球墨铸铁(精)
等温淬火球墨铸铁在高端齿轮上的应用
等温淬火球墨铸铁在高端齿轮上的应用1. 引言1.1 介绍等温淬火球墨铸铁及其特点等温淬火球墨铸铁是一种具有优异性能的铸铁材料，它具有高强度、高韧性和良好的耐磨性等特点。
等温淬火球墨铸铁的制造工艺相对比较复杂，需要经过多道热处理工艺，包括球化退火和等温淬火处理。
这种铸铁材料在高温高压下形成的高强度铸铁基体中分布着球状石墨颗粒，这些球状石墨颗粒可以有效地阻止裂纹的扩展，提高了材料的韧性和抗拉伸强度。
等温淬火球墨铸铁被广泛应用于汽车发动机、船舶、机床和其他需要高强度和高耐磨性的领域。
在高端齿轮制造领域，等温淬火球墨铸铁的应用也越来越广泛，其优异的性能使得其成为高端齿轮制造的理想材料之一。
1.2 高端齿轮的重要性高端齿轮作为机械传动装置中的核心部件，承担着转速传递、扭矩传递和运动方向变换等重要功能。
它连接着机械设备的各个部分，是整个机械系统运转的关键。
高端齿轮的品质直接影响着机械设备的性能和使用寿命，因此在许多关键领域中，对齿轮的要求十分严格。
在航空航天、船舶、高速列车等领域中，高端齿轮承载着高速、大功率的传动任务，要求齿轮具有高强度、高硬度和高耐磨性。
其可靠性和稳定性直接关系着整个系统的安全性和可靠性。
在工程机械、汽车、军工等领域中，高端齿轮则需要具备良好的耐冲击性、耐疲劳性和低噪音等特点。
这些领域的机械设备对齿轮的精密度和可靠性要求非常高，因为任何一处故障都可能导致设备的损坏或者事故的发生。
高端齿轮在各个领域中都扮演着不可替代的重要角色，其质量和性能直接关系着整个机械系统的稳定运作。
采用高品质的材料制造高端齿轮，如等温淬火球墨铸铁，对于提升机械设备的性能和可靠性具有重要意义。
2. 正文2.1 等温淬火球墨铸铁在高端齿轮制造中的具体应用等温淬火球墨铸铁在高端齿轮制造中的具体应用非常广泛。
它可以用于制造各种类型的齿轮，包括直齿轮、斜齿轮、蜗杆等。
由于等温淬火球墨铸铁具有高强度、高韧性和优良的耐磨性，所以在高端齿轮中得到广泛应用。
球墨铸铁金相试样制备中的常见缺陷及其原因分析
球墨铸铁金相试样制备中的常见缺陷及其原因分析
谈 浩¹，王松林¹，王继成²
（1. 铜陵学院，安徽 铜陵 244000 ；2. 机械工程学院，安徽 铜陵 244000）
摘 要 ：介绍球墨铸铁金相试样制备过程中易出现常见缺陷（假象、曳尾、浮雕和花斑）的几个环节。通过对工艺、工艺参数的
收稿日期 ：2019-11 作者简介 ：谈浩，男，生于 19ห้องสมุดไป่ตู้7 年，汉族，安徽合肥人，本科，研究方向 ：材料 成型、控制工程。
组织中的曳尾 ：该表征是因为在试样抛光过程中，长时间 单方向抛光导致的石墨球沿抛光方向变形。（如图 4 所示）。
图 3 组织中的假象 200X 图 4 组织中的曳尾 500X 组织中的黑点 ：组织中的这些黑点大多是研磨和抛光过程中 的微小颗粒嵌入试样表面或抛光后试样表面未完全清理导致的。通 过浮雕检测显示这些黑点的确不属于铁素体基体。（如图 6 所示）。
2 结果及讨论 2.1 球墨铸铁试样制备中常见的缺陷及应对措施
文献标识码 ：A
文章编号 ：11-5004（2019）11-0197-2
球墨铸铁的力学性能取决于铸铁中石墨的形状、大小、球数 和铸铁的基本组织，而研究石墨的形状、大小、球数和基本组织 的优劣就必须进行金相检验。但在金相试样制备过程中的每一 步都可能会造成很多常见的缺陷，从而严重影响对球墨铸铁基 本组织的评判。本研究通过对金相试样制备中磨制工艺、抛光工 艺和腐蚀工艺的工艺参数进行优化或改变，通过显微分析和工 艺检测以对比排除的方法来消除这些常见缺陷，以期获得一套 完整的工艺参数。
试样表征及其对应试样的制备过程。 球墨铸铁的组织 ：这是球墨铸铁的真实组织。在制备的过程 中必须准确地把握住各个制备环节，并熟练操作。（如图 1 所示）。 组织中的花斑 ：该表征是试样在腐蚀的过程中因为过度腐 蚀，导致真实组织中白色的铁素体基体发黑以及球墨模糊，从而 难以进行辨认和分析。（如图 2 所示）。
球墨铸铁正火工艺规范(精)
球墨铸铁正火工艺规范
规范金相组织备注
织均匀性，改善可加工性，提高强度、硬度、耐磨性或口及游离渗碳体珠光体+少量铁素体（牛眼状）
复杂铸件
珠光体+少量铁素体（牛眼状）复杂铸件正火后需要回火
高的综合力学性能，特别是塑性和韧性珠光体+（碎块状或条块状）铁素体+球状石墨
复杂铸件
珠光体+（碎块状或条块状）铁
