球墨铸铁型材因其较高的强度、良好的塑性和韧性,以及便于生产,成本比钢低廉等优良的性能而被广泛应用在工业生产中的各个领域。为提高球墨铸铁材料的使用寿命,对其进行表面强化处理的研究显得十分重要。本文通过对球墨铸铁材料进行激光表面多道淬火工艺的研究,得到一些有益的结论。对鼓肚缺陷,在铸铁型材的水平连铸过程中采用反弧度法工艺,即通过新型的石墨套与引锭装置来实现的,通过实施反弧度法工艺,铸铁型材的鼓肚现象得到有效。但由于在率次实验过程中,刚开始生产铸铁型材时的拉拔速度比较慢、拉拔周期较长,使铸铁型材在结晶器的停留时间过长,导致在扁平方向上铸铁型材顶部略微向下凹,当拉拔参数调整合适时,下凹及鼓肚现象基本消失。反弧度法工艺制各的铸铁型材组织更为均匀,力学性能更为优良。同时,伸长率指标均超过LZQT500-7规定的指标。与拉伸性能结果类似,反弧度法试样的抗压强度高于未实施反弧度法试样的抗拉强度。基于Matlab软件建立以铸造工艺参数为输入,拉坯工艺参数为输出的控制模型。仿真实验表明本文建立的拉坯工艺参数GA-BP神经网络控制模型可以用于拉坯工艺参数自适应整定,所获得拉坯工艺参数能够用于实际生产系统,实现高质量、率的铸铁型材水平连铸拉坯生产。结果显示,在合理选择数值模拟关键工艺参数的情况下,采用匀强圆形光斑激光束对球墨铸铁的数值模拟结果与试验结果能够比较好的吻合,数值模拟可以对球墨铸铁QT600-3激光表面淬火的工艺设计起到良好的指导意义。采用半导体激光器对球墨铸铁QT600-3材料进行激光表面淬火后的表面宏观硬度值一般在49~60HRC。其中当试验参数为功率1600W,光斑直径14mm,速度180mm/min的时候所达到的硬化带宽度和深度值比较好。
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Si、Mn含量对球墨铸铁型材组织与性能的影响。结果表明:随着Si含量的增加,调质态球墨铸铁的抗弯强度与硬度逐渐增大,这是因为Si能改善石墨球形态、促进碳化物的析出以及对基体有固溶强化等作用。但Si含量过高时(>3.0%),石墨球形态变差、碳化物聚集长大,导致强度降低。Mn对石墨球形态影响较小。对鼓肚缺陷,在铸铁型材的水平连铸过程中采用反弧度法工艺,即通过新型的石墨套与引锭装置来实现的,导致在扁平方向上铸铁型材顶部略微向下凹,当拉拔参数调整合适时,下凹及鼓肚现象基本消失。反弧度法工艺制各的铸铁型材组织更为均匀,力学性能更为优良。与实施反弧度法之前的铸铁型材相比,实施反弧度法之后的铸铁型材硬度得到提高,组织更为均匀,并且其抗拉强度指标高于铸铁型材标准(JBT10854-2008水平连续铸造铸铁型材) 性能要求。同时,伸长率指标均超过LZQT500-7规定的指标。与拉伸性能结果类似,反弧度法试样的抗压强度高于未实施反弧度法试样的抗拉强度。在淬火温度不变时,随回火温度的升高,碳化物颗粒的析出更均匀(由马氏体边界析出演变到在基体中弥散析出),但颗粒也同时发生粗化,导致球墨铸铁的抗弯强度逐渐减小而挠度逐渐增大。
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