球墨铸铁的工艺设计
第一节工艺特点
一、球墨铸铁的流动性与浇注工艺
球化处理过程中球化剂的加入，一方面使铁液的温度降低，另一方面镁、稀土等元素在浇包及浇注系统中形成夹渣。因此，经过球化处理后铁液的流动性下降。同时，如果这些夹渣进入型腔，将会造成夹杂、针孔、铸件表面粗糙等铸造缺陷。
为解决上述问题，球墨铸铁在铸造工艺上须注意以下问题：
（1）一定要将浇包中铁液表面的浮渣扒干净，?最好使用茶壶嘴浇包。
（2）严格控制镁的残留量，最好在0.06%以下。
（3）浇注系统要有足够的尺寸，以保证铁液能做尽快充满型腔，并尽可能不出现紊流。
（4）采用半封闭式浇注系统，根据美国铸造学会推荐的数据，直浇道、横浇道与内浇道的比例为4：8：3。
（5）内浇口尽可能开在铸型的底部。
（6）在浇注系统中安放过滤网会有助于排除夹渣。
（7）适当提高浇注温度以提高铁液的充型能力并避免出现碳化物。对于用稀土处理的铁液，其浇注温度可参阅我国有关手册。对于用镁处理的铁液，根据美国铸造学会推荐的数据，当铸件壁厚为25mm时，浇注温度不低于1315℃；当铸件壁厚为6mm时，浇注温度不低于1425℃。
二、球墨铸铁的凝固特性与补缩工艺特点
球墨铸铁与灰铸铁相比在凝固特性上有很大的不同，主要表现在以下方面：（1）球墨铸铁的共晶凝固范围较宽。灰铸铁共晶凝固时，片状石墨的端部始终与铁液接触，因而共晶凝固过程进行较快。球墨铸铁由于石墨球在长大后期被奥氏体壳包围，其长大需要通过碳原子的扩散进行，因而凝固过程进行较慢，以至于要求在更大的过冷度下通过在新的石墨异质核心上形成新的石墨晶核来维持共晶凝固的进行。因此，球墨铸铁在凝固过程中在断面上存在较宽的液固共存区域，其凝固方式具有粥状凝固的特性。这使球墨铸铁凝固过程中的补缩变得困难。
（2）球墨铸铁的石墨核心多。经过球化和孕育处理，球墨铸铁的石墨核心较之灰铸铁多很多，因而其共晶团尺寸也比灰铸铁细得多。
（3）球墨铸铁具有较大的共晶膨胀力。由于在球墨铸铁共晶凝固过程中石墨很快被奥氏体壳包围，石墨长大过程中因体积增大所引起的膨胀不能传递到铁液中，从而产生较大的共晶膨胀力。当铸型刚度不高时，由此产生的共晶膨胀将引起缩松缺陷。
（4）在凝固过程中球墨铸铁的体积变化可以分为三个阶段:铁液浇入铸型后至冷却到共晶温度过程中的液态收缩，共晶凝固过程中由于石墨球的析出引起的体积膨胀，铁液凝固后冷却过程中的体收缩。
由于上述凝固特性，从补缩的角度考虑，球墨铸铁在铸造工艺上有以下特点：（1）铸型要有高的紧实度，以使铸型有足够的刚度以抵抗球墨铸铁共晶凝固时的共晶膨胀力。需要指出的是，此时要特别注意采取适当的措施提高铸型的透气性，同时要尽可能地降低型砂中的水份，以防止出现“呛火”。
（2）合理设置浇冒口。球墨铸铁的冒口与普通钢及白口铁不同，球墨铸铁冒口设置的合理性在于它能够充分补充铁液的液态收缩，而当铁液进入共晶膨胀阶段时，浇注系统和冒口颈及时冷冻，使铸件利用石墨析出的膨胀进行自补缩。
（3）砂箱应有足够的刚度，上箱和下箱之间应有牢固的紧固装置。
第二节冒口设计
一、冒口模数的定义与计算：
一定的液态球铁铸件的冷却速度及其凝固所需要的时间取决于铸型的热性质、所浇注的合金、浇注温度以及铸件的形状和尺寸。假定铸型的性质和浇注温度不变，则冷却和凝固速度完全取决于铸件。其尺寸的影响能用简单的比例关系来正确地描述：
铸件体积
总的冷却表面积
这个比例称做模数，用M表示。因为体积是用cm3或in3度量以及面积是用cm2或in2度量，所以模数的单位是cm或in。
根据J.Jamar的意见，模数的几何计算只是在定向放热(无限大的板、无限长的圆棒和球)时提供正确数值。其它形状所计算的模数和放热速度真正成比例的理论值相比要小百分之三十。然而Berry等人以及Karsay的试验工作发现对于球体、圆柱体和矩形形状，其几何的和“实际的”模数之间并无明显差别。由于在实际应用中几何模数已足够准确，所以下文中用之。
为了设计冒口，无论重量或壁厚都不能像模数那样准地代表铸件。对于形状简单的铸件其模数计算是简单的。下图中给出了几个例子。
图3-1简单形状铸件模数计算
比较复杂的形状需要用假想的表面分割为一些简单的部分。对每个分割的部分其体积份额以1的分数来汁算，每个分体的模数也要计算，根据计算值绘制累积体积份额与模数图。图中的每个部分应按其在铸件上的实际次序来排列。这样的图形可以像阶梯形如图3-2（A ）所示，或者几个厚大断面被割开，如图3-2(B)所示。
1.立方体
M= a /6
2.平板 水平尺寸至少比“t ”大5倍
M= t /2
(A)
(B)
图 3-2 累积的体积份额—模数图 当有的分体形状仍然比较复杂时，应该以近似尺寸的简单立方体积来代表其形状和尺寸。
应着重记住，分割各个部分的假想表面并非冷却面，所以对各部分的模数进行计算时，不应该计入这些面。图3-3中虚线表示这些假想的分剖面，而各分割部分则以罗马数字来表示。
例1 模数与体积份额图的绘制（尺寸用毫米计，图3-3）
1.0 累积的体积份额 0 M
inch
cm
1.0 0 累积的体积份额
M
inch
cm
图3-3 例1的铸件
图3-3的分体I 。
因为它的截面尺寸比其圆周长度要小得多，所以这一部分可以看作是截面为0.8×1.0cm 的无限长的杆。
38.10)2
6.15.3(8.00.1I cm =?+??=π体积 模数（简化为横截面积被圆周除来计算）：
cm M I 28.08
.28.0==模数。（注意：分割面并非冷却表面） 图3-3的分体II 。
实际体积和冷却表面积按简化的进行计算，其内径是
cm 3.32
1.35.3=+ 3229cm .733)3.35.6()4
(II =?-?=π体积 冷却表面积
222125cm 5.64.1)3.35.6()4
()13(5.633.3II =??+-?+-??+??=ππ
ππ 由此：cm M II 59.0=
图3-3的分体III
按无限长的、截面为3×1cm 2、冷却表面积为3+3=6cm （由周长代替）的杆计算其模数（分割面为非冷却表面）。
体积III （已简化）35.893)35.6(cm =??+=π
模数M III =3/6=0.5cm
图3-3的分体IV
近似体积35162.17.1310cm V IV =???==π
假定这一分体是一块无限大的平板，计算其模数。
M IV =1.2/2=0.6cm
图3-3的分体V
近似为一根无限长的杆。
体积3415245.16cm =???=π 模数cm M V 74.08
.22248=+++= 冒口
模数为1.2×0.74=0.89cm ，体积计算为118cm 3。
体积份额为：
V I +V II +V III +V IV +V V +V R =1223.2cm 3，由此式
V I ：=0.01
V II ：=0.06
V III ：=0.07
V IV ：=0.42
V V ：=0.34
V R ：=0.10
用于绘制模数与体积份额图所需要的全部计算现已全部完成。这个图形示于图3-4。
图3-4—图3-3铸件换算为模数与体积份额图
用例1来说明绘制模数与体积份额图的一个重要步骤。这个图形总是把冒口看作是铸件与冒口增合体的必须部分。为此必须先知道冒口的体积与模数。
模数的计算结果及其分布是与冷却和凝固顺序相一致的。这些知识对于以后
要讲的任何一种冒口设计方法部是需要的。