素体+球状石墨
复杂铸件正火后需要回火
珠光体+（碎块状或条块状）铁素体+球状石墨
铸态如存过量自由渗碳体时，在正火前需经高温石墨化退火 复杂铸件正火后需要回火。
球墨铸铁给水管施工方法胶圈接口精品
给水球墨铸铁管施工方案方法（胶圈接口）球墨铸铁管安装（胶圈接口）主要是室外埋地消防管（DN150mm）一、球墨铸铁管安装（胶圈接口）的工艺流程：二、沟槽开挖1、沟槽开挖前工作开槽前要认真调查了解地上地下障碍物，以便开槽时采取妥善加固保护措施，根据业主方提供的现况地下管线图和我公司的现场调查，统计出现况地下情况，采取有效措施加以保护。
2、沟槽开挖形式根据设计图中设计管道的规格及埋置深度以及规范要求来确定沟槽开挖的形式。
⑴槽帮坡度的确定:槽深h<3.0米时，槽帮坡度i为1：0.33;⑵管道一侧工作面宽度情况详见下表：⑶沟槽断面形式（见下图）3、开挖方法⑴土方开挖采用机械开挖，槽底预留205由人工清底。
开挖过程中严禁超挖，以防扰动地基，对有地下障碍物（现况管线）的地段由人工开挖，严禁破坏。
⑵沟槽开挖按先深后浅顺序进行，以利排水。
⑶挖槽土方处置，按现场暂存、场外暂存和外弃相结合的原则。
开槽土方凡适宜回填的士选择妥善位置进行堆放，但不得覆盖测量等标注，均暂存于现场用于沟槽回填，回填土施工前合理的土方调配计划。
作好土方平衡，减少土方外运及现场土方调运。
⑷开槽后及时约请有关人员检槽，槽底合格后方可进行下道工序，如遇槽底土基不符设计要求，及时与设计监理单位及地勘部门联系，共同研究基底处理措施，方可进行下道工序。
二、下管在沟槽检底后，经核对管节、管件位置无误后立即下管。
下管时注意承口方向保持与管道安装方向一致。
同时在各接口处掏挖工作坑，工作坑大小以方便管道撞口安装为宜。
三、清理承口清刷承口，铲去所有粘结物，如沙子、泥土和松散土涂层及可能污染水质、划破胶圈的附着物。
四、清理胶圈、上胶圈将胶圈清理干净。
上胶圈时，使胶圈弯成心形或花形放在承口内槽就位，并用手压实，确保各个部位不翘不扭。
胶圈存放注意避沈，不要叠合挤压，长期贮存在盒子里面或用其他东西罩上。
五、清理播口表面插口端是圆角并有一定锥度。
在胶圈内表面和插口外表涂刷润滑剂（洗涤灵），润滑剂均匀刷在承口内已安装好的橡胶圈表面，在插口外表刷润滑剂刷到插口坡口处。
球墨铸铁退火工艺规范(精)
球墨铸铁退火工艺规范
热处理类型热处理目的热处理规范金相组织
备注
去应力低温退火消除或降低
残留应力，
并使其稳定
化
同铸铁原始
组织
球铁根据对工件的组织和性能的要
求，一般均经其它较复杂的热处理，
故不一定要进行此项去应力退火
高温石墨化退火消除自由渗
碳体并降低
硬度，改善
可加工性，
提高塑性和
韧性
1、2-铁素体
＋石墨或铁
素体＋珠光
体＋石墨
3-珠光体＋
石墨
1、2-铁素体基体规范3-珠光体基体
规范
低温石墨化退火使共析渗铁
体石墨化与
粒化，从而
降低硬度，
改善可加工
性并提高塑
性和韧性
1-铁素体＋
珠光体＋石
墨2、3-
铁素体＋石
墨
1-铁素体-珠光体基体规范2、3-铁素
体基体规范。
球墨铸铁淬火工艺规范(精)
球墨铸铁淬火工艺规范
热处理规范金相组织备注
回火索氏体+少量铁素体及球状石墨淬火
以前最好先经正火当铸件中存在过量
自由渗碳体时，在淬火前必须进行高温
石墨化退火，以免析出二次网状渗碳
体，这种方式叫“二阶段淬火”。
考虑
到回火脆性，应尽量避免250~300℃范围
内淬火
石墨
石墨
表面层为细针状马氏体+少量残留奥氏体及球状石墨，过渡层为小岛状马氏体+细小铁素体，内部与原始组织相同对铁素体基体的球铁，必须先进行正火，使珠光体量≥70%，有时为了消除淬火应力而在380~410℃温度范围内回火处理
提高强度、硬度和耐磨性，减少淬火变形及裂纹。
它是发挥球铁材料最大潜力的热处理方法下贝氏体+少量马氏体+少量残留奥氏体+
球状石墨
铸态组织需无游离渗碳
石墨化退火。
等温淬火
获得良好的强度和韧性下贝氏体+碎片状铁素体铸态组织需无游离渗碳石墨化退火。
等温淬火。
JBT5439-1991球墨铸铁零件的超声波探伤(精)
4
20%
30%
质量等级 1 2 3 4
表4
缺陷长度 缺陷轴向长度小于或等于缺陷所在截面积 5%的正平方根 缺陷轴向长度小于或等于缺陷所在截面积 10%的正平方根 缺陷轴向长度小于或等于截面积 20%的正平方根 缺陷轴向长度大于或等于截面积 20%的正平方根
10 探伤报告
