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(jiǎn)單六方晶格，基面中的原子間距142nm，原子間結(jié)合力較強(qiáng)；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(shí)易形成片狀結(jié)構(gòu)，且強(qiáng)度、塑性和韌性極低，接近于零，硬度僅為3HBS。 對(duì)鼓肚缺陷，在鑄鐵型材的水平連鑄過(guò)程中采用反弧度法工藝，即通過(guò)新型的石墨套與引錠裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)實(shí)施反弧度法工藝，鑄鐵型材的鼓肚現(xiàn)象得到有效。但由于在率次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，剛開(kāi)始生產(chǎn)鑄鐵型材時(shí)的拉拔速度比較慢、拉拔周期較長(zhǎng)，使鑄鐵型材在結(jié)晶器的停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致在扁平方向上鑄鐵型材頂部略微向下凹，當(dāng)拉拔參數(shù)調(diào)整合適時(shí)，下凹及鼓肚現(xiàn)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(xué)性能更為優(yōu)良。與實(shí)施反弧度法之前的鑄鐵型材相比，實(shí)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(qiáng)度指標(biāo)高于鑄鐵型材標(biāo)準(zhǔn)(JBT10854-2008水平連續(xù)鑄造鑄鐵型材) 性能要求。

球墨鑄鐵型材厚大部位在特定情況下易產(chǎn)生一種條帶狀灰斑缺陷該缺陷會(huì)顯著降低材料的硬度.通過(guò)掃描電鏡(SEM)和能譜分析(EDS)等方法對(duì)異常灰斑的金相組織和區(qū)成分進(jìn)行了分析.結(jié)果 表明:低于4.3％的碳當(dāng)量、成分偏析和厚大且相對(duì)封閉的鑄鐵型材結(jié)構(gòu)是形成這一缺陷的主要原因.在這些條件下易形成緩冷枝晶Si元素在緩慢冷卻的奧氏體支晶內(nèi)部偏析并富集促進(jìn)形成鐵素體;而Mn元素和Cu元素在枝晶附近及外部偏析并富集促進(jìn)珠光體形成.兩種基體組織的硬度差使加工后出現(xiàn)很大的色差形成宏觀的灰斑形貌.球墨鑄鐵由于其力學(xué)性能優(yōu)良，成本低廉，在生產(chǎn)上得到了廣泛的應(yīng)用。 對(duì)出現(xiàn)在鑄鐵型材內(nèi)部的夾雜缺陷，進(jìn)行了地研究分析，明確了夾雜物的分布規(guī)律、元素組成、來(lái)源及形成原因，并就如何控制該缺陷的產(chǎn)生給出了相關(guān)的建議。對(duì)大斷面型材表面出現(xiàn)的疤皮缺陷，分析了形成原因，討論了影響其形成的因素，并提出了能有效疤皮缺陷的措施。優(yōu)化設(shè)計(jì)后得到的鑄鐵型材新生產(chǎn)線，能夠滿足 尺寸為400mm的鑄鐵型材的生產(chǎn)，且生產(chǎn)鑄鐵型材的工序簡(jiǎn)化，各設(shè)備的結(jié)構(gòu)組成更為簡(jiǎn)單合理.鑄鐵型材中的夾雜物主要聚集分布在其中心線上方約3/4半徑處，對(duì)于鑄鐵型材表面存在的疤皮缺陷，生產(chǎn)實(shí)踐證明，采取提高鐵水溫度、保證鐵水純凈度、適當(dāng)提高拉拔速度、改進(jìn)爐膛底部結(jié)構(gòu)及阻斷結(jié)晶器兩段石墨套間橫向傳熱的舉措能夠有效地。 所獲得拉坯工藝參數(shù)能夠用于實(shí)際生產(chǎn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、率的鑄鐵型材水平連鑄拉坯生產(chǎn)。這些機(jī)械構(gòu)件被主要應(yīng)用于一些受力復(fù)雜，強(qiáng)度、韌性、耐磨性要求高的零件中，如柴油機(jī)、汽車及拖拉機(jī)的曲軸、凸輪軸、汽缸蓋、中壓閥門(mén)，汽車及拖拉機(jī)的某些齒輪以及農(nóng)機(jī)、農(nóng)具等零件，這就要求它們有高的強(qiáng)度、塑性、韌性、耐磨性、耐機(jī)械沖擊、耐高溫或低溫、耐腐蝕性以及良好的尺寸穩(wěn)定性等。球墨鑄鐵大量取代了可鍛鑄鐵、鑄鋼和灰口鑄鐵，已經(jīng)發(fā)展成為一種重要的工程材料。