二、实用冒口设计
从事实践的铸造工作者对前节的结沦可能感到满意，这个结沦这里要重复。从球铁浇注完到凝固开始所经过的时间(平方根)是：
))](1300(0028.005.1[1分-+=Tp M t 。
以及，同样的铸件从浇注完到凝固结束所需要的时间（平方根）是：
)]1300(0028.04.2[2-+=p T M t
式中：M ：模数；T p ：浇注温度；
单位用：t ：分；M （厘米）=（时/2.54）；T p （℃）8
.132-=F
只有当球铁浇入湿型时，这两个方程式才都有效。
只要冒口的模数大于它所连接着的铸件的分体的模数(表示为Ms 或M L )则冒
口保持为液体的时间比铸件分体的要长，这个观点需要立即说明。铸件或其任何部分是不会同对凝固的，下面就这个问题将进一步讨论。说到冒口(明冒口或暗冒口)最重要的是冒口中所包含的液体要与外部大气保持连通。图3-5所示是完全背离正常冒口设计原则的。
楔形冒口(示于上模板)首先在其顶部凝结，而顶部凝固的冒口与大气不连通，因而冒口不能发挥其作用。结果铸件产生缺陷。
图3-5 形状不正确的冒口
通常冒口的形状应使体积与冷却表面的比值(模数)达到最大值。这并不是说推荐冒口应该是球形的，显然球形具有最大的模数。甚至在小冒口中，热流把比较热的(低比重的)液体带到冒口顶部，帮助顶部区域保持为液态。冒口底部温度要稍低一些，也需要有措施以防止冒口颈冻结。所以，一个设计好的冒口其高大于直径，而且冒口下部延伸到冒口颈以下，以便使冒口受热。而且冒口的水平截
面通常是圆形的，虽然并非必须这样。因为若用一个冒口补给几个铸件是可以用其它形状的。
由于以上以及其他许多理由，冒口形状不能标准化。然而，在许多设计中可以采用标准的冒口形状，这样可以明显地减少冒口的体积和模数的计算时间。图3-6表示了所推荐的冒口形状以及其和模数有关系的直径和体积的计算公式。
注意图3-6中每一个冒口的顶部都可看到一个局部剖视，都表示了冲向冒口
图3-6 标准冒口形状
内部的“凹窝”。这个凹窝的底部充分受热，从而防止哪怕是很薄的凝固层产生，所以使冒口中液体继续保持与大气接触。楔形或单独插入的(大气压冒口)坭芯可以达到同样的目的。
上述讨论使人想起一种几乎过时的冒口设置方法，即采用所谓的压边冒口。图3-7所示是从四个不同角度照的，压边胃口(边常为矩形)搭接于铸件上。这种方法不仅降低铸件的工艺出品率，而且增加治理车间的成本。
图3-7 压边冒口
与此相反，采用易割芯片则冒口易去除，而且降低清理车间的成本。要是铸造中采用易割芯片，那么坭芯的厚度以及孔口的直径的选择应不减少其有效的连接面积。根据Wlodawer的文章，具有下列关系：
表3-1冒口模数、坭芯厚度及孔口直径选择
所需要的孔口的直径(见图3-8)。而且这种易割芯片也可与预制的暗冒口保温壳一起组装好造入铸型内，这种方法可以适用于所有生产场合(图3-9)。
图3-8 陶瓷易割芯片
图3-9 预制的配有陶瓷易割芯片的暗冒口保温壳
三、控制压力冒口
这是实用冒口设计的第三种也是最后一种方法，它同样也是利用了膨胀的好处。控制压力冒口试图控制膨胀所产生的压力，使铸型不致发生塑性交形。
这种方法自从球墨铸铁一开始生产就有采用的，但是，它的应用是根据失败、成功等反复试验以及学习了铸造工作者的经验。这是当前应用最普遍的冒口设计方法，只有在下述条件时才不必采用控制压力冒口：
a)当铸件模数小于0.4cm(0.16in)时(膨胀所产生的压力不应使湿型变形)。
b)当湿型铸件厚壁处内部允许有缩松时。
c)当铸型强度高，能够抵抗膨胀压力而不产生塑性变形时。
因为大部分铸铁件采用湿型或壳型都是强度比较低的，而铸件壁厚(至少部分厚度)往往超过10mm或0.4in，因此，大部分铸件需要用控制压力冒口的方法。它比直接实用冒口设计方法的铸件工艺出品率要低，但是在上述情况时，为完全消除缩松，就必须适用它。
四、冒口颈设计
冒口颈的有效模数应当等于M
，但是它的尺寸总是小于几何形状和大小相同
T
但分开铸造的单体。主要是由于在铸件与冒口相连接处没有冷却表面而获得了好处。实际上，这两个非冷却表面从邻接的铸件和冒口中获得并将热量传送给冒口颈。
延长冒口颈冷却和凝固时间的第二个影响因素是在它附近地区的砂型被炽热。其温度高于铸件和冒口处的砂型，冒口颈愈短，则其温度愈高。内绕道连接冒口(热冒口)也得到类似的及附加的热效果。
通过一个简单的实例很容易得出主要影响的程度，让冒口颈断面为方形，而
长度为l 。
有效模数(一次近似)4
42a al l a M =?=' 很容易看到，上面的公式与无限长的方棒的模数相同。这公式也可用在当冒口颈长度等于a ，即为一立方体时。同样尺寸的立方体如果单独分开铸造的话：
)59(6
图a M =3-1) 5.16
4=='a a M M 或 M M 5.1='
同样，更精确的计算也证明冒口颈的有效模数为同样大小、形状的单体模数的1.5—2倍，因为单体向所有方向散热冷却。
前面所谈的第二个影响因素一定要更增加有效模数值(M ')。但是因为不容易定量，它们将被省略不计，只是把5
.11的数值简化为0.6。 总之，两个方向散热的冒口颈模数的选择为5
.1T M M ='，或(考虑了冒口颈区域冷却较慢)：T M M 6.0=' 。
冒口颈在造型条件允许的限度内应尽量短一些。因为T M 取决于冶金质量，所以M '也是如此。在大多数生产情况下M '值为铸件关键部分模数的35—55％，这不仅是足够的而且也是安全的。冶金质量越是好，则M '能够选得更小一些。
在减小安全系数、使用方形冒口颈的条件下，以上冒口颈设计原则得到了充分的考验。图3-10表示设计中的一例，铸件的断面(图3-10B)清楚地表明了它的成功。
（A ）
（B）
图3-10 控制压力冒口采用立方形冒口颈（A：带冒口的铸件 B：铸件最大部分的断面）
第三节工艺案例
下面让我们介绍一些在考虑到球墨铸铁铸造性能的情况下，制定一些铸件的铸造工艺案例。
图3-11 75型泥浆泵轴承座及其简明铸造工艺
2. 轧煤机转盘。它的外形尺寸为：直径400mm，高度140mm。单重58公斤。
图3-12 轧煤机转盘及其简明铸造工艺
图3-13 Z6312D抛砂机大臂迥转缸体及其简明铸造工艺
3-39 车刀刀杆及其简明铸造工艺
3-40 WGZ-35/39锅炉上接头及其简明铸造工艺
3-41 S400钻机上接头及其简明铸造工艺
3-42 30型泥浆泵活塞体及其简明铸造工艺