探伤报告应包括以下内容： a. 委托探伤的单位，探伤报告编号，签发日期； b. 工件的名称、编号、材料牌号、热处理状态、探伤面的表面粗糙度、透声性、工件尺寸草图； c. 超探仪的型号、探头型号、探伤频率、耦合剂、探伤灵敏度； d. 在草图上，标明检测区域。如有因几何形状限制而检测不到的部位也必须在草图上标明； e. 缺陷的类型，尺寸和位置； f. 缺陷等级和探伤结论； g. 探伤人员和审核人员签字。探伤人员的资格证号、等级、姓名和探伤日期。
a 连杆 3ຫໍສະໝຸດ JB/T 5439－1991
b 曲轴
c 高压气缸体和高压气缸头
d 十字头
图4
4
JB/T 5439－1991
7. 2 扫查 7. 2. 1 应对工件整个探测面进行全面连续扫查。相邻两次扫查其相互重叠部分约为探头晶片直径的 15%。 7. 2. 2 扫查时，探头移动速度不得大于 150 mm/s。 7. 2. 3 因工件几何形状限制而扫查不到的区域，应在探伤报告中予以注明。 7. 3 工件透声性的测定
仪器系统的灵敏度余量和分辨力应按照 ZB J04 001 的有关规定进行测试。 5. 3. 1 在工作频率下，纵波直探头的灵敏度余量不得低于 30 dB，横波斜探头的灵敏度余量按附录 A （补充件）A1.2 条的规定。
机械电子工业部 1991-07-22 批准
1992-07-01 实施
球墨铸铁缩孔(精)
球墨铸铁缩孔、缩松问题探讨（3.对“均衡凝固技术”几个基本问题的讨论）3.对“均衡凝固技术”几个基本问题的讨论本文开头就提到，目前球铁件缩孔、缩松研究的焦点问题是：如何正确认识石墨化膨胀？如何利用石墨化膨胀进行补缩？以及如何处理外部补缩和自补缩的关系？对这几个焦点问题，近年来在国内流行的“均衡凝固技术”[28] 提出了一些看法，引起了各种不同的评论。
可能是由于实践经历和看问题角度的差别，笔者的认识和看法可能与之有所不同，谨在这里对其中几个基本问题进行讨论，希望通过不同观点的交流有助于加深对球铁缩孔、缩松问题的认识，特别希望有助于正确认识和利用石墨化膨胀进行补缩。
3.1 球铁件是否可能实现“均衡凝固”？有利还是有弊？3.1.1收缩－膨胀叠加图存在的问题均衡凝固技术[28]给“均衡凝固”所作的定义是：“铸铁铁水冷却时要产生体积收缩，凝固时析出石墨产生体积膨胀。
均衡凝固就是利用膨胀和收缩动态叠加的自补缩和浇冒口系统的外部补缩，采用工艺措施，使单位时间的收缩与膨胀、收缩与补缩按比例进行的一种工艺原则” [28] 。
因此均衡凝固也称为“Proportional solidification”，即“按比例凝固”。
提出这种工艺原则的根据，也就是“均衡凝固技术”的基础，是收缩－膨胀叠加图(图31)，该技术的一系列论断均以此图为依据。
但此图并非实验测试所得,与实际情况并不相符: 该理论认为一切铸铁件凝固过程的体积变化都可以用收缩曲线ABC与膨胀曲线ADC的叠加的结果（图31中曲线A/BD/C ）表示，都是先收缩后膨胀。
图中A 点是充型开始，C 点是凝固终点，P点表示收缩与膨胀均等，称为“均衡点”，表示铸件只在P点之前需要外部补缩，P点之后不再需要补缩。
他们还认为薄小件是“集中收缩、骤然膨胀”，均衡点P后移；厚大件是“收缩分散，石墨化膨胀相对提前”，均衡点前移。
然而实际测量结果恰恰相反：上文图1是C E Bates 等人采用φ 12.7×7.01 mm的薄小试样测试的结果，冷却过程的体积变化（亦即缩－胀叠加结果，）是先胀后缩→缩了又胀→胀了又缩[1] ，与图2的厚大件相比，均衡点不但没有后移，反而是膨胀提前（均衡点前移）。
球墨铸铁井盖标准
球墨铸铁井盖标准产品性能及特点随着城市规模的快速发展，市政基础设施的不完善，全国各大城市多次发生井盖被盗及破碎事件，市民不慎掉入窨井而摔伤摔死的惨剧使国家和个人蒙受巨大的损失，我公司生产的新一代卡销式球墨铸铁防盗井盖杜绝了上述事故的发生。
该产品具有防震、防响、防盗、防滑、防移位、防破损等多功能于一体。
1）防震：通过在井圈的止口处设置为U型槽，用T型合成橡胶条，嵌入U型槽中，在井盖与井圈的接触过程中，以起到缓冲作用，减轻振动力。
2）防响：井盖与井圈的接触咬合面，直接作用于T型橡胶条上，以柔克刚，消除噪音。
3）防盗：在井盖外圈上，凸出一方形槽，其井盖内壁端的开口环通过井座固定轴与井盖连接，另一端内壁设销体固定，而起到防盗作用，当井盖打开放置90度时即可取下井盖，便于施工。
暗锁采用尼龙衬套，永不生锈，并配有专用工具开启，安全可靠。
