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目前对灰铸铁和球墨铸铁表面改性的手段有表面相变硬化、表面熔凝、表面合金化以及表面熔覆。表面相变硬化因不能去除石墨相，表面改性效果受限。本文旨在利用等离子束和激光束对灰铸铁和球墨铸铁进行熔凝处理以及合金化处理去除铸铁表面的石墨相，达到强化的目的。熔凝和合金化处理获得的改性层深不够大，并且合金化的本质是一种高稀释率的熔覆，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消除。 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。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。等离子束和激光束的快速加热，基体的快速冷却，导致在灰铸铁和球墨铸铁表面进行熔凝和合金化处理都可以去除其表面的石墨相，获得组织均匀、晶粒细小的改性层，与基体冶金结合。细晶强化、固溶强化使熔凝层的硬度提高，硬质相渗碳体、马氏体与软质相奥氏体等的综合作用，使熔凝层既能抗磨料磨损，又能抗粘着磨损；熔凝层的奥氏体相，是一种很好的缓蚀剂。




球化反应控制的关键是镁的吸收率，温度高，反应激烈，时间短，镁烧损多，球化效果差；温度低，反应平稳，时间长，镁吸收率高，球化效果好。因此，一般在保证足够浇注温度的前提下，宜尽可能降低球化处理温度，控制在1420～1450℃。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。 优化设计后得到的铸铁型材新生产线，能够满足 尺寸为400mm的铸铁型材的生产，且生产铸铁型材的工序简化，各设备的结构组成更为简单合理.铸铁型材中的夹杂物主要聚集分布在其中心线上方约3/4半径处，其中大尺寸的夹杂物主要来源于球化和孕育处理，因此解决铸铁型材内部夹杂问题的关键是控制球化和孕育处理的相关参数.对于铸铁型材表面存在的疤皮缺陷，铸铁型材具有组织均匀致密；耐压气密性好；减磨性能强；表面质量光洁；尺寸精度高：加工余量小；硬度分布均匀；抗拉伸强度高无缩松气孔夹渣砂眼等缺陷机械性能优越其中为显著的特点是具有度和高韧性相结合以及优良的抗疲劳性能。