1.2.4 高性能鑄鐵多尺度宏微觀組織耦合數(shù)值模擬技術(shù)
1.2.4.1 現(xiàn)狀
鑄鐵在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)乃至世界制造業(yè)中占有極其重要的地位,是工業(yè)生產(chǎn)中最為廣泛的一種鑄造金屬材料,在一般的機(jī)械制造、冶金礦山、石油化工、交通運(yùn)輸和國(guó)防工業(yè)等各部門中發(fā)揮著基礎(chǔ)性的作用。雖然現(xiàn)代鑄鐵面臨來(lái)自各方面的挑戰(zhàn),但是等溫淬火球墨鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵及高強(qiáng)薄壁灰鑄鐵和各種性能(如抗磨,減磨、耐蝕等)鑄鐵仍還會(huì)有較大的發(fā)展雖然處于高速發(fā)展中的我國(guó),鑄鐵將以比世界平均水平高得多的速度增長(zhǎng)。但是我國(guó)高性能鑄鐵所占比例遠(yuǎn)低于工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家,而且性能相比較差,如可鍛鑄鐵產(chǎn)量雖然位居前列,但絕大多數(shù)為黑心可鍛鑄鐵,白心可鍛鑄鐵和珠光體可鍛鑄鐵產(chǎn)量不高。因此實(shí)現(xiàn)鑄造大國(guó)向強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變,高性能鑄鐵性能研究較為重要[18]。
材料性能最終取決于其組織形態(tài),因此研究鑄鐵的性能需重點(diǎn)考察鑄鐵組織(石墨+基體組織),特別是高性能的鑄鐵材料。如鑄鐵的性能很大程度上與石墨的數(shù)量、大小、分布和形態(tài)相關(guān),尤其是石墨的形態(tài)。當(dāng)基體為珠光體的鑄鐵,石墨由粗片狀(灰鑄鐵)向球狀(球墨鑄鐵)轉(zhuǎn)變時(shí),則抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率以及沖擊韌性分別有大幅度的提高。又如:把鑄件加熱到奧氏體化溫度,獲得均勻的奧氏體組織之后,再將鑄件淬入鹽浴,并在鹽浴中等溫停留,奧氏體在等溫停留過程中析出鐵素體組織,從而形成等溫淬火球磨鑄鐵。……