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目前,获得度灰铸铁主要是通过添加铬、铜、钼和镍等合金元素来实现,但是随着合金价格的提高,生产成本不断增加。为降低生产成本,本课题在HT250材质的基础上,采用氮、钛、铌对铁液进行微合金化,通过金相组织观察、SEM分析、EDS分析、拉伸试验和硬度试验,研究了氮、钛、铌对灰铸铁组织及性能的影响规律。 试验结果表明,含氮量为0.0055%～0.013%、含锰量为1.0%-1.36%时,试样的金相组织为A型石墨+细片状珠光体+少量铁素体。随着含氮、锰量的增加：片状石墨长度变短、宽度稍有增加,弯曲程度加大,石墨端部钝化,对基体的割裂作用减弱；细片状珠光体含量略有增加,珠光体层片间距减小；试样的抗拉强度和硬度逐渐增大,当含氮量为0.012%、含锰量为1.24%时,试样的抗拉强度和硬度达到大值,分别为395MPa和260HBW。当铁液中含氮量≥0.011%时,铸件表面下开始出现气孔缺陷。 在适当含氮量(0.0080%左右)基础上,含钛量在0.055%-0.149%范围内时,试样的金相组织为A型和D型石墨+珠光体+少量铁素体。随着含钛量的增加：A型石墨减少,D型石墨增多；铁素体的含量增多,珠光体的含量减少。

由264个/mmm2增加至325个/mm石墨球数的增多有助于铁素体含量的增加，另外球化级别也由添加前的4级提高到3级，从而使铸件达到较好的综合力学性能，尤其是伸长率得到了很大的提高，从添加前的14.35%提高到现在的18.15%，提高了3.8%。
Bi2OCaSi四种物质组成的新型复合孕育剂，为了确定孕育剂中各种物质的佳成分配比，我们通过向牌号为QT500-7的球铁铁水中加入此种孕育剂进行了三因素三水平的正交试验。通过对正交试验结果进行极差分析确定出孕育剂中各成分的佳配比。然后继续探讨了这种新型孕育剂对球墨铸铁微观组织和力学性能的影响。 研究结果表明，新型复合孕育剂的主要成分组成为：Bi%，余量为Ca，其加入量为铸件重量的0.1wt%。本论文通过反复试验研制出一种由Fe2OFeS在向牌号为QT450-10的球铁铁水中加入此种新型孕育剂后球铁组织中的石墨球数明显增多。
在不同牌号的球铁铁水中添加这种新型孕育剂后，从球墨铸铁中萃取出来的石墨球绝大多数呈现出近似圆球的形状，而不添加新型孕育剂时石墨球有很多呈现出各种典型的不圆整状态，比如，蠕虫状，椭球状，棒状等。由此可见，新型孕育剂的添加有利于石墨球圆整度的提高。
随着新型孕育剂的加入，球墨铸铁梯形试块的厚度由50mmm减少到10mm，其硬度值从177.0N/mm2增加到232.7N/mm硬度值增加了55.7N/mm相对于添加前的从165.7N/mm2增加到236.3N/mm增加了70.6N/mm增加的幅度较小，这说明由于厚度的变化引起的断面敏感性较小，这就为生产厚大变截面球铁件提供了一种的复合新型孕育剂，使不同厚度部位的力学性能都能达到要求。另外 扫描电镜和能谱分析的结果表明。