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QT700-2球墨鑄鐵是一種具有較高強度、耐磨性，低韌性（低塑性）的零件。 標準：GB 1348-2009 ●特性及適用范圍： 為珠光體型球墨鑄鐵，具有較高強度、耐磨性，低韌性（低塑性）。適于對強度要求較高的零件， 如柴油機和汽油機的曲軸、凸輪軸、部分磨床、銑床、車床的主軸、球磨機齒軸、小型水輪機主軸等。在鑄鐵中，碳能以化合態的滲碳體和游離狀態的石墨兩種形式存在，游離狀態的石墨容易形成片狀結構。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，原子間結合力較弱，故結晶時易形成片狀結構，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(如導電性)的原因。 鑄鐵型材具有組織均勻致密；耐壓氣密性好；減磨性能強；表面質量光潔；尺寸精度高：加工余量小；硬度分布均勻；抗拉伸強度高,無縮松,氣孔,夾渣,砂眼等缺陷,機械性能優越,其中為顯著的特點是具有度和高韌性相結合以及優良的抗疲勞性能。 空心鑄鐵型材及水平連鑄裝置，在相應領域內替代砂型鑄件，這種空心鑄鐵型材的截面中部有通孔，截面輪廓形狀為圓形、矩形、多邊形。上述空心鑄鐵型材的水平連鑄裝置，其基本結構包括保溫爐、設置于爐口處的外結晶器、牽引設備組成，其特征在于在保溫爐內與外結晶器對應位置設置內結晶器。所述的內結晶器固定保溫爐下部的外壁上。本實用新型采用的技術方案，與砂型鑄造相比，表現在機械性能提高，切削性能提高，表面光潔，加工余量小，可直接加工成閥體、齒輪泵外殼，液壓導向套等，比實心型材的再加工提高了工效。空心鑄鐵型材生產，基本有三種方式，種采用垂直下拉的間歇式連鑄鐵管生產裝置，該裝置因生產的型材致密性差已被淘汰；第二種采用水平連鑄加內結晶器的生產裝置生產空心鑄鐵型材， 前面我們已討論過化合態的滲碳體，它若加熱到高溫，便會分解為鐵和碳(Fe2C→3Fe。所以化合態的滲碳體只是一種亞穩定相，而游離態的石墨則是一種穩定相。一般，在鐵碳合金的結晶過程中，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。●化學成份： 碳 C ：3.08～3.30 硅 Si：2.49～3.13 錳 Mn：0.55～0.61 硫 S ：0.017～0.022 磷 P ：0.045～0.052 ●力學性能： 抗拉強度 σb (MPa)：≥700 條件屈服強度 σ0.2 (MPa)：≥420 伸長率 δ (%)：≥2 硬度 ：225～305HB ●熱處理規范及金相組織： 熱處理規范：（由供方定，以下為某試樣的熱處理規范，供參考） 800℃，正火 金相組織：石墨+珠光體+少量鐵素體
“Q”表示球墨鑄鐵，其余字母為合金元素符號，數字表示合金元素的平均含量，取整數值。高鋁耐熱鑄鐵鑄鐵中加入鋁，可使鑄件表層形成一層比SiO2更加致密的Al2O3保護膜，具有更高的抗氧化性和抗生長能力，因此有較高的耐熱性。常用的高鋁耐熱鑄鐵主要有兩種：含鋁在8%以下(一般在5.5～7.0%)，其組織為含鋁的鐵索體和不均勻分布的石墨，常用于制造在700℃以下工作的零件，含鋁在20～24%的高鋁耐熱鑄鐵。 在鑄鐵中，碳能以化合態的滲碳體和游離狀態的石墨兩種形式存在，游離狀態的石墨容易形成片狀結構。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，原子間結合力較弱，故結晶時易形成片狀結構，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(如導電性)的原因。