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随着铸铁水平连铸技术的不断推广,铸铁型材正在被越来越广泛的应用到工业行韭中 的各个领域。本文通过对连铸设备、控制系统的改进和相关工艺参数的优化,制备了几种 不同截面尺寸的小直径铸铁型材,并从小直径铸铁型材的凝固成型特点出发,分析研究了 其组织与性能之间的对应关系,得出了以下结论: 小直径铸铁型材的金相组织特点是:发达的初生奥氏体枝晶和枝晶闻分布的细小 的D型石墨。 度差仅为Hl≥±15。 试验所得的小直径铸铁型材的抗拉强度均在320MPa以上,力学性能良好。 铸铁型材在重工业中需求量大,被广泛应用于交通运输、机床、印刷、农业机械等支柱行业。拉坯工艺参数设置是铸铁型材生产中的关键环节,设置不合理会导致拉漏、拉断等生产事故和产生表面裂纹等铸造缺陷。现有铸铁型材生产企业拉坯工艺参数控制技术参差不齐,尚无完整的理论体系。为了深入研究上述问题,本文以铸铁型材拉坯工艺为研究对象,研究拉坯工艺参数控制规律,拉坯工艺参数自适应整定问题,以便解决生产事故与铸件缺陷问题,为生产企业提供一定的理论体系指导。采用数值模拟与非线性拟合方法进行拉坯控制规律研究。基于ProCast软件建立铸铁型材水平连铸模型,以结晶器出口凝壳厚度和铸件成裂指数为约束条件,获取不同型材的拉坯工艺参数,依据控制变量法得出拉坯工艺参数(拉坯速度、拉停比、拉坯周期)与铸造工艺参数(浇注温度、铸坯宽度、一冷强度、二冷强度)之间存在非线性,强耦合的关系,以及他们之间的控制规律。由于铸铁型材拉坯工艺参数控制系统具有非线性和强耦合的特点,而且无法建立数学模型,采用BP、GA-BP神经网络算法进行拉坯工艺参数自适应整定研究。基于Matlab软件建立以铸造工艺参数为输入,拉坯工艺参数为输出的控制模型。仿真实验表明本文建立的拉坯工艺参数GA-BP神经网络控制模型可以用于拉坯工艺参数自适应整定,所获得拉坯工艺参数能够用于实际生产系统,实现高质量、率的铸铁型材水平连铸拉坯生产。 从拉伸断嚣可以得出:奥氏体技晶在铸铁型誊孝的断裂过程中主要表现为阻止裂纹 扩展的作用,增加断裂所需的能量,提高铸铁型材的强度。 对小直径铸铁型材的组织及断裂行为分析表明:发达的初尘奥氏体技晶呈框架结 构分布:枝晶间的D型石墨在高倍电镜下观察石墨的形状近似里蠕虫状或状。这是 小直径铸铁型材度的根本原因。
根据水平连铸CAE技术对水平连铸缺陷进行完全预测是非常有难度的甚至在水平连铸CAE结果中,一定要将现场知识融入进去,对预测结果质量进行判断。《耐磨损球墨铸铁型材》行业标准的概述和制定,阐述了标准的范围、术语、定义以及牌号和代号,并就其技术要求论述了制造工艺、化学成分、硬度、冲击韧性、金相组织等。耐磨损球墨铸铁型材的检验规则包括检验批、化学成分检验、硬度检验和金相组织检验。球墨铸铁作为一种耐磨材料,其研究与应用的历史不长。“球墨铸铁”具有铁的本质、钢的性能,是一种强度、韧性、耐磨性、耐腐蚀性较高的新型工程材料。随着我国机械制造业,特别是高端装备制造业的快速发展,球墨铸铁使用量激增,从生产技术到产量发展迅速,2013年产量达1160万吨,位居 。但是,其在铸铁家族中的应用比例仅为26.1,与发达相比仍然较低,排名前十位的水平连铸生产大国球墨铸铁型材的平均应用比例(2010年数据)为26.4,法国为50,美国为35,日本为33.3,德国为30,尚达不到平均水平。随着我国社会经济的不断进步,现代制造业的快速发展,其应用的范围也越来越广。本标准的制定与实施,迎合了我国的产业政策,也是我国水平连铸行业的实际需要。 高镍奥氏体球墨铸铁与球墨铸铁虽然有相同的水平连铸缺陷,但某些水平连铸缺陷的发生和解决方法与球墨铸铁却又不尽相同.由于高镍奥氏体球墨铸铁的凝固特性,缩孔、缩松、片墨和裂隙状气孔是其主要缺陷,分析这些缺陷产生的原因,并制定出纠正、措施是水平连铸工作者的当务之急.尽可能提高高镍奥氏体球墨铸铁CE,加强孕育效果,利用石墨化产生的自补缩效果,保证球化的前提下,降低残留镁量是或减少缩孔缩松缺陷的有效途径。
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由于石墨的存在,却赋予球墨铸铁许多为钢所不及的性能。如良好的耐磨性、高消振性、低缺口敏感性以及优良的切削加工性能。 此外,它的碳含量高,其成分接近于共晶成分,因此它的熔点低,约为1200℃左右,铁水流动性好,由于石墨结晶时体积膨胀,所以传送收缩率小,其铸造性能优于钢,因而通常采用铸造方法制成铸件使用,故称之为球墨铸铁。随着铸铁水平连铸技术的不断推广,铸铁型材正在被越来越广泛的应用到工业行业中的各个领域。通过对连铸设备、控制系统的改进和相关工艺参数的优化,制备了几种不同截面尺寸的小直径铸铁型材,并从小直径铸铁型材的凝固成型特点出发,分析研究了其组织与性能之间的对应关系,得出了以下结论:小直径铸铁型材的金相组织特点是:发达的初生奥氏体枝晶和枝晶间分布的细小的D型石墨。小直径铸铁型材的断面硬度均匀性较好,一般在HB190~220,断面硬度差仅为HB±15.小直径铸铁型材的抗拉强度均在320MPa以上,力学性能良好.从拉伸断口可以得出:奥氏体枝晶在铸铁型材的断裂过程中主要表现为阻止裂纹扩展的作用,增加断裂所需的能量,提高铸铁型材的强度。对小直径铸铁型材的组织及断裂行为分析表明:发达的初生奥氏体枝晶呈框架结构分布:枝晶间的D型石墨在高倍电镜下观察石墨的形状近似呈蠕虫状或珊瑚状。这是小直径铸铁型材高强度的根本原因。 故仍可保证石墨球化良好。如果在球墨铸铁中加入0.02~0.03wt%Bi,则几乎把球状石墨完全破坏;若随后加入0.01~0.05wt%Ce,则又恢复原来的球化状态,这是由于Bi和Ce形成了稳定的化合物。稀土的形核作用。20世纪60年代以后的研究表明,含铈的孕育剂可使铁液在整个保持期中增加球数,使终的组织中含有更多的石墨球和更小的白口倾向。经研究还表明,含稀土的孕育剂可改善球墨铸铁的孕育效果并显著提高抗衰退的能力。
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