普通灰铸铁耐热性差，只能在小于400℃左右的温度下工作。铸铁型材在高温下的损坏形式主要是在反复加热、冷却过程中发生相变和氧化，引起铸铁的体积膨胀（不可逆）和裂纹的形成。因此，提高铸铁耐热性能的途径可以采取以下措施。 合金化。在铸铁中加入硅、铝、铬等合金元素，使铸铁表面形成一层致密的SiOAl2OCr2O3氧化膜，保护内层不被氧化。 获得单相铁素体或奥氏体基体，使其不发生相变，减少因相变而引起的铸铁体积膨胀。 常用耐热铸铁有中硅耐热铸铁、中硅球墨铸铁、高铝耐热铸铁、高铝球墨铸铁、低铬耐热铸铁和高铬耐热铸铁等，主要用于制造板、换热器、坩埚炉、锅炉、高炉等工业用炉的耐热零件。 耐蚀铸铁。造成金属腐蚀的主要形式是电化学腐蚀，提高铸铁耐蚀性的主要途径是合金化。在铸铁中加入硅、铝、铬等元素能在铸铁表面形成一层连续致密的保护膜；加入铬、硅、钼、铜、镍等元素，可提高铁素体的电极电位；通过合金化还可获得单相金属基体，减少铸铁中的电池，这些措施均可有效地提高铸铁的耐蚀性。

由于球墨铸铁的球状石墨观结构，在减弱振动能力方面，球墨铸铁优于铸钢，因此更 加有利于降低应力。选择球墨铸铁的一个重要的原因在于球墨铸铁比铸钢成本低。球墨铸铁的低成本使得这种材料更加 受欢迎，铸造效率更高，也较少了球墨铸铁的机加工成本。 铸铁(灰铸铁) 球墨铸铁 薄片结构 铸钢结构 球状石墨结构 注意：在我们的金属比较中，美国尼伯科选择使用了ASTM A 395 球墨铸铁，ASTM A 126 铸铁和ASTM A 216 WCB 铸 钢。在此所列的铸铁，我们也称为灰铸铁。
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： (1)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。 (3)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。 (4)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。 (5)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。

在相同抗拉强度前提下，砂铸灰铁试样的平均疲劳强度为133MPa，而连续铸造型材的为 28MPa，疲劳比由42％提高剑4％。球墨铸铁型材组织中，石墨球细小圆整，球化率高，球数多， 无品间碳化物。在不同基体条件F的抗拉强度0b和延展率。 表I球墨铸铁型材的强度与塑性 QT400—15球墨铸铁连铸型

影响铸铁型材组织和性能的关键是碳在铸铁中存在的形式、形态、大小和分布。铸铁的发展，主要是围绕如何改变石墨的数量、大小、形状和分布这一中心问题进行的。因此，首先应研究铸铁中石墨的形成过程及其影响因素。铸铁中石墨的形成过程称为石墨化。在铸铁中，碳能以化合态的渗碳体和游离状态的石墨两种形式存在，游离状态的石墨容易形成片状结构。这是由于石墨的晶格为简单六方晶格，基面中的原子间距142nm，原子间结合力较强；而两基面间的面间距340nm，因基面间距较大，原子间结合力较弱，故结晶时易形成片状结构，且强度、塑性和韧性极低，接近于零，硬度仅为3HBS。另外，在碳原子的四个价电子中，只有一个价电子参加到电子气中去，这便是石墨具有某些不太明显的金属性能(如导电性)的原因。 
前面我们已讨论过化合态的渗碳体，它若加热到高温，便会分解为铁和碳(Fe2C→3Fe。所以化合态的渗碳体只是一种亚稳定相，而游离态的石墨则是一种稳定相。一般，在铁碳合金的结晶过程中，因为渗碳体的含碳量69％)比石墨的含碳量(100％)更接近于合金成分的含碳量5％o％)，析出渗碳体时所需的原子扩散量较小，渗碳体的晶核易形成，所以自合金液体或奥氏体中析出的是渗碳体而不是石墨。但在扩散时间足够的条件下，或在合金中含有可促进石 墨形成的元素(如硅等)时，在合金中便会直接自液体或奥氏体中析出石墨。实践证明，成分相同的合金在冷却时，冷却速度愈快，析出渗碳体的可能性愈大；冷却速度愈慢，析出石墨的可能性愈大。

由合金的基本属性通过KGT模型算出α、β参数后，即可通过抽取灰铁件水平连铸成型模拟中的温度场结果，对金属凝固时晶粒生长进行模拟。对某升降机底架细杆部位进行观模拟，模拟结果表明外部为激冷细晶区，在凝固过程中 L角位置易形核。实验与模拟对比表明使用数值模拟的方法对灰铁件水平连铸过程的晶粒生长进行预测具有可行性，为课题组之后的研究做了准备。
 水平连铸作为一种近净型清洁生产技术具有很好的发展前景。近年来水平连铸技术在铸钢和镁铝合金方面的应用比较广泛，但在铸铁方面的应用和研究较少。 
 为研究水平连铸模拟技术在铸铁方面的应用，促进水平连铸技术的发展本文介绍了一种利用水渣铁炼铁直接生产灰铁型材的水平连铸工艺方法，并对采用此法生产的消失模灰铁型材进行了金相分析和力学性能实验。然后使用P r o_E软件对型材、浇注系统及冒口等进行了三维建模，利用ProCAST和Vis ua l Enviro nme nt软件作为铸造过程数值模拟仿真工具对水渣铁生产灰铁型材过程中的金属液充型及凝固进行仿真分析。探讨了水渣铁炼铁生产灰铁消失模型材顶注式和底注式浇注系统下的数值模拟，模拟结果和试制结果表明型材存在缩孔缩松和夹渣缺陷。针对此问题本文提出阶梯式的改进方案，通过模拟可知铸铁型材缩孔缩松和夹渣基本上得到了解决，而且完全能满足型材的使用性能要求。

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