鑄鐵型材具有組織均勻致密；耐壓氣密性好；減磨性能強；表面質量光潔；尺寸精度高：加工余量小；硬度分布均勻；抗拉伸強度高,無縮松,氣孔,夾渣,砂眼等缺陷,機械性能優越,其中為顯著的特點是具有度和高韌性相結合以及優良的抗疲勞性能。 空心鑄鐵型材及水平連鑄裝置，在相應領域內替代砂型鑄件，這種空心鑄鐵型材的截面中部有通孔，截面輪廓形狀為圓形、矩形、多邊形。上述空心鑄鐵型材的水平連鑄裝置，其基本結構包括保溫爐、設置于爐口處的外結晶器、牽引設備組成，其特征在于在保溫爐內與外結晶器對應位置設置內結晶器。所述的內結晶器固定保溫爐下部的外壁上。本實用新型采用的技術方案，與砂型鑄造相比，表現在機械性能提高，切削性能提高，表面光潔，加工余量小，可直接加工成閥體、齒輪泵外殼，液壓導向套等，比實心型材的再加工提高了工效。空心鑄鐵型材生產，基本有三種方式，種采用垂直下拉的間歇式連鑄鐵管生產裝置，該裝置因生產的型材致密性差已被淘汰；第二種采用水平連鑄加內結晶器的生產裝置生產空心鑄鐵型材，前面我們已討論過化合態的滲碳體，它若加熱到高溫，便會分解為鐵和碳(Fe2C→3Fe。所以化合態的滲碳體只是一種亞穩定相，而游離態的石墨則是一種穩定相。一般，在鐵碳合金的結晶過程中，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。 需要具有一定的耐熱性，如加熱板，爐柵，鑄鐵坩堝，鋼錠模等。這些鑄件不但要有一定的高溫強度，而且還應有一定的抗氧化性和抗長大能力。為了滿足鑄件長期在高溫下工作的要求，提高抗氧化能力和抗生長能力，在鑄鐵中應加入一定數量的合金元素。根據加入元素不同，耐熱鑄鐵分為中硅耐熱鑄鐵，高鋁耐熱鑄鐵和含鉻耐熱鑄鐵。中硅耐熱鑄鐵這是一種常用的耐熱鑄鐵。硅加入鑄鐵中能在鑄件表面形成一層完整而致密的SiO2保護膜。耐熱鑄鐵有些零件在高溫條件下工作使鑄鐵在高溫下工作具有很好的抗氧化牲和抗生長能力。中硅耐熱鑄鐵可穩定在850℃左右工作。下表耐熱鑄鐵牌號中“RT”表示耐熱鑄鐵其組織為含鋁鐵素體和少量石墨鋁6～8%的耐熱鑄鐵可以穩定在1000~1100℃工作。 但超過18%以后則耐腐蝕性不再明顯提高，且脆性增加。故高硅耐蝕鑄鐵含硅量一般在14~18%范圍內。高硅耐蝕鑄鐵由于形成了堅固致密的SiO2保護膜，在含氧酸(如硫酸，等)中具有良好的耐蝕性，但在和堿液(如NaOH)中，由于SiO2膜被破壞，引起腐蝕加劇。所以高硅耐蝕鑄鐵多用于制造化工用的耐酸泵體，管件等。含鋁耐蝕鑄鐵鋁加入鑄鐵中也能形成氧化保護膜，因此含鋁耐蝕鑄鐵可在氧化氣氛中工作，也可作為耐堿鑄鐵。
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以工業生產中孔洞缺陷很嚴重的某大型機床滑枕球鐵件為研究對象，運用ProCAST水平連鑄過程模擬軟件對大型球鐵件的凝固過程進行數值模擬及水平連鑄工藝優化，主要研究內容有:1)通過對缺陷樣本的形貌和缺陷部位化學成分的分析，確定導致鑄鐵型材鑄鐵型材報廢的缺陷類型為縮松縮孔。2)根據鑄鐵型材結構特點并結合數值模擬的的結果，分析導致大面積縮松縮孔缺陷的原因:此類外形尺寸長而大，內部空腔結構復雜熱節較多的大型鑄鐵型材，要實現同時凝固很困難，利用球墨鑄鐵自補縮來解決縮松不可行，必須加強補縮作用，合理設置冒口和冷鐵，確保補縮通道順暢。 3)建立鑄鐵型材的有限元模型，運用ProCAST軟件對各個方案進行了水平連鑄過程模擬仿真，對縮松縮孔進行了預測，并對仿真結果進行對比分析，結合理論分析和模擬仿真的情況對鑄鐵型材工藝進行了優化。4)針對優化后的工藝，確定了一套實驗方案，并對優化后的工藝方案進行了實驗驗證，實驗結果一致表明，工藝優化后鑄鐵型材縮松縮孔缺陷情況得到有效改善，成功解決了此類大型球鐵件的水平連鑄生產難題。
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