低溫鐵素體球墨鑄鐵高端鑄件與高純生鐵的關系.通過轉向架軸箱鑄件生產實例及大量數(shù)據(jù)說明生鐵中各元素對鑄件質量的影響,并指出:鑄件質量的好壞,除了與鑄造企業(yè)的技術水平和企業(yè)管理嚴格與否有關之外,還與原材料質量有關,特別是與生鐵質量有關.生鐵的純凈度對鐵液的純凈度、石墨形態(tài)、韌-脆轉變溫度、基體組織、晶間夾雜等均有很大的影響.因此,為了確保鑄件質量及質量穩(wěn)定,在選用生鐵時,一定要嚴格限Mn、P以及量元素的含量,并且要求它們的含量要嚴格穩(wěn)定
采用概率斷裂力學方法研究了船用柴油機機身球墨鑄鐵材料(QT400-的裂紋擴展壽命可靠性.基于QT400-18的裂紋擴展試驗,考慮了裂紋擴展速率的分散性,采用統(tǒng)計分析獲得了Paris公式參數(shù)的分布特征,建立了QT400-18裂紋擴展速率的隨機概率模型.反推得到了da/ dN≤10-7 mm/cycle時材料的疲勞啟裂門檻值.進一步建立了剩余壽命預測模型,通過數(shù)值抽樣仿真,得到了不同初始裂紋長度下的裂紋擴展剩余壽命及其分布,并建立了剩余壽命與可靠度關系圖譜.
灰鑄鐵和球墨鑄鐵的凝固過程,包括生核過程、初生奧氏體枝晶的析出過程以及亞共晶鑄鐵、過共晶鑄鐵、共晶鑄鐵的形成過程.闡述了初生奧氏體枝晶的形態(tài)和初生奧氏體枝晶對鑄鐵性能的影響以及對初生奧氏體枝晶的控制.分析了灰鑄鐵和球墨鑄鐵的共晶轉變過程以及石墨的晶核.終得出:對于灰鑄鐵,組織中枝晶所占的體積分數(shù)提高,鑄鐵的強度隨之提高;對于球墨鑄鐵,初生奧氏體枝晶的數(shù)量和枝晶間距,對石墨球的形態(tài)、尺寸和分布狀況有重要的影響;將w(Al)量控制在0.005％～0.01％,既促進灰鑄鐵石墨生核,又不會誘發(fā)針孔缺陷;采用O的孕育劑可以使球化率提高、

根據(jù)中國鐵質差、含硫量高（沖天爐熔煉）和出鐵溫度低的情況，加入稀土是必要的。球化劑中鎂是主導元素，稀土一方面可促進石墨球化；另一方面克服硫以及雜質元素的影響以保證球化也是必須的。稀土防止干擾元素破壞球化。研究表明，當干擾元素Pb、Bi、Sb、Te、Ti等總量為0.05wt%時，加入0.01wt%（殘余量）的稀土，可以完全中和干擾，并可抑制石墨的產生。中國絕大部分的生鐵中含有鈦，有的生鐵中含鈦高達0.2～0.3wt%，但稀土鎂球化劑由于能使鐵中的稀土殘留量達0.02～0.03wt%，故仍可保證石墨球化良好。如果在球墨鑄鐵中加入0.02～0.03wt%Bi，則幾乎把球狀石墨完全破壞；若隨后加入0.01～0.05wt%Ce，則又恢復原來的球化狀態(tài)，這是由于Bi和Ce形成了穩(wěn)定的化合物。稀土的形核作用。20世紀60年代以后的研究表明，含鈰的孕育劑可使鐵液在整個保持期中增加球數(shù)，使終的組織中含有更多的石墨球和更小的白口傾向。經研究還表明，含稀土的孕育劑可改善球墨鑄鐵的孕育效果并顯著提高抗衰退的能力。加入稀土可使石墨球數(shù)增多的原因可歸結為：稀土可提供更多的晶核，但它與FeSi孕育相比所提供的晶核成分有所不同；稀土可使原來（存在于鐵液中的）不活化的晶核得以長大，結果使鐵液中總的晶核數(shù)量增多

開發(fā)適合于大型鋼錠模的蠕鐵材質及生產工藝。對比研究了REMg、YSBM-YSBM-YSBM-A四種蠕化劑對厚大斷面蠕鐵組織和性能的影響。研究結果表明,重稀土蠕化劑(YSBM的具有良好的蠕化效果和抗衰退能力,采用該蠕化劑處理400mm×400mm×450mm模擬試塊中心部位的蠕化率達到85%,試塊的組織均勻性較好,抗拉性能達到315MPa,延伸率達到3.3%,滿足鋼錠模材質的要求。冷鐵可顯著縮短厚大斷面蠕鐵的凝固時間、提高試塊中心的蠕化率,在相同蠕化處理條件下模擬試塊中心部位的蠕化率由未加冷鐵的35%提高到55%,破碎石墨的數(shù)量明顯減少,獲得了均勻分布的蠕墨和晶粒細小的基體組織。蠕鐵72小時的平均氧化增重為3.14g/(m2,顯著低于灰鐵的4.76g/(m2;700℃至室溫的水淬試驗中,蠕鐵的平均熱疲勞壽命為42次,高于灰鐵的30次。 利用華鑄CAE模擬優(yōu)化的結果,采用雨淋式工藝,成功生產出48t鋼錠模。鋼錠模附鑄塊的蠕化率達到85%,抗拉強度為350MPa,延伸率為7.5%,達到了RuT300的水平。420t鋼錠模的優(yōu)化工藝為上、下雙澆注系統(tǒng),上澆注系統(tǒng)為雨淋式,下澆注系統(tǒng)為二級底注式,澆注溫度1300℃～1320℃。
選取由石墨和不同基體組織組成的灰鑄鐵作為研究材料,根據(jù)定量檢測標準選取放大倍數(shù)為100×、200×和500×進行金相圖像的采集。利用數(shù)字圖像處理技術對采集到的金相圖像進行處理,實現(xiàn)灰鑄鐵金相分析。并得到以下成果和結論: 對灰鑄鐵金相圖像出現(xiàn)的亮度不均勻現(xiàn)象,利用空域陰影校對金相圖像進行亮度不均勻校正;利用小波變換與均值濾波相結合的算法對灰鑄鐵金相圖像進行去噪處理,并取得了較好的結果。