4）防滑：井盖表面采用凸起3mm花纹，从而起到良好的防滑作用。
5）防移位：井圈预留四个铆固螺栓孔，以90度均匀分布，每套使用4个地锚螺栓，免除了在筑路过程中因机械碾压而发生的移位，并且起到了一定的防盗作用。
6）放破损：这是球墨铸铁井盖的最大特点，重型球墨铸铁井盖可承压36T/60T，轻型可承压21T。
即便荷载压力超过它的极限，球铁井盖并不像普通铸铁井盖那样破碎，而是稍有变形，对车子及行人有一定的安全保障。
产品生产技术标准和浇注标准我公司所生产产品符合中华人民共和国建设部发布的CJ/T3012—93行业标准，井盖材料以及生产浇注工艺满足如下技术标准：1）技术标准：a.井盖材料采用球墨铸铁井圈直径密封范围为正负2毫米，井盖与井圈高低配合精度为正负1毫米，配合间隙为3毫米。
b.井圈井盖抗拉强度大于500N/平方毫米，硬度标准为HB190-230。
井盖承压满足建设部CJ/T3012-93《铸铁检查井盖》的行业标准规定，重型井盖承压360KN，轻型井盖210KN。
c.T型橡胶圈采用三元乙丙橡胶，性能指标重型GB-7529-87国家标准。
球墨铸铁生产工艺流程
球墨铸铁生产工艺流程球墨铸铁是一种由球状石墨组织环绕的铁素体组织，具有优异的机械性能和良好的耐蚀性能。
下面是球墨铸铁的生产工艺流程。
1. 原料准备：将生铁、废钢、废铁等原料按照一定比例混合，以保证合金成分的准确性和均匀度。
2. 原料熔炼：将混合好的原料放入高炉中进行熔炼。
炉温一般为1500-1600℃，炉内的铁液要达到足够的液态度和连续重量。
3. 处理渣出炉：熔炼后，对炉内生成的渣进行处理。
通常会采用机械捞渣或氧气在渣中切割等方式进行处理，以确保铁液的质量。
4. 球化处理：对铁液进行球化处理以生成球状石墨。
一般球化剂为球墨化剂或球化包，在一定温度和时间下进行球化处理，使铁液中原本形成的石墨变成球状。
5. 调质处理：球化处理后，对球化铁液进行冷却，并加入适量的纯铁或调质剂以调整合金成分和控制结晶过程，以提高球墨铸铁的性能。
6. 铸造处理：将调质处理后的球墨铸铁液倒进模具中进行铸造。
模具一般采用砂型或金属型。
铸造过程中要注意温度控制、液态铁的流动和凝固，确保铸件的质量。
7. 淬火处理：对铸件进行淬火处理，以控制铸件的组织和性能。
通常通过加热到适当温度再迅速冷却的方式进行淬火处理。
8. 精加工和检测：对淬火后的铸件进行切削、铣削、磨削等精加工工艺，以获得所需的形状和尺寸。
同时进行外观检验、尺寸测量和力学性能测试等质量检测。
9. 表面处理和涂装：对精加工后的铸件表面进行研磨、喷砂、打磨等处理，以改善表面光洁度和质感。
然后进行涂装，以提高铸件的耐蚀性能和装饰性能。
10. 包装运输：将经过表面处理和涂装的球墨铸铁件进行包装和装箱，以便安全运输和储存。
综上所述，球墨铸铁的生产工艺流程包括原料准备、原料熔炼、处理渣出炉、球化处理、调质处理、铸造处理、淬火处理、精加工和检测、表面处理和涂装以及包装运输等环节。
这些环节相互关联，每个环节都对最终的球墨铸铁产品的质量起着重要的作用。
球墨铸铁排水管的施工方案及流程
球墨铸铁排水管的施工方案及流程下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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球墨铸铁的石墨球数及其影响因素
球墨铸铁的石墨球数及其影响因素球墨铸铁(以下简称球铁)组织中，游离析出的石墨以球形存在和生长是改善球铁性能的重要因素。
石墨球圆整度和数量同样影响球铁的性能。
生产中．通常期望获得球形圆整、分布均匀、球径较小、数目较多的球墨。
我国标准GB9441—88中，对球化级别(球化率)、石墨大小(球径)进行了详细的分级．但没有对石墨球数进行评定。
美国铸造师学会(AFs)编写的《球墨铸铁金相图谱》(简称AFS图谱)将石墨球数从25个／mm2到300个mm2分成7个级别(递增值50个mm 2)。
在球化良好、球墨分布均匀的球铁中．石墨球数与石墨大小、球径有着如表l所示的对应关系。
从表1可见:用石墨球数来评价球铁中石墨均匀程度要比以石墨大小(或球径)作为评价参数更为准确。
目前．国内对石墨球数的研究较少．国外却始终将石墨球数作为球铁生产的一个重要影响因素进行研究。
表2列举了几个厚大断面球铁件实例的有关资料。
可以看出．国外在石墨球数和基体组织上的控制水平较好。