球墨铸铁热处理方法之探讨 陆卫倩：（上海电机学院机械工程学院，上海200240）中国铸造装备与技术4／2010 高级工程师，原任上海机床厂有限公司磨床研究所高级工程师，现任上海电机学院副教授，主要从事零件失效分析和金属材料热处理 本文详细介绍了球墨铸铁件的各种热处理工艺，并简单介绍了纳米技术在球墨铸铁件表面处理中的应用。从文献资料来看，经纳米技术表面处理后的球墨铸铁件具有良好的自润性、良好的耐磨性、良好的耐蚀性，因此是一种非常有前途的表面处理。 众所周知：热处理是一项改进金属材料品质的方法，借助热处理可以改变或影响铸铁的组织及性质，同时还可获得更高的强度、硬度和耐磨性等。铸铁热处理的种类繁多，但基本上可分成两大类：第一类是组织构造不会由热处理而发生变化或者也不应该发生改变的，第二类则是基本的组织结构发生变化者。第一种热处理主要是用于消除内应力，热处理后组织、强度及其它力学性质等没有因热处理而发生明显变化。第二种热处理能使基体组织发生明显的变化，这种热处理大致分为五类：①退火：其目的主要在于分解碳化物，降低铸铁的硬度，提高加工性能；②正火：其目的主要用于改进铸铁组织、获得均匀分布的力学性能；③淬火：其目的主要是为了获得比较高的硬度和表面耐磨性；④表面硬化处理：其目的主要是获得表面硬化层，同时得到较高的表面耐磨性；⑤析出硬化处理：其目的主要是为获得更高强度。 铸铁种类繁多，有灰口铸铁、白口铸铁、蠕墨铸铁、球墨铸铁等等，它们的组织结构也各不相同。一般根据凝固过程中的析出物———共晶石墨或共晶碳化物来分类:基体内主要含片状石墨者称之为灰铸铁，主要含碳化物者称之为白口铸铁。事实上白口铸铁由于具有很高的硬度与脆性用途较少；而灰铸铁的性质主要是由共晶石墨的形状与大小而定，这些析出的石墨无法经由热处理予以改进，因此具有非常低的强度及硬度。但若铁液添加镁及稀土金属能使石墨在凝固过程中以球状析出成为球墨铸铁，那么情况就有所不同。由于球墨铸铁其性质与基体相同的钢接近，故通过热处理可使强度、硬度明显提高，弹性模数、伸长率也有不同程度的提高。但是不同的热处理对球墨铸铁的作用完全不同，在工程上用的比较多的是退火、正火和析出硬化处理；事实上球墨铸铁同样可以通过调质、等温淬火处理以及渗氮、渗硼和低温气体碳氮共渗来改善其力学性能。下面就球墨铸铁的热处理方法予以探讨。 【1】球墨铸铁的常规热处理 1.1退火处理 若要提高球墨铸铁的韧性可采用退火处理。球墨铸铁在铸造过程中比普通灰口铸铁的白口倾向大，内应力也较大，球墨铸铁件很难得到纯粹的铁素体或珠光体基体。为提高球墨铸铁件的延性或韧性，可将球墨铸铁件重新加热到900～950℃并保温足够时间进行高温退火，再炉冷到600℃出炉变冷。在此过程中基体中的渗碳体会分解出石墨，奥氏体中会析出石墨，这些石墨集聚于原球状石墨周围，基体则全转换为铁素体，从而提高球墨铸铁的韧性。若铸态组织由（铁素体＋珠光体）为基体+球状石墨组成，那么只需将球墨铸铁件重新加热到700～760℃的共析温度上下经保温后炉冷至600℃出炉变冷，就能将珠光体中渗碳体分解转换为铁素体及球状石墨来提高其韧性。 1.2正火处理
钢 筋 混 凝 土 框 架 结 构 设 计 计 算 书
目录 第一章前言 (5) 第二章方案论述 (6) 2.1 建筑方案论述 (6) 2.2结构设计论述 (7) 第三章结构方案设计 (9) 3.1设计总说明 (9) 3.1.1设计依据 (9) 3.1.2 设计概述 (9) 3.1.3 结构说明 (9) 3.1.4.各部分建筑构造 (9) 3.2结构方案设计 (10) 3.2.2场地条件 (10) 第四章荷载计算 (11) 4.1荷载汇集及截面尺寸的选取 (11) 4.1.1 框架柱： (11) 4.1.2 框架梁： (11) 4.1.3 材料情况： (11) 4.2荷载汇集 (11) 4.3 计算简图及层数划分 (13) 4.4 各层重力荷载代表值计算 (14) 第五章水平地震作用下的框架内力分析 (19) 5.1层间侧移刚度计算 (19) 5.1.1梁线刚度 (19) 5.1.2柱线刚度计算 (20) 5.1.3柱侧移刚度计算 (20) 5.2水平地震作用层间地震剪力和弹性位移的计算 (21) 5.2.2水平地震作用下的层间位移和顶点位移计算 (23) 5.3 水平地震作用下框架柱剪力和弯矩（采用D值法） (23) 5.4水平地震作用下梁端弯矩 (25) 5.5水平地震作用下的梁端剪力和柱轴力 (25) 5.6水平地震作用下的框架内力图 (26) 第六章风荷载作用下框架内力分析 (26) 6.1自然条件 (27) 6.2风荷载计算 (27) 6.3风荷载作用下框架柱剪力和弯矩（采用D值法，取中框架计算） (28) 6.4 风荷载作用下梁端弯矩计算 (29) 6.5风荷载作用下的梁端剪力和柱轴力计算 (30) 6.6风荷载作用下框架内力图 (30) 第七章竖向荷载作用下框架内力分析 (31) 7.1竖向荷载计算 (31) 7.1.2 恒荷载 (31)
标准 CXB01-2014 南乐县昌盛线路器材有限公司 线路器材球铁件 1.主题内容与适用范围 本标准规定了线路球铁件采用的国家标准和客商要求的美国标准，球铁牌号和技术条件。 本标准适用于砂型铸造的球墨铸铁件。 2.线路球墨铸铁件使用标准和牌号 GB1348-1988 单铸试块的力学性能。附表1 ANSI/ASTM A536-84 球墨铸铁件标准 附表2 球墨铸铁的拉伸性能（单铸试样）
GB1412-85 球墨铸铁用生铁附表3 GB9941-88 球化分级附表4 珠光体数量分级(GB9941-88) 附表5
热镀锌标准： ANSI/ASTMA-153CLASSA,锌层平均厚度不小于86um,最薄厚度不小于70um. 3.技术要求。 生产方法：线路球墨铸铁件采用国标生铁，中频感应电炉熔炼，出铁温度控制在1570℃~1610℃冲入法球化，二次孕育，湿砂型浇注或覆膜砂壳型浇注。开箱温度不超过550℃，砂轮机清除冒口残根，履带式抛丸清理机清理表面。热镀锌表面处理，其锌层平均厚度不小于86um.出口箱包装，汽车运输至北京帕尔普线路器材有限公司。 机械性能：本线路件以机械性能的抗拉强度和延伸率以及客商提供的图纸要求为验收依据，屈服点，硬度为参考，但必须在工艺控制上符合本标准的牌号规定。 化学成分：化学成分不作为验收依据，是工艺控制的重要指标，依据美国帕尔普公司的建议，推荐化学成分如下： 附表6 建议化学成分 球化级别和基体组织：本产品依据客商提供图纸的要求，球化级别为1-2级，最低不低于3级。符合GB9941-88的规定，石墨球数不小于100，符合GB9941-88的规定。其基体组织及硬度依据美国帕尔普线路器材有限公司建议推荐如下： 附表7 建议基体组织及硬度
框架结构设计 第一部分：框架结构设计资料 一工程概况： 本工程为某市科技局拟建的办公楼，其功能为该局提供日常办公活动、举办各类小型学术报告的场所。结构形式为整体五层框架结构,局部六层,第六层为砖结构。建筑面积为5238m2，层高3.6m，总高为21.900m，室内外高差0.450m。框架平面柱网布置如图1所示。
二设计依据： 2-1. 气象条件: 2-1.1雪荷载：基本雪压力为S0=0.45kN/m2(水平投影)； 2-1.2 风荷载:全年主导风向为东南风，基本风压力为W0=0.60kN/m2; 2-1.3常年气温差值：年最高温度390C，最低气温-40C； 2-1.4 最大降雨程度65.2㎜/h,降雨强度145㎜/h。. 2-2. 建筑耐久等级、防火等级为Ⅱ级。 2-3. 工程地质条件： 2-3.1 该场地地形平坦，地貌类型属浑河冲积阶地。根据建筑对基地的勘察结果，地质情况见表1： 表1建筑地层情况表（标准值） 序号岩土分类（m）土层深度（m）厚度范围（m）地基承载力 f ak(kPa) 1 耕植土0-1. 2 1.2 2 粘土 1.2-4.6 3.4 220 3 砾砂 4.6-5.5 0.9 320 4 圆砾 5.5-12.0 6. 5 360 ②表中给定土层深度自然地坪算起. 2-3.2建筑场地冰冻深度:-1.2M； 2-3.3建筑场地类别：Ⅱ类场地，拟建场地不存在软土震陷、砂（粉）土液化的可能性，为建筑场地有利地段。 2-3.4地震设防烈度：7度，设计地震基本加速度为0.1g，设计地震分组为第一组。 2-3.5活荷载：走廊2.0KN/㎡,楼梯间2.0KN/㎡,厕所2.0KN/㎡, 办公室2.0KN/㎡,门厅2.0KN/㎡,库房6.0KN/㎡,上人屋面2.0KN/㎡, 不上人屋面0.5KN/㎡. 2-4 主要参考资料: 2-4.1各专业课教材 2-4.2 国家标准和行业标准 《建筑设计资料集》 《建筑制图标准》 GB/T50104—2001 《砌体结构设计规范》GB50003－2001 《建筑抗震设计规范》 GB50011－2001 《建筑结构制图标准》GB/T50105—2001
