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球磨铸铁为何本体试片与单铸试片球化圆整(一)
球化分级
球化分级(摘自GB/T9441-1988)
发布时间： 2007-3-1 13:34:34 浏览次数： 4
球化分级 1级
说明
石墨呈球状,少量团状,允许极少量团絮状
石墨大部分呈球状,余为团状和极少量团絮状
石墨大部分呈团状和球状,余为团絮状,允许有极少量蠕虫状 石墨大部分呈团絮状和团状,余为球状和少量蠕虫状 石墨呈分散分布的蠕虫状、球状、团状、团絮状
石墨呈聚集分布的蠕虫状、片状及球状、团状、团絮状
球化率/% 》95
2级 90-<95
3级 80-<90
4级 70-<80
5级 60-<70
6级
资讯来源： 国家标准化管理委员会 发布人： 国际铸业咨询
单铸试块的力学性能(摘自GB/T1348-1988)
发布时间： 2007-3-1 12:17:46 浏览次数： 5
单铸试块的力学性能(摘自GB/T1348-1988) 牌号 QT400-18 QT400-15 QT450-10 QT500-7 QT600-3 QT700-2 QT800-2 QT900-2
抗拉强度σ/Mpa 最小值 400 400 450 500 600 700 800 900
屈服强度σ/Mpa 250 250 310 320 370 420 480 600
断后伸长率σ/Mpa 18 15 10 7 3 2 2 2
供参考 硬度HBS 130-180 130-180 160-210 170-230 190-270 225-305 245-335 280-360
主要金相组织 铁素体 铁素体 铁素体 珠光体+铁素体 珠光体+铁素体 珠光体
珠光体或回火组织 贝氏体或回火马氏体
资讯来源： 国家标准化管理委员会 发布人： 国际铸业咨询网
3强化熔化及球化孕育工艺，引进和推广包外孕育工艺。
3.1冲天炉在熔炼之前，必须要根据铸件要求进行配料计算，而配料计算的基础是必须先知道铸件所需的化学成份以及原材料（生铁、回炉铁、废钢、铁合金等）的化学成份，同时要根据以往的熔炼经验得出各元素的烧损率。一般是碳、硫增加，硅锰烧损。根据烧损率初步确定烧损方案，反复试验，确定最佳方案。在此过程前后，必须要工艺管理严格，各种原材料辅料严格称重计量，及时做好化学成份及金相的检验，提供准确的各项数据。
3.2球化剂采用鲁山生产的铁素体球铁专用稀土镁合金，加入量为1.1-1.3%，用茶壶式浇包，在底部一侧预先砌一隔墙，将球体化剂破碎成小块放入其内，表面覆盖一层硅铁粉，再盖草木灰。出铁水时先出2/3待反应翻动平稳后扒渣，再补其余铁水，同时在出铁槽加入0.5%左右的75siFe硅铁，进行孕育处理，迅速搅拌扒渣，复草灰后可浇注。
3.3引进先进孕育剂:原材料是基础，孕育是关键。球铁件最终性能的好坏，在很大程度上取决于孕育效果的好坏，生产铁素体球铁更是关键。但传统的包内孕育方法容易产生铸态碳化物和反白口，即使热处理也难以完全消除。直到引进了包外孕育新工艺，采用了湖北内燃机配件厂球铁研究所研制出的适应包外孕育工艺使用的SRCB高效孕育剂，才可使铸态铁素体球铁这一材料铸造获得真正成功。
3.4包外孕育是在浇注时，将一特制漏斗安装在浇包茶壶嘴上方，用一定量小铁勺将占型腔所需铁水重量的0.10-0.15%的SRCB孕育剂加入斗中，在自重作用下，使孕育剂均匀地随铁水进入型腔，从而达到孕育的目的。或是将孕育剂定量后倒入型腔，然后倒铁水。实验表明该孕育量达到0.15%就能达到最佳效果。 4试样组织及性能检测
浇注数根Ф25×120试棒，带回试验室进行力学性能检测及金相分析。 4.1浇铸试样的显微组织基体中F%>80%，石墨球圆整、细小、分布均匀。 4.2试样力学性能：
