隨著生鐵價格的提高鑄鐵型材生產成本不斷增加。為降低生產成本本課題在HT250材質的基礎上采用氮、鈦、鈮對鐵液進行合金化通過金相組織觀察、SEM分析、EDS分析、拉伸試驗和硬度試驗研究了氮、鈦、鈮對灰鑄鐵組織及性能的影響規律。 試驗結果表明含氮量為0.0055%～0.013%、含錳量為1.0%-1.36%時試樣的金相組織為A型石墨+細片狀珠光體+少量鐵素體。 鑄鐵型材在重工業中需求量大，被廣泛應用于交通運輸、機床、印刷、農業機械等支柱行業。對鼓肚缺陷，在鑄鐵型材的水平連鑄過程中采用反弧度法工藝，使鑄鐵型材在結晶器的停留時間過長，導致在扁平方向上鑄鐵型材頂部略微向下凹，當拉拔參數調整合適時，下凹及鼓肚現象基本消失。反弧度法工藝制各的鑄鐵型材組織更為均勻，力學性能更為優良。與實施反弧度法之前的鑄鐵型材相比，實施反弧度法之后的鑄鐵型材硬度得到提高，組織更為均勻，并且其抗拉強度指標高于鑄鐵型材標準(JBT10854-2008水平連續鑄造鑄鐵型材) 性能要求。同時，伸長率指標均超過LZQT500-7規定的指標。與拉伸性能結果類似，反弧度法試樣的抗壓強度高于未實施反弧度法試樣的抗拉強度。在適當含氮量(0.0080%左右)基礎上含鈦量在0.055%-0.149%范圍內時試樣的金相組織為A型和D型石墨+珠光體+少量鐵素體。隨著含鈦量的增加：A型石墨減少D型石墨增多；鐵素體的含量增多珠光體的含量減少。 試樣的抗拉強度呈現降低的趨勢當含鈦量為0.149%時試樣的抗拉強度小為230MPa；而試樣的布氏硬度略有增加當含鈦量為0.149%時試樣的布氏硬度大為219HBW。鈦在含氮灰鑄鐵中的存在形式有以下兩種：少部分固溶于基體中呈均勻分布；大部分與鐵液中的碳、氮形成鈦的碳氮化物并多以三角形、四邊形及帶棱角的不規則塊狀鑲嵌于基體之中呈彌散分布。 億錦天澤鋼鐵有限公司


通過不同放大倍數下對凝固組織的觀察發現相鄰鉻量不同冷速也可能得到類似的組織即某鉻含量的金屬型試樣組織與較低鉻量的水冷試樣類似碳化物尺寸及分布都相當。這說明含鉻量與冷卻條件均在一定程度上對組織產生影響且由鉻量不同造成的耐腐蝕性差異在一定范圍內也可通過對冷速的控制來減小。對于較低含鉻量(10%、12%、15%)的鑄鐵砂型(慢冷)試樣的凝固組織中M7C3型碳化物呈板狀和塊狀交叉分布碳化物和共晶團尺寸相對較大;金屬型(較快冷)試樣組織中的碳化物則多以塊狀出現菊花狀共晶團數量增多;水冷(快冷)試樣中碳化物尺寸減小并且有趨于粒狀的傾向組織細小且碳化物分布比較均勻耐腐蝕性也較好。對鼓肚缺陷，在鑄鐵型材的水平連鑄過程中采用反弧度法工藝，即通過新型的石墨套與引錠裝置來實現的，通過實施反弧度法工藝，鑄鐵型材的鼓肚現象得到有效。組織更為均勻，并且其抗拉強度指標高于鑄鐵型材標準(JBT10854-2008水平連續鑄造鑄鐵型材) 性能要求。同時，伸長率指標均超過LZQT500-7規定的指標。與拉伸性能結果類似，反弧度法試樣的抗壓強度高于未實施反弧度法試樣的抗拉強度。 不同冷卻條件對鉻系鑄鐵的耐腐蝕性產生影響的重要原因是對凝固過程中基體內鉻元素分布產生作用。鉻元素的含量不僅與表面氧化膜的結構和厚度有關還在很大程度上決定了基體與碳化物的電極電位差。所以通過調整高鉻鑄鐵的含鉻量以及改變工藝條件都可以達到延緩工件腐蝕的目的使得高鉻鑄鐵型材在腐蝕環境下也能發揮良好的耐磨性能。

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