铁水制备 优质原料 球墨铸铁管铁管的质量同原材料—生铁的质量密切相关，安钢永通球墨铸铁管有限责任公司采用安钢集团永冶钢铁公司的优质球墨铸造用生铁为原材料，水冶钢铁公司的铸造铁为我国的人参铁，具有低P、低S、低Ti等特点，产品远销美国、日本、欧洲等多个国家和地区，在国内被许多大型精密铸造企业普遍采用。 铁水调制及球化 根据所生产管径的规格，加入相应的原材料，由美国应达公司的6台10吨中频电炉将铁水调制、升温，达到工艺要求，加入球化剂进行球化处理。 铁水质量控制 在铁水制备过程中每一个环节都要结质量和温度进行严格的控制。每一炉、每一包都要经过日本岛进公司PDAII—50型直读关谱仪的成分分析，使铁水完全符合浇铸的要求。 离心浇铸 离心浇铸 永通球墨铸铁管有限责任公司采用水冷金属型离心机进行浇铸，高温铁水被连续浇进高速旋转的管模中，并通过水冷却使铁水凝固形成球墨铸铁管。浇铸好的球墨铸铁管立刻进行铸造成缺陷表面检查及称重，确保每根管子的质量。 退火处理 铁水制备 优质原料 球墨铸铁管铁管的质量同原材料—生铁的质量密切相关，安钢永通球墨铸铁管有限责任公司采用安钢集团永冶钢铁公司的优质球墨铸造用生铁为原材料，水冶钢铁公司的铸造铁为我国的人参铁，具有低P、低S、低Ti等特点，产品远销美国、日本、欧洲等多个国家和地区，在国内被许多大型精密铸造企业普遍采用。 铁水调制及球化 根据所生产管径的规格，加入相应的原材料，由美国应达公司的6台10吨中频电炉将铁水调制、升温，达到工艺要求，加入球化剂进行球化处理。 铁水质量控制 在铁水制备过程中每一个环节都要结质量和温度进行严格的控制。每一炉、每一包都要经过日本岛进公司PDAII—50型直读关谱仪的成分分析，使铁水完全符合浇铸的要求。 离心浇铸 离心浇铸 永通球墨铸铁管有限责任公司采用水冷金属型离心机进行浇铸 球墨铸铁管浇铸好的铸铁管随后进入退火炉，永通公司的退火炉长度为60m，其独特的现金蓄热技术更是当今世界第一，可保证铸铁管的充分退火，以获得球墨铸铁管所需要的金相组织结构。
球墨铸铁生产工艺控制 摘要：用中频感应电炉熔化Ｚ１４生铁，获得化学成分和温度比较稳定的原铁液，按适当比例加入球化剂和孕育剂，进行球化处理和孕育处理，可稳定地生产出φ530mm轧机用球墨铸铁梅花套管。 关键词：球墨铸铁；球化处理；球化剂；孕育剂 Production Technology Control of Ductile Iron Wobbly Privepipe in Use for φ530mm Rolling Mills ZHI Jin-zhang,ZHOU Hong-peng (Shondong Zhangdian Iron and Steel General Works,Zibo 255007,China) Abstract：Using medium frequency induction furnace on remelting Z14 iron achieves the liquid iron with comparatively stable composition and temperature,adding nodularizer and inoculant according to proper ratio makes spheroidizing and inoculation,thus the wobbly dirvepipe in use for φ530mm rolling mills can be produced stably. Key words：ductile iron；spheroidizing；nodnlarizer；inoculant 山东张店钢铁总厂（简称张钢）530mm轧机原采用铸钢梅花套管，容易损坏轧辊和梅花轴头而使其报废，甚至在过冷钢等超负荷情况下使轧辊扭断。根据球墨铸铁本身特性，决定用球墨铸铁代替铸钢生产梅花套管。 影响铸态球铁生产稳定性的因素很多，要稳定地生产球墨铸铁，必须在生产中把握好以下几点：稳定的化学成分和铁液温度，准确的铁液量，合适的球化和孕育处理方法，以及可靠的炉前控制。 1 设备选择 1.1 熔炼设备选择 熔炼设备的选用首先是在满足生产需要的前提下，遵循高效、低耗的原则。感应电炉的
第一章建筑设计 一、建筑概况 1、设计题目：++++++++++++ 2、建筑面积：6500㎡ 3、建筑总高度：19.650ｍ（室外地坪算起） 4、建筑层数：六层 5、结构类型：框架结构 二、工程概况： 该旅馆为五层钢筋框架结构体系，建筑面积约6500m2，建筑物平面为V字形。走廊宽度2.4m,标准层高3.6m，室内外高差0.45m，其它轴网尺寸等详见平面简图。 三、设计资料 1、气象条件 本地区基本风压 0.40kN/㎡，基本雪压0.35kN/㎡(按你设计的城市查荷载规范) 2、抗震烈度：7度第一组，设计基本地震加速度值0.01g(按你设计的城市查抗震规范) 3、工程地质条件 建筑地点冰冻深度0.7M；(按你设计的城市查地基设计规范) 建筑场地类别：Ⅱ类场地土；（任务书如无，可按此） 场地土层一览表（标准值）（可按此选用）
注：1）地下稳定水位居地坪-6m以下； 2）表中给定土层深度由自然地坪算起。 4、屋面做法： 防水层：二毡三油或三毡四油 结合层：冷底子油热马蹄脂二道 保温层：水泥石保温层（200mm厚） 找平层：20mm厚1：3水泥砂浆 结构层：100mm厚钢筋砼屋面板 板底抹灰：粉底15mm厚 5、楼面做法：水磨石地面：或铺地砖 120㎜厚现浇砼板（或按你设计的楼板厚度） 粉底（或吊顶）15mm厚 6、材料 梁、柱、板统一采用混凝土强度等级为C30，纵筋采用HPB335，箍筋采用HPB235，板筋采用HPB235级钢筋 四、建筑要求 建筑等级:耐火等级为Ⅱ级 抗震等级为3级 设计使用年限50年 五、采光、通风、防火设计 1、采光、通风设计 在设计中选择合适的门窗位置，从而形成“穿堂风”，取得良好的效果以便于通风。 2、防火设计 本工程耐火等级为Ⅱ级，建筑的内部装修、陈设均应做到难燃化，以减少火灾的发生及降低蔓延速度，公共安全出口设有三个（按设计），可以方便人员疏散。因该为旅馆的总高度超过21m属多层建筑，因而根据《高层民用建筑设计防火规范》（2001版GB50045-95）规定，楼梯间应采用封闭式，防止烟火侵袭。在疏散门处应设有明显的标志。各层均应设有手动、自动报警器及高压灭火水枪。 六、建筑细部设计 1、建筑热工设计应做到因地制宜，保证室内基本的热环境要求，发挥投资的经济效益。 2、建筑体型设计应有利于减少空调与采暖的冷热负荷，做好建筑围护结构的保温和隔热，以利节能。