σb1=460MPa, δ1=12%，HB1=170 σb2=465MPa, δ2=11%，HB2=177 σb3=469MPa, δ3=11%，HB3=180 σb4=461MPa, δ4=11%，HB4=178
4.3包外孕育使石墨球圆整、细小、分布均匀，改善磷共晶的分布形态，减少了它的数量和尺寸，对消除铸态碳化物尤见成效，能提高铸件的机械性能和疲劳强度，抗衰退能力强，能有效地促进铁素体的形成，也能有效地消除皮下气孔。 5总结
综上所述，在控制好各元素含量的前题下，采用SRCB高效复合孕育剂可用于生产铸态铁素体球墨铸铁，与热处理相比，可降低成本200元/吨左右。同时可有效地消除皮下气孔，消除碳化物，基本上不存在内部缩松现象。经过半年多的摸索实践，特别是采用了包内孕育和包外瞬时孕育相结合的方法，该厂终于生产出了合格产品，其性能特点为：塑性和韧性较高，强度较低，用于制造受力较大而又承受震动和冲击的零件，千斤顶底座和顶帽系列配套产品和其他汽车配件产品，每月生产量达到了100吨以上，质量稳定，不需热处理，无出现批量报废和退货现象，创造了较好的经济效益和社会效益。
球磨铸铁为何本体试片与单铸试片球化圆整(二)
球墨铸铁
球墨铸铁
球墨铸铁是指铁液经球化处理后，使石墨大部或全部呈球状形态的铸铁。
与灰铸铁比较，球墨铸铁的力学性能有显著提高。因为它的石石墨呈球状，对基体的切割作用最小，可有效地利用基体强度的70％～80％灰铸铁—般只能利用基体强度的30％。球墨铸铁还可以通过合金化和热处理，进一步提高强韧性、耐磨性、耐热性和耐蚀性等各项性能。球墨铸铁自1947年问世以来，就获得铸造工作者的青睐，很快地投入了工业性生产。而且，各个时期都有代表性的产品或技术。20世纪50年代的代表产品是发动机的球墨铸铁曲轴，20世纪60年代是球墨铸铁铸管和铸态球墨铸铁，20世纪70年代是奥氏体-贝氏体球墨铸铁，20世纪80年代以来是厚大断面球墨铸铁和薄小断面轻量化、近终型球墨铸铁。
如今，球墨铸铁已在汽车、铸管、机床、矿山和核工业等领域获得广泛的应用。据统计，2000年世界的球墨铸铁产量已超过1500万吨o
球墨铸铁的牌号是按力学性能指标划分的，国标GB/T 1348－1988《球墨铸铁件》中单铸试块球墨铸铁牌号，见表1。【球磨铸铁为何本体试片与单铸试片球化圆整】
球墨铸铁中常见的石墨形态有球状、团状、开花、蠕虫、枝晶等几类。其中，最具代表 性的形态是球状。在光学显微镜下观察球状石墨，低倍时，外形近似圆形；高倍时，为多边形，呈辐射状，结构清晰。经深腐蚀的试样在SEM中观察，球墨表面不光滑，起伏不平，形成一个个泡状物。经热氧腐蚀或离子轰击后的试样在SEM中观察，球墨呈年轮状纹理，且被辐射状条纹划分成多个扇形区域；经应力腐蚀即向试样加载应力后观察，呈现年轮状撕 裂和辐射状开裂。球墨是垂直0001面向各个方向生长的，从而形成很多个从核心向外辐射的角锥体二维为扇形区域，0001面即呈年轮状排列。在SEM中看到的年轮状及辐射状条纹或裂纹，就是球墨晶体学特征的反映。
球墨铸铁一般为过共晶成分，因此球状石墨的长大，应包括两个阶段：①先共晶结晶阶段，球墨核心形成后，在铁液及贫碳富铁的奥氏体晕圈中长大。②共晶结晶阶段，球墨周围形成奥氏体外壳，即球墨-奥氏体共晶团。此时，球墨是在奥氏体壳包围下长大的。虽然球墨在共晶阶段的长大速度比在液态阶段迟缓，但球墨的大部分是在共晶阶段长大的。球墨铸铁的共晶团比灰铸铁的共晶团细小，其数量约为灰铸铁的50～200倍。还应说明，球墨铸铁的共晶结晶是一种变态共晶，即球墨和奥氏体均可在单独、互不依存的情况下长大。
为了评价石墨球化的好坏，国标GB/T 9441－1988《球墨铸铁金相检验》将球化等级分为6级，见表2。这是根据观察视场内各种石墨的相对数量及球化率的高低划分的。
