以開發(fā)新產(chǎn)品為研究對象，通過選用合理的化學(xué)成分，采用沖天爐與電爐雙聯(lián)的熔煉工藝，并對原鐵液進(jìn)行脫硫處理，獲得成分穩(wěn)定的低硫原鐵液，然后調(diào)整球化處理溫度，進(jìn)行蓋包法球化處理和沖入法球化處理對溫度的敏感性試驗(yàn)。
   在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，利用蓋包法球化處理工藝生產(chǎn)高綜合性能和高質(zhì)量的球鐵。 試驗(yàn)結(jié)果表明，在1450～1500℃范圍內(nèi)，調(diào)整球化處理溫度，對鐵液進(jìn)行蓋包法球化處理，球化劑中鎂的氧化燒損少，鎂的吸收率和鐵液殘留鎂量穩(wěn)定，波動(dòng)范圍小，穩(wěn)定了球化效果，提高了球鐵生產(chǎn)的穩(wěn)定性；處理后鐵液含硫量低，可以減少球鐵的觀夾雜物，提高球鐵的綜合性能，特別是韌性指標(biāo)，改善加工性能。在這個(gè)溫度范圍內(nèi)，調(diào)整球化處理溫度，采用蓋包法球化處理工藝與采用沖入法球化處理工藝相比，鎂的吸收率穩(wěn)定且有所提高；球鐵的生產(chǎn)穩(wěn)定性和綜合性能顯著提高。在生產(chǎn)條件允許的情況下，采用含鎂量相同的球化劑進(jìn)行球化處理時(shí)，蓋包法比普通沖入法對溫度的適應(yīng)性更寬，適應(yīng)范圍要比普通沖入法寬20℃左右。在合理的球化處理溫度下，采用蓋包法可以使協(xié)作廠穩(wěn)定批量生產(chǎn)各種高綜合性能球鐵。
等溫淬火球墨鑄鐵(ADI)作為一種工程材料在20世紀(jì)70年代初問世以后,由于其優(yōu)越的強(qiáng)度、伸長率、沖擊韌度、耐磨性和減震性能,還具有性價(jià)比高的優(yōu)勢,在機(jī)械制造領(lǐng)域得到很大的發(fā)展,應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。 承受較大的破壞載荷,同時(shí)又承受由沖擊載荷形成的鑿削式磨損的汽車后鋼板簧支架,不僅要求具有很高的彎曲疲勞強(qiáng)度和良好的耐磨性

常用的耐熱材料主要有耐熱鋼和耐熱鑄鐵。耐熱鋼的耐熱性較好，力學(xué)性能較高，但成本較高。耐熱鑄鐵具有一定的力學(xué)性能，成本相對較低，但耐熱性不如耐熱鋼。本文以鉻含量為20%的高鉻鑄鐵為研究對象，采用加入稀土、硅的方法，研究對高鉻耐熱鑄鐵的影響。通過光學(xué)顯鏡，研究稀土、硅對高鉻白口鑄鐵組織的影響。對不同成分的高鉻鑄鐵進(jìn)行高溫氧化實(shí)驗(yàn)，計(jì)算其氧化速率，分析氧化膜的組成。并對不同成分的試樣進(jìn)行耐磨性、熱疲勞、硬度測試。研究結(jié)果表明： 稀土含量由0增加到0.60%，高鉻鑄鐵奧氏體由樹枝晶向柱狀晶和等軸晶轉(zhuǎn)變，碳化物由連續(xù)的網(wǎng)狀趨于塊狀和條狀發(fā)展；高鉻鑄鐵氧化速率從5.566mg·cm-2·h-1降到3.276mg·cm-2·h-1；磨損量由0.1521g降為0.1485g；高鉻鑄鐵鑄態(tài)硬度從45.2HRC增加到49.9HRC；將添加稀土的高鉻耐熱鑄鐵，在1100℃下進(jìn)行熱疲勞實(shí)驗(yàn)，試樣進(jìn)行40次反復(fù)加熱、冷卻，均未出現(xiàn)裂紋。
硅含量低于2.5%時(shí)，高鉻鑄鐵奧氏體枝晶較多，共晶碳化物的連續(xù)程度較高，以網(wǎng)狀或條狀存在。硅含量大于2.5%時(shí)，奧氏體枝晶減少，共晶碳化物顯著的細(xì)化，以細(xì)小的塊狀和粒狀形式存在，分布均勻；隨著硅含量的增加，氧化速率先下降后上升，硅含量在2.0%時(shí)，低為2.825mg·cm-2·h-1；隨著含硅量的增加，磨損量呈降低趨勢，小值為0.1468g；硅含量從1.5%增加到3.5%，高鉻鑄鐵鑄態(tài)硬度從49.3HRC增加到52.5HRC；將添加硅的高鉻耐熱鑄鐵，在1100℃下進(jìn)行熱疲勞實(shí)驗(yàn)，試樣進(jìn)行40次反復(fù)加熱、冷卻，均未出現(xiàn)裂紋。

由于球墨鑄鐵的凝固特點(diǎn)—糊狀凝固方式,所以縮松不僅是它的固有缺陷,而且,采用傳統(tǒng)的工藝,很難完全。生產(chǎn)中常采用加冷鐵或冷鐵加水冷等方法,這樣把表層的縮松趕到鑄件內(nèi)部,機(jī)械加工后,縮松就不會暴露出來。但是隨著對鑄件質(zhì)量要求的提高,客戶不僅對鑄件的外觀有要求,而且對鑄件內(nèi)在質(zhì)量的要求也不斷提高。對生產(chǎn)的鑄件要求進(jìn)行無損探傷,這樣躲在鑄件內(nèi)部的縮松就會被發(fā)現(xiàn)。因此,從根本上鑄件內(nèi)部的縮松缺陷是今后企業(yè)所希望達(dá)到的目標(biāo)。本課題深入研究球墨鑄鐵的凝固特點(diǎn)和縮孔、縮松的形成機(jī)理,擬采用一種新工藝,從根本上球墨鑄鐵件的縮松缺陷,以提高球墨鑄鐵件的整體質(zhì)量。
本文是采用多種合金成分配制成多種球墨鑄鐵復(fù)合除縮劑,添加到不同的試塊中,利用超聲波無損探傷技術(shù)檢測試塊內(nèi)部縮松缺陷變化;對其斷面的進(jìn)行宏觀組織觀察;利用金相顯鏡觀察和分析了其觀組織變化,并對試塊的布氏硬度、強(qiáng)度和延伸率進(jìn)行了測定。 研究結(jié)果表明:通過改變除縮劑成分可減少或完全球墨鑄鐵鑄件內(nèi)部的縮松缺陷:C型除縮劑能夠完全球墨鑄鐵鑄件內(nèi)部的縮松缺陷,效果好。D型和H型除縮劑可以明顯減少鑄件內(nèi)部的縮松缺陷,G型和I型除縮劑使球墨鑄鐵鑄件內(nèi)部的縮松缺陷明顯向上表面集中。曲軸試塊豎置時(shí),隨著加入量的增加,縮松缺陷整體向上表面集中,縮松缺陷面積先逐漸減少后又逐漸增加,不能完全曲軸試塊內(nèi)部的縮松缺陷;曲軸試塊橫置時(shí),底部左右兩側(cè)添加除縮劑并配合頂部加冒口的工藝方案,可完全球墨鑄鐵鑄件內(nèi)部的縮松缺陷。各種球墨鑄鐵復(fù)合除縮劑對石墨的球化程度、鑄件的力學(xué)性能及珠光體含量均無明顯影響,但可使鑄件局部晶粒細(xì)化。