管模焊接工艺操作规程 1.焊接前将焊剂在250℃左右烘焙2小时。 2.焊接前必须清除管模内壁的铁屑、模粉等杂质，保证待焊接 表面不得有油污、铁锈和水份。 3.根据管模的公称直径将支承滚轮调整到预定的间距。 4.将要焊接的管模吊放在支承滚轮上。 5.启动管模旋转电机，调节变速器，使之符合焊接规范的要求。 焊接电流焊接 电压 焊接速度 400A 34V 0.7cm/s～0.85 cm/s 6.将管模欲焊接部位均匀加热到200～300℃。 7.用砂布或铁刷清除管模外表面与碳块接触部位的铁锈。 8.接通电源焊接开关，启动ZXG-1000R硅整流焊机，并初调好 焊接电流和焊接电压。 9.接通控制器上的旋转开关。 10. 焊枪移送到管模欲焊接的起始位置，调整焊咀位置，使焊咀 中心向右偏离管模中心线10～15mm。 11. 通过控制盒上的“焊丝向上”或“焊丝向下”按钮使焊丝与 管模待焊接表面接触良好。 12. 在最先开始焊接的圆周位置划上记号，管模每转一周，焊枪 手柄移动1～1.25周（6～7.5mm）。 13. 焊接过程中，必须随时将焊剂充填到焊咀周围，并随时将熔 渣用钩子清理掉。 14. 在焊接过程中，要保证工作电流与工作电压的稳定。 15. 焊接后要保证焊接轮廊光滑，不得有严重焊接凹陷，焊接高
度比管模内表面高出3～4mm。 16. 保持焊剂的清洁，没有熔化的焊剂必须经过筛选后方可继续 使用。 17. 焊接后直观检查，若有缺陷，可进行手工补焊。 18. 焊接完后，将管模的受热影响区均匀加热到370～430℃， 并使管模匀速旋转2小时。 19. 将管模缓慢冷却到95～120℃。
湘西民族职业技术学院备课用纸 课题：可锻铸铁与球墨铸铁讲授节数2节 授课班级11-5高模具1 11-5高数控1 11-5高数控2 11-5高数控3 11-5高数控4 授课日期星期日/ 月星期日/ 月星期日/ 月星期日/ 月星期日/ 月教学目的要求：掌握可锻铸铁化学成分；了解可锻铸铁的性能及用途；掌握可锻铸铁的牌号表示方法；了解球墨铸铁的性能；了解球墨铸铁常用热处理工艺种类；掌握球墨铸铁的牌号表示方法。学会正确识别可锻铸铁与球墨铸铁；能正确选用球墨铸铁常用热处理方法。 教学重点：1、可锻铸铁化学成分； 2、可锻铸铁的性能及用途； 3、球墨铸铁的性能。 教学难点：1、可锻铸铁的牌号表示方法； 2、球墨铸铁常用热处理； 3、球墨铸铁的牌号。 作业布置：配套习题册一、5.6.7.8. 二、6.7.8.9.10. 三、4.5.6。 教具：三角板一只。 教学过程转下页课后小结：本次课重点在于学习可锻铸铁及球墨铸铁的组织、性能及牌号，难点在于可锻铸铁及球墨铸铁的热处理工艺。通过学习本节内容，再联系前面第六章学习过的钢的热处理工艺加于比较，看看铸铁的热处理于钢的热处理工艺有何异同。注意一点可锻铸铁是不可以锻造的哦，而球墨铸铁的性能是所有几种铸铁中力学性能最好的。
可锻铸铁，由一定化学成分的铁液浇注成白口坯件，再经退火而成的铸铁，有较高的强度、塑性和冲击韧度，可以部分代替碳钢。可锻铸铁白口铸铁通过石墨化退火处理得到的一种高强韧铸铁。有较高的强度、塑性和冲击韧度，可以部分代替碳钢。它与灰口铸铁相比，可锻铸铁有较好的强度和塑性，特别是低温冲击性能较好，耐磨性和减振性优于普通碳素钢。这种铸铁因具有-定的塑性和韧性，所以俗称玛钢、马铁，又叫展性铸铁或韧性铸铁。 8.2.1 可锻铸铁化学成分 首先浇注成白口铸铁件,然后经可锻化退火(可锻化退火使渗碳体分解为团絮状石墨)而获得可锻铸铁件。可锻铸铁的化学成分是： wC=2.2%～2.8%，wSi=1.0%～1.8%，wMn=0.3%～0.8%，wS≤0.2%，wP≤0.1%。可锻铸铁的组织有二种类型： （1）铁素体(F)+团絮状石墨(G)； （2）珠光体(P)+团絮状石墨(G)。 8.2.2 可锻铸铁的性能及用途 1. 可锻铸铁的性能 白口铸铁的切削加工性能极差，但是经过高温回火后，有较高的强度和可塑性，可以切削加工。由于可锻铸铁中的石墨呈团絮状，对基体的割裂作用较小,因此它的力学性能比灰铸铁高，塑性和韧性好，但可锻铸铁并不能进行锻压加工。可锻铸铁的基体组织不同，其性能也不一样，其中黑心可锻铸铁具有较高的塑性和韧性，而珠光体可锻铸铁具有较高的强度，硬度和耐磨性。 2. 可锻铸铁的用途 黑心可锻铸铁的强度、硬度低，塑性、韧性好，用于载荷不大、承受较高冲击、振动的零件。 珠光体基体可锻铸铁因具有高的强度、硬度，用于载荷较高、耐磨损并有一定韧性要求的重要零件。 8.2.3 可锻铸铁的牌号表示方法 1. 牌号表示方法 可锻铸铁的牌号是由“KTH”（“可铁黑”三字汉语拼音字首）或“KTZ”
第一章绪论 第一节工程概况 一、工程设计总概况: 1.规模:本工程是一栋四层钢筋混凝土框架结构教学楼,使用年限为50年, 抗震设防烈度为8度; 建筑面积约3000㎡, 建筑平面的横轴轴距为6.5m 和2.5m,纵轴轴距为4.5m ;框架梁、柱、板为现浇;内、外墙体材料为混凝土空心砌块, 外墙装修使用乳白色涂料仿石材外墙涂料, 内墙装修喷涂乳胶漆, 教室内地面房间采用水磨石地面, 教室房间墙面主要采用石棉吸音板, 门窗采用塑钢窗和装饰木门。全楼设楼梯两部。 2.结构形式:钢筋混凝土四层框架结构。 1.气象、水文、地质资料: 1气象资料 A.基本风压值:0.35kN/㎡, A.基本雪压值:0.25kN/㎡。 B.冻土深度:最大冻土深度为1.2m; C.室外气温:年平均气温最底-10℃,年平均气温最高40℃; 2水文地质条件 A.土层分布见图1-1,地表下黄土分布约15m ,垂直水平分布较均匀,可塑 状态,中等压缩性,弱湿陷性,属Ⅰ级非自重湿陷性黄土地基。地基承载力特征 值fak=120kN/㎡。
B.抗震设防等级8度,设计基本地震加速度值为0.20g ,地震设计分组为第 一组,场地类别为Ⅱ类。 C.常年地下水位位于地表下8m ,地质对水泥具有硫酸盐侵蚀性。 D.采用独立基础, 考虑到经济方面的因素, 在地质条件允许的条件下, 独立基础的挖土方量是最为经济的,而且基础本身的用钢量及人工费用也是最低的, 整体性好, 抗不均匀沉降的能力强。因此独立基础在很多中低层的建筑中应用较多。 二、设计参数: (一根据《建筑结构设计统一标准》本工程为一般的建筑物,破坏后果严 重,故建筑结构的安全等级为二级。 (二建筑结构设计使用年限为50年, 耐久等级二级(年,耐火等级二级, 屋面防水Ⅱ级。 (三建筑抗震烈度为8度,应进行必要的抗震措施。 (四设防类别丙类。 (五本工程高度为15.3m ,框架抗震等级根据GB50223-2008《建筑工程 抗震设防分类标准》,幼儿园、小学、中学教学楼建筑结构高度不超过24m 的混 凝土框架的抗震等级为二级。 (六地基基础采用柱下独立基础。 图1-1 土层分布 第二章结构选型和结构布置 第一节结构设计
球墨铸铁管安装工艺标准
