為開發(fā)度易切削加工度灰鑄鐵提供理論依據(jù)，獲得度易切削加工灰鑄鐵的組織形貌為短細的石墨及細小片間距的珠光體組織。
  研究灰鑄鐵消失模鑄造法金屬液充型過程的規(guī)律，對于消失模鑄造工藝設(shè)計、鑄件質(zhì)量控制及流場和溫度場的數(shù)值模擬具有重要意義。 本文利用自行研制的32通道開關(guān)量／32通道溫度模擬量計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，用正交試驗設(shè)計方法研究了工藝參數(shù)對灰鑄鐵消失模鑄造充型速度的影響。通過線性回歸，建立了線性回歸方程，對影響充型速度的諸多因素——負壓度、模樣密度、涂料透氣性、澆注溫度、金屬液靜壓頭、內(nèi)澆道尺寸、模樣厚度進行了篩選。在正交試驗的基礎(chǔ)上，對所確定的主要工藝因素對于充型速度的影響進行了系統(tǒng)的測試，通過改變負壓度、模型密度、澆注溫度、金屬液靜壓頭、涂料透氣性、澆注方案、模型幾何形狀等參數(shù)，研究了各工藝因素對充型過程的影響，獲得了在各種條件下金屬液充型的等時曲線圖，通過對其進行分析，找出了金屬液充型形態(tài)的規(guī)律，定量地確立了主要工藝因素對充型速度影響的規(guī)律。
另外，研究了消失模鑄造法鑄型表面硬度、界面換熱系數(shù)的變化規(guī)律。后，對比分析了開關(guān)量采集到的流場數(shù)據(jù)與熱電偶測溫技術(shù)所獲得的流場數(shù)據(jù)。結(jié)果表明： 1灰鑄鐵消失模鑄造充型過程中流動金屬前沿呈放射弧線狀向前充填。 2試驗條件下，工藝因素對充型速度影響作用由大到小的順序為：負壓度、模樣 西安理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 密度、澆注溫度、金屬液靜壓頭、模樣厚度、涂層透氣性、內(nèi)澆道面積。 3 負壓度是影響充型形態(tài)和充型速度的關(guān)鍵因素。用消失模鑄造法得到健全灰 鑄鐵件的基本條件是在－200mmhg～400nunhg的負壓度范圍內(nèi)澆注。

影響鑄鐵組織和性能的關(guān)鍵是碳在鑄鐵中存在的形式、形態(tài)、大小和分布。鑄鐵的發(fā)展，主要是圍繞如何改變石墨的數(shù)量、大小、形狀和分布這一中心問題進行的。因此，首先應(yīng)研究鑄鐵中石墨的形成過程及其影響因素。鑄鐵中石墨的形成過程稱為石墨化。在鑄鐵中，碳能以化合態(tài)的滲碳體和游離狀態(tài)的石墨兩種形式存在，游離狀態(tài)的石墨容易形成片狀結(jié)構(gòu)。這是由于石墨的晶格為簡單六方晶格，基面中的原子間距142nm，原子間結(jié)合力較強；而兩基面間的面間距340nm，因基面間距較大，原子間結(jié)合力較弱，故結(jié)晶時易形成片狀結(jié)構(gòu)，且強度、塑性和韌性極低，接近于零，硬度僅為3HBS。另外，在碳原子的四個價電子中，只有一個價電子參加到電子氣中去，這便是石墨具有某些不太明顯的金屬性能(如導(dǎo)電性)的原因。 
前面我們已討論過化合態(tài)的滲碳體，它若加熱到高溫，便會分解為鐵和碳(Fe2C→3Fe。所以化合態(tài)的滲碳體只是一種亞穩(wěn)定相，而游離態(tài)的石墨則是一種穩(wěn)定相。一般，在鐵碳合金的結(jié)晶過程中，因為滲碳體的含碳量69％)比石墨的含碳量(100％)更接近于合金成分的含碳量5％o％)，析出滲碳體時所需的原子擴散量較小，滲碳體的晶核易形成，所以自合金液體或奧氏體中析出的是滲碳體而不是石墨。但在擴散時間足夠的條件下，或在合金中含有可促進石 墨形成的元素(如硅等)時，在合金中便會直接自液體或奧氏體中析出石墨。實踐證明，成分相同的合金在冷卻時，冷卻速度愈快，析出滲碳體的可能性愈大；冷卻速度愈慢，析出石墨的可能性愈大。