此表列举的铸件均为高韧性球铁件．生产该类球铁件要保证基体组织中铁素体占9O %以上以确保韧性．石墨球数的多少直接影响铁素体量。
在球铁核废料贮运容器研制中．我们认识到了石墨球数的重要性。
几年来．查阅了大量国外关于石墨球数及其影响因素的报导．择其精要做一综述，其目的在于：(1)阐明球铁生产中．石墨球数的重要性(2)更好地理解石墨球数各影响困素的作用(3)总结出生产中控制石墨球数的方法。
一、石墨球数对球铁组织和性能的影响一般认为．无任何缺陷的球铁的力学性能基本上取决于基体组织中铁素体和珠光体含量。
球光体增加．抗拉强度、屈服强度、硬度增大，延伸率下降。
球铁共晶凝固的冷却速度是影响基体组织的关键困素．石墨球数也对基体珠光体和铁素体的转变有重要影响。
球铁组织中．石墨球增多．碳在共晶时向溶体扩散的行程被缩短．铁素体量增加。
因此．铁素体基体的球铁应要求较多的石墨球数。
据报导，石墨球数增加时，抗拉强度、屈服强度降低．延伸率增加；石墨球教减少，珠光体增加．硬度变大较高的石墨球数减弱碳化物的形成趋向．但不能消除初生渗碳体。
【精品】灰铸铁球墨铸铁渗碳体的成因与防止
【关键字】精品灰铸铁、球墨铸铁渗碳体的成因与防止化学元素Ti 球墨铸铁张文和，丁俊，聂富荣(铸峰特殊合金有限公司销售公司，南京210002)摘要：灰铸铁、球墨铸铁铸件生产过程中，往往出现游离渗碳体。
本文从铸铁的常规化学成分；反石墨化元素；O、N、H气体元素；共晶团数；冷却速度；铸铁的熔炼；炉料遗传性；共晶最后阶段凝固特点等方面，阐述铸铁渗碳体出现的原因，并提出相应的防止措施。
关键词：渗碳体；石墨化；白口倾向；共晶团；孕育铸铁凝固时，铁液按稳定系结晶，碳原子以石墨状态析出，铸铁断口呈灰色，得到灰铸铁；铁液按介稳定系结晶，碳原子与铁原子结合成碳化铁，断口呈白色，得到白口铸铁；介于两者之间，得到麻口铸铁。
铸铁中碳原子聚合成石墨的过程，称石墨化。
灰铸铁共晶阶段冷却曲线如图1，TE1——稳定系共晶转变开始温度TE——介稳定系共晶转变开始温度TETEN——共晶生核开始温度TEU——大量形核温度TER——共晶回升温度最高值TS——共晶转变终了温度如果TEU>TE、TS>TE则得到全部灰口组织；如果TEN<TE< SPAN>、TER<TE< SPAN>则得到全部白口组织。
若TEU>TE，Ts<TE< SPAN>，则凝固后出现游离渗碳体；TS略低于TE时，会在最后凝固区域或共晶团间出现少量游离渗碳体。
TER<TE< SPAN>，TEU<TE< SPAN>则出现莱氏体。
铁液中生核能力强，则生核开始温度TEN高，基晶团数量增加，共晶阶段冷却曲线上移减少共晶转变过冷度，使TS>TE促进形成灰口组织。
因此强化孕育增加生核能力，提高共晶团数量，必然减少白口倾向。
影响铸铁共晶阶段冷却曲线的因素有：①是化学元素(合金元素)；②冷却速度；③结晶核心；④生铁的遗传性。
例如：石墨化过程在TE一TE共晶区间进行，Cr、V、Ti缩小TE1一TE共晶区间，石墨尚未析出就下降到介稳定共晶转变温度TE以下，碳原子来不及扩散与聚合成石墨，铸铁凝固成白口或麻口。
球墨铸铁QT600-3激光相变硬化数值模拟研究(精)
２ 计算过程
在 ３ 维建模软件中对试样建立 ３ 维模型 ， 模型尺寸长 ５ 宽２ ０ｍｍ， ０ｍｍ， 以激光光斑直径为 ４ｍｍ 时为例 ， 高１ ， 将建立好的模型文件导出成中间格式文件 ， 并 ０ｍｍ ａ ｒ ａ ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ ｐ 用Ｐ 在Ｍ 为 ｒ ｏ Ｃ Ａ Ｓ Ｔ 软件读取 ， ｅ ｓ ｈ Ｃ Ａ Ｓ Ｔ 中对模型进行网格划分 ， 了提高计算精度的同时 兼 顾 计 算 的 效 率 ， 对模型采用了对称性条 件处理 ， 只取了试样的一半进行模拟计算 ， 对激光 扫描区 域采 用细 网格 ， 对其它传热区由 内 向 外 依 次 采 用 了 粗 网 格 。 网 格 划 分 后 的 模型的节点数为２ 四面体单元数为 ３ 维模型如图 ２ 所 示 ， ７５ ８ １， １ ３ ９７ ４ ２。 对模型设置边界条 ｒ ｅ Ｃ Ａ Ｓ Ｔ 中 对 模 型 进 行 前 处 理 设 置， 在 Ｐ 件， 在模型的上 表 面 ， 对激光束扫描的其它部分采用空气自由换
［ １ ０］
１ ７ ５ ６
强
激
光
与
粒
子
束
第２ ２卷
－∬ ∰
＝α（ １ －
Γ ３
２
）
（ ） ２