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１9 球墨铸铁管施工工艺标准 1９.1 适用范围 本标准规定了球墨铸铁管的施工工艺要求、方法和质量控制标准。 本标准适用于建筑群（小区),工作压力不大于１.0MＰa，室外给水管网的给水铸铁管（球墨铸铁管）。 19．２规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容）或修订版不适用于本标准。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB5033-2013 建筑工程施工质量验收统一标准 GB502４2－2002 建筑给排水及采暖工程施工质量验收规范 GB50２68-199７给排水管道施工及验收规范 GB50015－2003 建筑给排水设计规范 GB13２95－2003 –T水及燃气管道用球墨铸铁管、管件和附件 CJJ1０1-２０04 埋地给水管道工程技术规程 19.3 术语 《建筑工程施工质量验收统一标准》与《建筑给排水及采暖工程施工质量验收规范》中的术语适用于本标准。 1、室外给水管网 通过管道及辅助设备，按照建筑物和用户的生产、生活和消防的需要,有组织的输送到用户地点的网络。 2、管道配件 管道与管道或管道与设备连接用的各种零、配件的统称。 19．4 施工准备 Ⅰ技术准备 19.4．1技术准备 1、熟悉施工图纸及相关技术文件并组织图纸会审。 2、根据图纸要求准备相应的施工图集和质量记录表格。 3、根据球墨铸铁管安装现场编制相应的施工方案,并报上级主管部门和监理单位审核批准。施工方案应包含环境保护和职业安全等因素。 4、编制技术交底与安全交底并向作业班组进行书面交底。使作业人员熟悉施工图纸、规范及工艺标准，以达到工期、质量、安全等目标。
球墨铸铁化学成分主要包括碳、硅、锰、硫、磷五大常见元素。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。同普通灰铸铁不同的是，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。? 1、碳及碳当量的选择原则：? 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～%之间，碳当量在～%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。因此，球墨铸铁中碳当量的上限以不出现石墨漂浮为原则。? 2、硅的选择原则：? 硅是强石墨化元素。在球墨铸铁中，硅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（图1），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。球墨铸铁中终硅量一般在—%。选定碳当量后，一般采取高碳低硅强化孕育的原则。硅的下限以不出现自由渗碳体为原则。? 球墨铸铁中碳硅含量确定以后，可用图2进行检验。如果碳硅含量在图中的阴影区，则成分设计基本合适。如果高于最佳区域，则容易出现石墨漂浮现象。如果低于最佳区域，则容易出现缩松缺陷和自由碳化物。 3、锰的选择原则：? 由于球墨铸铁中硫的含量已经很低，不需要过多的锰来中和硫，球墨铸铁中锰的作用就主要表现在增加珠光体的稳定性，促进形成(Fe、Mn)3C。这些碳化物偏析于晶界，对球墨铸铁的韧性影响很大。锰也会提高铁素体球墨铸铁的韧脆性转变温度，锰含量每增加%，脆性转变温度提高10～12℃。因此，球墨铸铁中锰含量一般是愈低愈好，即使珠光体球墨铸铁，锰含量也不宜超过～%。只有以提高耐磨性为目的的中锰球铁和贝氏体球铁例外。? 4、磷的选择原则：? 磷是一种有害元素。它在铸铁中溶解度极低，当其含量小于%时，固溶于基体中，对力学性能几乎没有影响。当含量大于%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，含磷量每增加%，韧脆性转变温度提高4～℃。因此，球墨铸铁中磷的含量愈低愈好，一般情况下应低于%。对于比较重要的铸件，磷含量应低于%。????球墨铸铁中碳硅含量确定以后，可用图2进行检验。如果碳硅含量在图中的阴影区，则成分设计基本合适。如果高于最佳区域，则容易出现石墨漂浮现象。如果低于最佳区域，则容易出现缩松缺陷和自由碳化物。? ?5、硫的选择原则：? 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%。
球墨铸铁的热处理 目前球墨铸铁所采用的热出库工艺有：消除内应力的低温退火；高温石墨化退火；低温石墨化退火；正火与回火；淬火与回火；等温淬火等。球墨铸铁的表面淬火正在扩大应用。对球墨铸铁的化学热处理也在研究应用。 1 球墨铸铁消除内应力的低温退火 球墨铸铁与灰口铸铁比较，容易产生较高的内应力，一般高1-2倍，与白口铸铁的内应力差不多。 消除内应力低温退火的工艺过程是：将铸铁加热到Ac1以下某一温度，保温一段时间，然后随炉缓慢冷却使铸铁完全过渡到稳性温度范围，至200-250℃即出炉空冷。 球墨铸铁消除内应力的倾向性与金属基体有关，珠光体球墨铸铁比铁素体基体为小。例如当退火温度为600℃时，对于珠光体+铁素体和铁素体基体的球墨铸铁保温15小时后可完全消除内应力。而对于珠光体基体的球墨铸铁，要完全消除内应力保温时间长达63小时。但都比钢的消除倾向大。 在保温的前2-3小时内消除内应力的效果最为显著。退火温度愈高，则内应力消除的愈快，愈安全。 目前工厂一般按下述工艺进行：加热速度控制在60-120℃/小时的范围内。避免产生新的内应力。加热温度一般控制在550-650℃之间。对于珠光体基体的球墨铸铁，考虑到当加热温度超过600℃后，可能发生共析渗碳体的石墨化和粒化。所以加热温度适当降低为550-620℃为宜。保温时间为2-8小时。然后随炉缓冷（冷却速度为30-60℃/小时）至200-250℃出炉空冷。采用该工艺退火，可消除铸件中残余应力之90-95%。 2球墨铸铁的高温石墨化退火
球墨铸铁具有较大的向心倾向性。在生产过程中常常由于化学成分选择不当，球化剂加入量过多或孕育剂量不足而造成铸件中出项大量的奥氏体或自由渗碳体；有时由于球墨铸铁中磷量过高或磷的严重偏析倾向，甚至在含磷量为0.05%时就会出现磷共晶。当自由渗碳体和磷共晶总量超过3%时，就使铸件的机械性能变坏，加工困难。在这种情况下就必须采用高温石墨化的方法来予以消除。球墨铸铁高温石墨化退火的工艺是：将铸铁件加热至Ac3+(30-50℃)，保温一段时间进行第一阶段石墨化，然后根据对球墨铸铁基体要求的不同采用不同的冷却方式。加热温度一般为900-960℃。保温时间一般为1-4小时。 高温石墨化以后的冷却，则是根据对球墨铸铁基体的组织要求而定。如果要求获得高韧性的铁素体基体，则在高温保温待第一阶段石墨化完成后，随炉冷却到720-760℃保温进行第二阶段石墨化，以后再炉冷至600℃出炉空冷;也可以直接从高温缓慢冷却通过共析转变温度范围至600℃时出炉空冷，使奥氏体在缓慢冷却过程中直接分解为铁素体及石墨。这时球墨铸铁组织为铁素体+球状石墨。如果要求基体为珠光体，则高温保温后即出炉进行空冷。这时铸铁组织为索氏体型珠光体+少量片状铁素体〔＜10%〕+球状石墨。
