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用水平连铸球墨铸铁型材 HT250灰口铸铁棒材制作曲轴衬套时,一个常见缺陷产生的由来,指出:衬套内孔上部分弧段较软的原因在于,HT250灰口铸铁棒材横断面上有偏心分布的“液芯组织”,这种等轴晶组织石墨粗大,铁素体含量多,无论是在铸态还是经淬火处理,其硬度和耐磨性均低于先行凝固的外壳层.用垂直连续铸造方法拉制出灰铁空心型材,全断面上的石墨形态为D、E混合型,用来制作新型内燃机的曲轴衬套,表现出良好的机械性能和理想的服役寿命.
对QT600-3球墨铸铁型材、铸铁棒‘薄壁圆管、板状及缺口试样，对光滑实心圆棒、缺口实心圆棒、缺口平板和中心孔板试样进行单轴拉伸试验以及对薄壁圆管试样进行扭转试验，获得了试样的荷载-位移曲线，并测试了材料在不同应力状态下的断裂应变;通过对试样变形过程的观测，用光学显微镜确定了试样的启裂位置。结合观测球墨铸铁棒金相组织，采用Matlab编写程序对球墨铸铁棒金相进行了定量金相分析，针对球墨铸铁棒金相组织的不同因素讨论其球墨铸铁棒力学性能的影响;使用光学显微镜和扫描电镜系统对试样断口形貌进行观测，根据试样宏微观断口讨论不同试样的断裂形式，为研究材料在复杂应力状态下破坏提供依据。然后采用ABAQUS有限元分析软件进行塑性大变形数值模拟计算分析，结合数值模拟与显微观测结果，确定了不同试样启裂点位置的应力状态参数，进一步探讨了断裂应变与应力三轴度之间的关系。通过研究，得到的主要结论有:(1)根据拉伸和扭转试验与数值模拟分析，拉伸和扭转的等效应力应变曲线基本相同。(2)根据本文的试验与数值模拟结果可知，缺口实心圆棒试样断裂应变随着应力三轴度的升高而降低，与GTN模型描述由孔洞模型韧性材料破坏规律相符合，而缺口平板试样和中心孔板试样的破坏规律与GTN模型描述的断裂应变与应力三轴度的规律不相符。(3)对断裂应变相同而应力三轴度不同的情形，发现Lode参数相差较大，可判定Lode参数是影响材料断裂的重要因素。
球墨铸铁型材具体表现在以下几个方面：一．材质纯净、组织致密、石墨细小圆整、球化率高、球数多。二．力学性能优良。在相同的碳当量下连铸球铁型号材抗拉强度、伸长率和冲击韧度均得以提高，特别是伸长率提高比较显著。球铁型材对不同断面的敏感性很小。抗疲劳性能比砂铸件可提高50%，零件具有良好的耐压性能，没有漏油、渗油现象。三机械加工性能好。铸铁型材硬度均匀，切削性能好，加工合格率达95%以上，加工零件的精度高，表面光洁。四．可对铸铁型材表面进行玻璃、搪瓷涂层，铜、铬、钨电镀，渗碳、渗氮处理等，其性能远好于砂型铸铁件。铸铁棒因其独有的组织特点及优异的力学性能，已经广泛应用于机床、液压气动、汽车及动力、印刷及纺织机械、模具、制冷压缩机、冶金机械等行业。
铸态下的球墨铸铁基体组织一般为铁素体与珠光体，采用热处理方法来改变球墨铸铁基体组织，可有效地提高力学性能。常用的热处理方法如下：[退火]：球墨铸铁型材的退火分为去应力退火、低温退火和高温退火。去应力退火工艺与灰铸铁相同。低温退火和高温退火的目的是使组织中的渗碳体分解，获得铁素体球墨铸铁，提高塑性与韧性，改善切削加工性能。[正火]：球墨铸铁正火的目的是增加基体中珠光体的数量，或获得全部珠光体的基体，起细化晶粒，提高铸件的强度和耐磨性能的作用。正火分为低温正火和高温正火。[调质处理]：将铸件加热到860～920℃，保温2～4小时后油中淬火，然后在550～600℃回火2～4小时，得到回火索氏体加球状石墨的组织，具有良好的综合力学性能，用于受力复杂和综合力学性能要求高的重要铸件，如曲轴与连杆等。[等温淬火]：将球墨铸铁棒、件加热到850～900℃，保温后迅速放入250～350℃的盐浴中等温60～90分钟，然后出炉空冷，获得下贝氏体基体加球状石墨的组织，使综合力学性能良好，用于形状复杂，热处理易变形开裂，要求强度高、塑性和韧性好、截面尺寸不大的零件。