１ ０］ 式中 ： １ 为外部环境温度 ； ２ 为试样边界温度 。 特殊条件下 ， 若要考虑强制冷却 ， 则按第一类边界条件处理 ［
β ＝ Γ １ ［ ］ １ ０ 直角坐标系下有内热源的 维导热微分方程为 ３
［ ］ １ ２
及Ｐ 采用球墨铸铁的比热容 、 密度 ｒ ｏ Ｃ Ａ Ｓ Ｔ 软件中的热物性参数 ，
Ｆ ｉ ． １ Ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｂ ｅ ｔ ｗ ｅ ｅ ｎｔ ｅ ｍ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅａ ｎ ｄｔ ｈ ｅ ｒ ｍ ｏ ｈ ｓ ｉ ｃ ａ ｌ ｒ ｏ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓｏ ｆｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｌ ｅｃ ａ ｓ ｔ ｉ ｒ ｏ ｎ ｇ ｐ ｐ ｙ ｐ ｐ 图 １ 球墨铸铁的热物性参数与温度关系
球墨铸铁的化学成分及其对性能的影响
球墨铸铁的化学成分及其对性能的影响（一）球墨铸铁的化学成分主要包括碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、硫(S)、磷(P)五种元素。
对于一些对组织及性能有特殊要求的铸件，还包括少量的合金元素。
为保证石墨球化，球墨铸铁中还须含有微量的残留球化元素。
以下就球墨铸铁中所含的化学成分及其含量对性能的影响做详细的阐述：1.碳的作用和影响：碳是球墨铸铁的基本元素，碳高有助于石墨化。
由于石墨呈球状后石墨对机械性能的影响已减小到最低程度，球墨铸铁的含碳量一般较高，在3.5～3.9%之间，碳当量在4.1～4.7%之间。
铸件壁薄、球化元素残留量大或孕育不充分时取上限；反之，取下限。
将碳当量选择在共晶点附近不仅可以改善铁液的流动性，对于球墨铸铁而言，碳当量的提高还会由于提高了铸铁凝固时的石墨化膨胀提高铁液的自补缩能力。
但是，碳含量过高，会引起石墨漂浮。
2.硅的作用和影响在球墨铸铁中，硅是第二个有重要影响的元素，它不仅可以有效地减小白口倾向，增加铁素体量，而且具有细化共晶团，提高石墨球圆整度的作用。
但是，硅提高铸铁的韧脆性转变温度，降低冲击韧性，因此硅含量不宜过高，尤其是当铸铁中锰和磷含量较高时，更需要严格控制硅的含量。
3.硫的作用和影响硫是一种反球化元素，它与镁、稀土等球化元素有很强的亲合力，硫的存在会大量消耗铁液中的球化元素，形成镁和稀土的硫化物，引起夹渣、气孔等铸造缺陷。
球墨铸铁中硫的含量一般要求小于0.06%。
4.磷的作用和影响磷是一种有害元素。
它在铸铁中溶解度极低，当其含量小于0.05%时，固溶于基体中，对力学性能几乎没有影响。
当含量大于0.05%时，磷极易偏析于共晶团边界，形成二元、三元或复合磷共晶，降低铸铁的韧性。
磷提高铸铁的韧脆性转变温度，当含磷量增加时，韧脆性转变温度就会提高。
5.锰的作用和影响球墨铸铁中锰的作用就主要表现在增加珠光体的稳定性，帮助形成炭化锰、炭化铁。
这些碳化物偏析于晶界，对球墨铸铁的韧性影响很大。
球墨铸铁管及管件技术要求
1、球墨铸铁管及管件技术要求1.1、球墨管管材及消失模管件采用T型接口，K9级，单根有效长度为6米。
1.2、设计、制造应符合如下标准："水及燃气管道用球墨铸铁管、管件和附件" GB/T 13295-2008"橡胶密封制品标志、包装、运输、贮存的一般规定" GB/T 5721"生活饮用水配水设备及防护材料的平安性评价标准" GB/T 17219"球墨铸铁管水泥砂浆离心法衬层" GB/T 17457"球墨铸铁管沥青涂层" GB/T 17459"橡胶密封件供水排水和污水管道用密封圈材料规" ISO4633卫生性能必须通过国家GB/T17219卫生标准，并按上述要求的根底上在水泥砂浆衬上增加环氧瓷衬。
1.3、尺寸、外型、重量应符合GB/T13295-2008，长度误差不得超过±30mm，重量偏差不得超过－5%。
T型承口深度允许偏差为±3mm，管材的不圆度在GB/T 13295-2008规要求围，壁厚偏差不得超过(1.3+0.001)mm。
1.4、球墨铸铁管管件的尺寸、外型、重量应符合GB/T13295-2008标准的规定。
