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、生長理論,結(jié)合先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù),對金屬凝固過程的觀組織進(jìn)行了計(jì)算機(jī)模擬仿真,也稱為凝固過程觀模擬,這個(gè)名稱是相對于凝固過程宏觀模擬而言的,具體是指在晶粒尺度上對金屬凝固過程進(jìn)行模擬仿真.本文根據(jù)熱力學(xué)、凝固原理等理論,建立了凝固過程中熱傳遞、溶質(zhì)傳遞和石墨球、奧氏體的形核、生長進(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,建立了晶粒生長概率模型.根據(jù)所建立的模型,采用了Microsoft Visual C++ 6.0開發(fā)平臺開發(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)果的放大顯示等問題.該方法通過僅對關(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﹪)在砂型中的凝固過程,進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)對比研究.使用編寫的模擬仿真軟件對實(shí)驗(yàn)過程中的觀組織進(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)行了對比,二二者基本吻合.

球墨鑄鐵是一種度鑄鐵材料，其綜合性能接近于鋼，被成功地用于鑄造一些受力復(fù)雜，強(qiáng)度、韌性、耐磨性要求較高的零件。所謂“以鐵代鋼”，主要指球墨鑄鐵。  球墨鑄鐵件的性能接近碳鋼，但它鑄造性能好容易成型，加工性能優(yōu)于鑄鋼，比鋼更耐熱、耐蝕、耐磨。球墨鑄鐵的抗拉強(qiáng)度、塑性和韌性要比碳鋼低。雖然球墨鑄鐵的機(jī)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(diǎn)低，約為1200℃左右，鐵水流動(dòng)性好，由于石墨結(jié)晶時(shí)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?yàn)樗哂袕?qiáng)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(dāng)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(hù)層，對產(chǎn)品起到主動(dòng)的保護(hù)作用。

為了滿足這些特殊使用，研制了一組奧氏體球鐵，通常叫傲Ni一Resis亡球鐵。這些奧氏體球鐵，主要用鋅、鉻和錳合金化，并且列入標(biāo)準(zhǔn).
對幾種具有不同石墨形態(tài)、不同基體組織的鑄鐵材料的高溫拉伸性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究.通過大量的試驗(yàn),得出以下結(jié)論:HT2RuT4QT400-15的抗拉強(qiáng)度均隨溫度升高而下降,且變化趨勢一致,拐點(diǎn)均在400℃左右,石墨形態(tài)和基體組織共同交互作用影響抗拉強(qiáng)度的下降幅度;HT2RuT4QT400-15的性模量隨溫度升高降低,QT400-15材料的性模量隨溫度的升高而逐漸下降,在450℃以后顯著降低,逐漸低于珠光體基體為主的蠕墨鑄鐵,但高于灰鑄鐵;在基體組織相同的情況下,蠕蟲狀石墨的鑄鐵比片狀石墨的灰鑄鐵具有更高的高溫抗拉強(qiáng)度,且蠕墨鑄鐵隨蠕化率的降低,高溫力學(xué)性能升高.
球墨鑄鐵鑄造生產(chǎn)中難免產(chǎn)生鑄造缺陷，根據(jù)鑄件技術(shù)要求可以采用焊補(bǔ)修復(fù)。然而，球墨鑄鐵含碳量高，焊接性能差，焊補(bǔ)過程中易產(chǎn)生白口組織和裂紋。通過對QT400-18球墨鑄鐵焊補(bǔ)工藝進(jìn)行研究，制定嚴(yán)格的焊補(bǔ)工藝，通過與母材對比結(jié)果表明，選用Z408焊補(bǔ)后的硬度稍高，不適合用于加工面的焊補(bǔ)處理，Z308焊條焊補(bǔ)后的硬度與母材接近，可以用于加工面的焊補(bǔ)處理，Z308焊條和Z408焊條焊補(bǔ)后的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度基本與母材一致，不影響鑄件的使用性能