2 .计算书 某大学7层学生宿舍楼，采用钢筋混凝土框架结构，没有抗震设防要求，设计年限为50年，试设计该结构(限于篇幅，本例仅介绍 轴框架结构的设计)。 2.1设计资料 7层钢筋混凝土框架结构学生宿舍，设计使用年限为50年，其建筑平面图和剖面图分别如图1-1、图1-2所示，L 1=6m ，H 1=4.5m 。 (1)设计标高：室内设计标高土0.000相当于绝对标高4.400m ，室内外高差600mm 。 (2)墙身做法：墙体采用灰砂砖，重度γ=18kN/m 3 ，外墙贴瓷砖，墙面重0.5kN/㎡，内 墙面采用水泥粉刷，墙面重0.36kN/㎡。 (3)楼面做法：楼面构造层的恒载标准值为1.56kN/㎡；楼面活荷载标准值为2.5kN/㎡。 (4)屋面做法：屋面采用柔性防水，屋面构造层的恒载标准值为3.24 kN/㎡；屋面为上人屋面，活荷载标准值为2.0kN/㎡。 (5)门窗做法：木框玻璃窗重0.3kN/㎡,木门重0.2kN/㎡。 (6)地质资料：位于某城市的郊区，底层为食堂，层高4.5m ,2~7层位学生宿舍。 (7)基本风压：4.00=ω 2 m kN 。 (8)材料选择：混凝土强度等级C35，钢筋级别HRB400和HPB300。 图1-1 建筑平面图 2.2 结构布置及结构计算简图的确定
结构平面布置如图2-1所示。各梁柱截面尺寸确定如下： 图2-1 结构平面布置图 边跨(AB 、CD 跨)梁： mm l l h )1000~7.666(8000121 )121~81(=?==， 取mm h 1000=；h b ) 3 1 ~21(=，取 mm b 400=。 边柱和中柱(A 轴、B 轴、C 轴)连系梁：取mm mm h b 500250?=?；中柱截面均为mm mm h b 600500?=?，边柱截面均为mm mm h b 500450?=?现浇楼板厚mm 120。 结构计算简图如图3-59所示根 据地质资料，确定基础顶面标高为mm 1500-，由此求得底层层高为 mm 5.6。 各梁柱构件的线刚度经计算后列于图2-2。其中在求梁截面惯性矩时考虑到现浇楼板的作用，取02I I =（0I 为考虑楼板翼缘作用的梁截面 惯性矩）。 图 2-2 结构计算简图：单位；×10-3E （m 3）
球墨铸铁化学成分集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]
球墨铸铁化学成分主要包括碳、硅、锰、硫、磷五大常见元素。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。同普通灰铸铁不同的是，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。 1、碳及碳当量的选择原则： 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。因此，球墨铸铁中碳当量的上限以不出现石墨漂浮为原则。 2、硅的选择原则： 硅是强石墨化元素。在球墨铸铁中，硅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（图1），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。球墨铸铁中终硅量一般在1.4—3.0%。选定碳当量后，一般采取高碳低硅强化孕育的原则。硅的下限以不出现自由渗碳体为原则。 球墨铸铁中碳硅含量确定以后，可用图2进行检验。如果碳硅含量在图中的阴影区，则成分设计基本合适。如果高于最佳区域，则容易出现石墨漂浮现象。如果低于最佳区域，则容易出现缩松缺陷和自由碳化物。 3、锰的选择原则： 由于球墨铸铁中硫的含量已经很低，不需要过多的锰来中和硫，球墨铸铁中锰的作用就主要表现在增加珠光体的稳定性，促进形成(Fe、Mn)3C。这些碳化物偏析于晶界，对球墨铸铁的韧性影响很大。锰也会提高铁素体球墨铸铁的韧脆性转变温度，锰含量每增加0.1%，脆性转变温度提高10～12℃。因此，球墨铸铁中锰含量一般是愈低愈好，即使珠光体球墨铸铁，锰含量也不宜超过0.4～0.6%。只有以提高耐磨性为目的的中锰球铁和贝氏体球铁例外。 4、磷的选择原则： 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，含磷量每增加0.01%，韧脆性转变温度提高4～4.5℃。因此，球墨铸铁中磷的含量愈低愈好，一般情况下应低于0.08%。对于比较重要的铸件，磷含量应低于0.05%。球墨铸铁中碳硅含量确定以后，可用图2进行检验。如果碳硅含量在图中的阴影区，则成分设计基本合适。如果高于最佳区域，则容易出现石墨漂浮现象。如果低于最佳区域，则容易出现缩松缺陷和自由碳化物。 5、硫的选择原则： 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%。
浅埋式闭合框架结构设计 结构计算书
一，截面尺寸 设S为600mm,则有h1=S+h=600+600=1200(mm),可得 h+S/3=800≤h1=1200, 如右图所示。 二，内力计算 1计算弯矩M 1.1.结构的计算简图和基本结构如下 图。 1.2典型方程 弹性地基梁上的平面框架的内力计算可以采用结构力学中的力法，只是需要将下侧（底板）按弹性地基梁考虑。 由图-1的基本结构可知，此结构是对称的，所以就只有X1和X2，即可以得出典型方程为： 图-1截面图
系数是指在多余力x i 的作用下，沿着x i 方向的位移，△iP 是指在外荷载的作用下沿x i 的方向的位移，按下式计算： δij =δ‘ij +b ij △ij =△’iP +b ip δ’ij =ds i ∑? EJ Mj M δij ---框架基本结构在单位力的作用下产生的位移（不包括地板）。 b ij ---底板按弹性地基梁在单位力的作用下算出的切口处x i 方向的位移； △ ’iP---框架基本结构在外荷载的作用下产生的位移； b ip ---底板按弹性地基梁在外荷载的作用下算出的切口处x i 方向的位移。 1.2求δ‘ij 和△’iP ； X 1δ11+X 2δ12+△1P =0 X 1δ21+X 2δ22+△2P =0 图-3 M 1 图-4 M 2
M 1=1×L y =3.4(kNm) M 2=1(kNm) M P 上=1/2×q 1×(L X /2)=66.15(kNm) M P 下=1/2×q 1×(L X /2)+1/2×q 2×L y 2=193.31(kNm) M1 Q 10 M2 Q 20 M P 上 M P 下 M P 下-M P 上 -3.4 0 -1 0 66.15 193.31 127.16 以上摘自excel 文件； 根据结构力学的力法的相关知识可以得到： δ’11= EI y 2 1L 2/3M =4.85235E-05 δ’12=δ’21=EI L M y 1=2.14074E-05 δ’22= EI L L 2x y +?=2.03704E-05 图-5 M q