1.5、橡胶圈执行"橡胶密封件供水、排水、污水管道用密封环材料规"ISO4633，最大压缩比42.7%，最小压缩比3.1%。
卫生性能必须通过国家GB/T17219卫生标准,并且提供橡胶材质名称、生产厂家、材料来源。
1.6、球墨铸铁管及管件材质应为铁素体基体的球墨铸铁。
球化级别在四级以上。
组织细密，易于切削、钻孔，磷的含量不得大于0.06%，硫含量不得大于0.03%。
并出具相应的检验报告。
1.7、球墨铸铁管、管件外外表不允许有裂纹、重皮。
1.8、承、插口密封工作面，应当光滑平整，轮廓清晰，不允许有密封性能的铸造缺陷存在。
1.9、球墨铸铁管及管件外防腐要求执行GB/T17459标准〔"球墨铸铁管沥青涂层"，外外表应用沥青质的涂料涂覆。
球墨铸铁管用铁精粉指标
球墨铸铁管用铁精粉指标铁精粉的主要品质指数包括：1、铁元素含量这是所有品质指数
中最重要的，60%以上含量的一般被认为是高品位的，我国就严重缺
乏这种高品位铁矿石，几乎依赖从巴西、澳大利亚、印度进口。
2、
有害成分含量有害成分主要包括硫、磷、二氧化硅、三氧化二铝等等，这个含量越低意味着矿石越好，越容易冶炼。
3、粒度该指数仅局限
于未烧结的铁矿砂，是指矿砂颗粒的平均直径。
一般经过粉碎在5-10毫米最佳，过大过小都不好，既不方便运输更不利于生产。
4、含水
率为了方便运输，所有成品铁矿砂都必须在装船装车运输前接受注水。
一般含水率在8%以下。
于是铁矿砂和其他矿石同类产品都有干、湿
两种几种方式，干重用于计算货物单位货值，湿重用于计算运输费用。
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球墨铸铁
在河南巩县铁生沟西汉中、晚期的冶铁遗址中出土的铁 ，经过金相检验，具有放射状的球状石墨，球化率相当于现代标准一级水平。
而现代的球墨铸铁则是迟至1947年才在国外研制成功的。
我国古代的铸铁，在一个相当长的时期里含硅量都偏低，也就是说，在约2000年前的西汉时期，我国铁器中的球状石墨，就已由低硅的生铁铸件经柔化退火的方法得到。
这是我国古代铸铁技术的重大成就，也是世界冶金史上的奇迹。
球墨铸铁以其优良的性能，在使用中有时可以代替昂贵的铸钢和锻钢，在机械制造工业中得到广泛应用。
国际冶金行业过去一直认为球墨铸铁是英国人于1947年发明的。
西方某些学者甚至声称，没有现代科技手段，发明球墨铸铁是不可想象的。
1981年，我国球铁专家采用现代科学手段，对出土的513件古汉魏铁器进行研究，通过大量的数据断定汉代我国就出现了球状石墨铸铁。
有关论文在第18届世界科技史大会上宣读，轰动了国际铸造界和科技史界。
国际冶金史专家于1987年对此进行验证后认为：古代中国已经摸索到了用铸铁柔化术制造球墨铸铁的规律，这对世界冶金史作重新分期划代具有重要意义。
1947年英国H． Morrogh发现，在过共晶灰口铸铁中附加铈，使其含量在0．02wt%以上时，石墨呈球状。
1948年美国A． P． Ganganebin等人研究指出，在铸铁中添加镁，随后用硅铁孕育，当残余镁量大于0．04wt%时，得到球状石墨。
从此以后，球墨铸铁开始了大规模工业生产。
球墨铸铁作为新型工程材料的发展速度是令人惊异的。
1949年世界球墨铸铁产量只有5万吨，1960年为53．5万吨，1970年增长到500万吨，1980年为760万吨，1990年达到915万吨。
2000年达到1500万吨。
球墨铸铁的生产发展速度在工业发达国家特别快。
世界球墨铸铁产量的75%是由美国、日本、德国、意大利、英国、法国六国生产的。
我国球墨铸铁生产起步很早，1950年就研制成功并投入生产，至今我国球墨铸铁年产量达230万吨，位于美国、日本之后，居世界第三位。
适合我国国情的稀土镁球化剂的研制成功，铸态球墨铸铁以及奥氏体-贝氏体球墨铸铁等各个领域的生产技术和研究工作均达到了很高的技术水平。
（1）铸态珠光体球墨铸铁曲轴和铸态铁素体球墨铸铁汽车底盘零件分别在我国第二汽车厂、南京汽车厂和第一汽车厂相继投产。
这标志着我国铸态球墨铸铁生产达到了较高水平。
与之相适应的包外脱硫、双联法熔炼、瞬时孕育、孕育块技术以及音频检测和热分析快速分析等技术的采用，则标志着我国大量流水生产汽车铸件的技术水平与国际先进水平的差距正在缩小。
（2）试验研究了大断面（壁厚大于120mm）球墨铸铁的冶金因素以及相应的生产工艺措施。
