非常明顯。前者的疲勞極限為275MPa而后者僅為150MPa,前者常溫沖擊吸收功為7J而后者只有4J；熱等靜壓處理對(duì)材料組織變化有明顯的作用,熱等靜壓處理后基體組織分布更加均勻,基體上石墨球的球徑差異較未處理球鐵材料更小,石墨球大小等級(jí)及球化等級(jí)變化不明顯,隨著熱等靜壓冷卻速度的降低,基體中珠光體的含量降低,鐵素體含量增加,石墨球變化較小；熱等靜壓處理通過(guò)影響材料基體組織進(jìn)而影響到材料的力學(xué)性能,在熱等靜壓處理后材料的綜合性能的到了明顯的提高,尤其表現(xiàn)在疲勞性能和沖擊性能方面,熱等靜壓處理后進(jìn)口球鐵材料的疲勞性能提高約20%而國(guó)產(chǎn)球鐵疲勞性能提高約70%～,即國(guó)產(chǎn)球鐵在通過(guò)熱等靜壓處理提高疲勞性能方面較進(jìn)口球鐵材料具有更大的潛力,而熱等靜壓處理后進(jìn)口球鐵沖擊性能提高以上,優(yōu)于國(guó)產(chǎn)球鐵材料在沖擊性能方面的改善效果；熱等靜壓處理后材料的拉伸強(qiáng)度和硬度隨著基體珠光體跟鐵素體含量的變化而變化,基體中珠光體含量增加,材料拉伸強(qiáng)度跟硬度增加,反之材料拉伸強(qiáng)度和硬度降低。但并非線性關(guān)系?？傊?合理的熱等靜壓處理工藝能在一定程度上改善材料的綜合力學(xué)性能,因此,尋求更加合理的熱等靜壓處理工藝有很大的現(xiàn)實(shí)意義。