球墨铸铁简介： 球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到球状石墨，有效地提高了铸铁的机械性能，特别是提高了塑性和韧性，从而得到比碳钢还高的强度。球墨铸铁是20世纪五十年代发展起来的一种高强度铸铁材料，其综合性能接近于钢，正是基于其优异的性能，已成功地用于铸造一些受力复杂，强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。球墨铸铁已迅速发展为仅次于灰铸铁的、应用十分广泛的铸铁材料。所谓“以铁代钢”，主要指球墨铸铁。 析出的石墨呈球形的铸铁。球状石墨对金属基体的割裂作用比片状石墨小，使铸铁的强度达到基体组织强度的70～90％，抗拉强度可达120kgf/mm2，并且具有良好的韧性。球墨铸铁除铁外的化学成分通常为：含碳量3.6～3.8％，含硅量2.0～3.0％，含锰、磷、硫总量不超过1.5％和适量的稀土、镁等球化剂。 制造步骤： （一）严格要求化学成分，对原铁液要求的碳硅含量比灰铸铁高，降低球墨铸铁中锰，磷，硫的含量 （二）铁液出炉温度比灰铸铁更高，以补偿球化，孕育处理时铁液温度的损失（三）进行球化处理，即往铁液中添加球化剂 （四）加入孕育剂进行孕育处理 （五）球墨铸铁流动性较差，收缩较大，因此需要较高的浇注温度及较大的浇注系统尺寸，合理应用冒口，冷铁，采用顺序凝固原则 （六）进行热处理
球墨铸铁中所含的化学成分及其含量对性能的影响 球墨铸铁化学成分主要包括碳、硅、锰、硫、磷五种元素。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
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可锻铸铁，由一定化学成分的铁液浇注成白口坯件，再经退火而成的铸铁，有较高的强度、塑性和冲击韧度，可以部分代替碳钢。可锻铸铁白口铸铁通过石墨化退火处理得到的一种高强韧铸铁。有较高的强度、塑性和冲击韧度，可以部分代替碳钢。它与灰口铸铁相比，可锻铸铁有较好的强度和塑性，特别是低温冲击性能较好，耐磨性和减振性优于普通碳素钢。这种铸铁因具有-定的塑性和韧性，所以俗称玛钢、马铁，又叫展性铸铁或韧性铸铁。 8.2.1 可锻铸铁化学成分 首先浇注成白口铸铁件,然后经可锻化退火(可锻化退火使渗碳体分解为团絮状石墨)而获得可锻铸铁件。可锻铸铁的化学成分是： wC=2.2%～2.8%，wSi=1.0%～1.8%，wMn=0.3%～0.8%，wS≤0.2%，wP≤0.1%。可锻铸铁的组织有二种类型： （1）铁素体(F)+团絮状石墨(G)； （2）珠光体(P)+团絮状石墨(G)。 8.2.2 可锻铸铁的性能及用途 1. 可锻铸铁的性能 白口铸铁的切削加工性能极差，但是经过高温回火后，有较高的强度和可塑性，可以切削加工。由于可锻铸铁中的石墨呈团絮状，对基体的割裂作用较小,因此它的力学性能比灰铸铁高，塑性和韧性好，但可锻铸铁并不能进行锻压加工。可锻铸铁的基体组织不同，其性能也不一样，其中黑心可锻铸铁具有较高的塑性和韧性，而珠光体可锻铸铁具有较高的强度，硬度和耐磨性。 2. 可锻铸铁的用途 黑心可锻铸铁的强度、硬度低，塑性、韧性好，用于载荷不大、承受较高冲击、振动的零件。 珠光体基体可锻铸铁因具有高的强度、硬度，用于载荷较高、耐磨损并有一定韧性要求的重要零件。 8.2.3 可锻铸铁的牌号表示方法 1. 牌号表示方法 可锻铸铁的牌号是由“KTH”（“可铁黑”三字汉语拼音字首）或“KTZ”
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910217234.4 (22)申请日 2019.03.21 (71)申请人 长春工业大学 地址 130000 吉林省长春市延安大路17号 (72)发明人 王柏树 陈华 贾素秋 韩英 (74)专利代理机构 吉林省长春市新时代专利商 标代理有限公司 22204 代理人 石岱 (51)Int.Cl. C21D 5/00(2006.01) (54)发明名称一种有效提高球墨铸铁硬度的热处理方法(57)摘要本发明属于热处理技术或者球墨铸铁结构材料加工技术领域，采用低的双临界温度进行奥氏体化并淬火加低温回火。具体说是：第一个临界温度是共析转变点A 1，在其下临近温度保温，球墨铸铁基体由共析向亚共析成分过渡；第二个临界温度是亚共析钢的奥氏体化温度A 3点，在其下或临近温度保温，基体以亚共析钢不充分的奥氏体化为主要特征，淬火后，从球状石墨边缘到树枝晶间界面，得到树枝晶为单元的梯度化控制的组织，是少量未转变的铁素体增韧的亚温淬火组织，包括共析钢和近共析钢的细小马氏体和没有完全溶解的碳化物；低温回火降低淬火应力，使基体增韧。还有工艺成品率高、耐磨性优，降低能耗、环境友好、 简便易行等优点。权利要求书1页 说明书6页 附图4页CN 109852773 A 2019.06.07 C N 109852773 A
权 利 要 求 书1/1页CN 109852773 A 1.一种有效提高球墨铸铁硬度的热处理方法，其特征在于：该热处理方法是对等温淬火球墨铸铁或者针对高淬透性球墨铸铁进行双临界热处理，具体步骤如下：1）、原料选择，选择等温淬火球墨铸铁或含Ni、Mn、Mo的高淬透性和高的等温淬火淬透性球墨铸铁作为热处理原料； 2）、所述的双临界热处理又分为双临界淬回火法或双临界等温淬火法： a、当采用双临界淬回火法时其步骤如下： ①、第一段临界处理，对照球墨铸铁基体的化学成分，比较相应成分的共析钢的A1点，将步骤1中的原料在临界温度以下或附近进行低临界温度保温石墨化退火，这时在球状石墨周围的基体发生石墨化，即珠光体中的渗碳体分解和碳脱溶，扩散到临近石墨，降低基体碳含量，使亚共析化或铁素体化，与球状石墨界面处基体的碳浓度为梯度最低点；工艺温度为670～750℃，保温30～120分钟； ②、第二段临界处理，经过所述低临界温度石墨化退火后，材料基体的碳浓度发生变化，对照该基体的新的化学成分，比较相应成分的亚共析钢的A3点，在临界温度附近进行奥氏体化高临界温度淬火加热，为基体淬火做组织准备，保温进行不充分的奥氏体化，有少量未转变铁素体和未分解或溶解的渗碳体；选择A3以下临近的温度，处于G+α+γ三相共存区，工艺温度为760～820℃，保温20～60分钟； ③、冷水淬火处理，步骤②中不充分的奥氏体化保温后淬火，从球状石墨边缘到树枝晶间的界面，使基体获得马氏体为主体的多相结构，梯度化控制树枝晶内的组织分布；淬火介质选用冷水； ④、低温回火，步骤②、③后，及时进行低温回火，降低马氏体转变所带来的淬火组织应力，继续增韧前三段①、②、③工序处理后的球墨铸铁；选用热风循环式低温回火炉或者流态床式炉，进行低温回火，工艺温度为150～250℃，保温60～150分钟，出炉空冷; b、当采用双临界等温淬火法时其步骤如下： ①、第一段临界处理，对照球墨铸铁基体的化学成分，比较相应成分的共析钢的A1点，将步骤1中的原料在临界温度以下或附近进行低临界温度保温石墨化退火，这时在球状石墨周围的基体发生石墨化，即珠光体中的渗碳体分解和碳脱溶，扩散到临近石墨，降低基体碳含量，使亚共析化或铁素体化，与球状石墨界面处基体的碳浓度为梯度最低点；工艺温度为670～750℃，保温30～150分钟； ②、第二段临界处理，经过所述低临界温度石墨化退火后，材料基体的碳浓度发生变化，对照该基体的新的化学成分，比较相应成分的亚共析钢的A3点，在临界温度附近进行奥氏体化高临界温度淬火加热，为基体淬火做组织准备，保温进行不充分的奥氏体化，有未分解或溶解的渗碳体；推荐选择A3以上临近温度，工艺温度为780～870℃，短时保温15～60分钟，； ③、盐浴等温淬火处理，步骤②中奥氏体化保温后等温淬火，从球状石墨边缘到树枝晶间的界面，使基体获得含有马氏体的多相结构，梯度化控制树枝晶内的组织分布；盐浴温度特征：控制在200～270℃这一较低的等温淬火温度范围。 2