采用适量的钇基重稀土复合球化剂、强制冷却、顺序凝固、延后孕育，必要时添加微量锑、铋等可防止球墨铸铁件中心部位的石墨畸变和组织疏松等，现已成功地制作了38吨重的大型复杂结构件，17．5吨重的柴油机体、截面为805mm的球墨铸铁轧辊等。
（3）奥氏体-贝氏体球墨铸铁的研究与应用。
20世纪70年代初，几乎同时中国、美国、芬兰3个国家宣布研究成功了具有高强度、高韧性的奥氏体-贝氏体球墨铸铁（国际上统称ADI），这种材质的抗拉强度达1000MPa，因此它广泛应用于齿轮以及各种结构件，与合金钢相比，奥-贝球墨铸铁具有显著的经济效益和社会效益。
（4）球墨铸铁管和水平连续铸造球墨铸铁型材。
我国已相继建成几个球墨铸铁管厂，且近几年还将有几个球墨铸铁管厂建成。
2000年，我国年产离心铸造球墨铸铁管达90万吨。
此外，我国自行研制的水平连续铸造球墨铸铁型材生产线已通过国家鉴定，并已有多家企业投产。
再加上我国引进的一条生产线，至2002年，我国年产球墨铸铁型材的能力达数万吨。
（5）系统地测定了稀土镁球墨铸铁的力学性能及其他性能，为设计人员提供了有关数据。
测定了稀土镁球墨铸铁的比重、导热性、电磁性等物理性能，结合金相标准研究了石墨和基体组织对球墨铸铁性能的影响规律。
系统地测定了铁素体球墨铸铁在常温、低温、静态和动态条件下的各种性能。
此外，还研究了稀土镁球墨铸铁的应力应变性能、小能量多冲抗力和断裂韧性，并开始用于指导生产。
结合球墨铸铁齿轮的应用，还系统地研究了球墨铸铁的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度，以及球墨铸铁齿轮的点蚀、剥落机理等。
（6）稀土镁球墨铸铁。
在高强度低合金球墨铸铁方面，除了对铜、钼研究较多外，还对镍、铌等进行了研究。
在利用天然钒钛生铁制作钒钛合金球墨铸铁方面，国内一些单位进行了大量、系统的工作。
中锰球墨铸铁虽然在性能上不够稳定，但多年来的系统研究与生产应用，取得了显著的经济效益。
在耐热球墨铸铁方面，除了中硅球墨铸铁以外，系统研究了Si+Al总量对稀土镁球墨铸铁抗生长能力的影响。
我国研制的RQTAL5Si5耐热铸铁用作耐热炉条的使用寿命是灰铸铁的3倍，是普通耐热铸铁的2倍，并与日本Cr25Ni13Si2耐热钢的使用寿命相当。
高镍奥氏体球墨铸铁方面也取得了进展，它在石油开采机械、化工设备、工业用炉器件上均取得了成功的应用。
在耐酸球墨铸铁方面，我国生产的稀土高硅球墨铸铁比普通高硅铸铁的组织细小、均匀、致密，由此，抗蚀性能提高了10%~90%，并且其机械强度也有显著改善。
（7）稀土在球墨铸铁中的作用。
稀土能使石墨球化。
自从H． Morrogh最先使用铈得到球墨铸铁以来，先后许多人研究了各种稀土元素的球化行为，发现铈是最有效的球化元素，其他元素也均具有程度不等的球化能力。
结合国情，我国对稀土的球化作用进行了大量研制工作，发现稀土元素对常用的球墨铸铁成分
（C3．6~3．8wt%，Si2．0~2．5wt%）来说，很难获得同镁球墨铸铁那样完整均匀的球状石墨；而且，当稀土量过高时，还会出现各种变态形的石墨，白口倾向也增大，但是，如果是高碳过共晶成分
（C>4．0wt%），稀土残留量为0．12~0．15wt%时，可获得良好的球状石墨。
根据我国铁质差、含硫量高（冲天炉熔炼）和出铁温度低的情况，加入稀土是必要的。
球化剂中镁是主导元素，稀土一方面可促进石墨球化；另一方面克服硫以及杂质元素的影响以保证球化也是必须的。
稀土防止干扰元素破坏球化。
研究表明，当干扰元素Pb、Bi、Sb、Te、Ti等总量为0．05wt%时，加入0．01wt%（残余量）的稀土，可以完全中和干扰，并可抑制变态石墨的产生。
我国绝大部分的生铁中含有钛，有的生铁中含钛高达0．2~0．3wt%，但稀土镁球化剂由于能使铁中的稀土残留量达
0．02~0．03wt%，故仍可保证石墨球化良好。
如果在球墨铸铁中加入0．02~0．03wt%Bi，则几乎把球状石墨完全破坏；若随后加入0．01~0．05wt%Ce，则又恢复原来的球化状态，这是由于Bi和Ce形成了稳定的化合物。
稀土的形核作用。
20世纪60年代以后的研究表明，含铈的孕育剂可使铁液在整个保持期中增加球数，使最终的组织中含有更多的石墨球和更小的白口倾向。
经研究还表明，含稀土的孕育剂可改善球墨铸铁的孕育效果并显著提高抗衰退的能力。
加入稀土可使石墨球数增多的原因可归结为：稀土可提供更多的晶核，但它与FeSi孕育相比所提供的晶核成分有所不同；稀土可使原来（存在于铁液中的）不活化的晶核得以长大，结果使铁液中总的晶核数量增多。