石墨球的数量是衡量球墨铸铁质量的一项重要指标。某些工厂在检验中，只注意球化率，忽视石墨球数，是不全面的。理由是：①石墨球数增加，球径减小，球墨圆整度提高，分布也趋于均匀。②用石墨球数来评价球墨铸铁的孕育效果，是一种有效、直观的方法。③球墨铸铁中的球数基本上反应了共晶团数。④在薄壁铸件中，铸态是否出现渗碳体，主要取决于石墨球数。美国铸造师协会AFS把石墨球数分成7级，见表1-3-3。由表可见，石墨球径和石墨球数之间的对应关系较好，而石墨大小和石墨球数之间的对应关系则较差。【球磨铸铁为何本体试片与单铸试片球化圆整】
球化处理是球墨铸铁的关键工序。大致来说，球化处理的历史经历了两个阶段：①20世纪50年代，以纯镁和压入法为主：②20世纪60年代中期开始，以稀土镁合金球化剂和冲入法为主，还相继采用了盖包法、型内法和密流法，20世纪80年代又采用了喂丝法工艺。将纯镁与稀土镁球化剂比较：纯镁的球化能力强，球墨圆整，白口化倾向小，缺点是反应激烈，铁液沸腾，安全性差，还难以避免缩松、夹渣和皮下气孔等铸造缺陷；合金球化剂的稀土，有脱硫去气的作用，能减少缩松、夹渣等铸造缺陷，生产也较安全，但石墨的圆整度往往稍逊于纯镁处理的球墨铸铁，且白口化倾向较大。
孕育处理是球化处理后不可或缺的工序。它能促进石墨化，增加石墨球数，提高石墨圆整度。但加强孕育并不是一味提高孕育量和增加孕育次数。孕育过量，反而会造成孕育缺陷，如缩松、缩孔和石墨漂浮等：孕育剂颗粒大，未曾熔化，残留于铸件内，会成为“硬点”。孕育处理是受多种因素制约的，睹如孕育剂种类，孕育剂粒度、孕育剂数量、孕育方式、铁液温度和孕育位置等等，总之应使处于饱和孕育状态的铁液尽可能接近铁液凝固的瞬间，这样才能以最小的孕育重达到最大的孕育效果。
表3中8个牌号的球墨铸铁，QT900-2一般用热处理制取例如等温淬火，其余7个牌号分别为珠光体、珠光体+铁素体和铁素体球墨铸铁。在球墨铸铁生产初期，这些牌号都是用正火或退火获得基体组织的，如今都可以由铸态制取了。
生产铸态铁素体球墨铸铁必须注意：①采用低锰wMn<0.03％、低磷wP<0.07％、低硫wS<0.025％生铁。还应考虑促进碳化物形成元素的影响：碳化物系数
CS=Mn+15Cr+20V+30B+10S+7Mo+5Sn+1.5P，其值应取CS<0.8。②控制终硅量，在铁素体达到要求的前提F，尽量降低终硅量。例如，美国某些工厂的终硅量为wSi2.2％～2.4％。③降低终硅量又要不出现白口，就应该加强孕育，采用浇口杯孕育、型内孕育等后期孕育工艺，增加石墨球数，这对薄壁铸件尤为重要。④控制残留稀土的wRE，薄壁铸件为0.015％～0.03％，厚壁铸件为0.02％～0.04％。
生产铸态珠光体球墨铸铁必须注意：①采用低磷低硫生铁，严格控制有害微量元素的含量。②”Mn以0.25％～0.50％为宜。⑧为了增加珠光体含量，常用的合金化元素有铜、锡、锑等；若以铜对珠光体的作用为1，则锡、锑的作用分别为10倍和100倍。厚壁铸件宜加入适量的铜。锡易形成晶间碳化物，加入量要控制。④加强孕育，防止出现碳化物。
各种牌号铸态球墨铸铁中珠光体与铁素体的相对数量，与球墨铸铁生产的初期比较，珠光体球墨铸铁中的铁素体量己上升。例如，QT700-2允许铁素体为35％体积分数，这已趋向于混合基体了。
球墨铸铁的铸造缺陷如缩孔、缩松、夹渣、反白口等，是其他铸铁都有的，有些缺陷如球化不良、球化衰退等，则是球墨铸铁特有的。
球磨铸铁为何本体试片与单铸试片球化圆整(三)
球墨铸铁牌号及单铸试块力学性能
球墨铸铁牌号及单铸试块力学性能
表41球墨铸铁件单铸试块的牌号和力学性能 牌号 抗拉强度屈服强
ób/MPa
ó0.2/MPa
度
伸长度δ(%)
供参考
≥
QT400-18 400 250 QT400-15 400 250 QT450-10 450 310 QT500-7
500
320
QT600-3
600
370
QT700-2 700 420 QT800-2
800
480
QT900-2
900
600
表42球墨铸铁件附铸试块的牌号和力学性能 牌号 壁厚/mm 抗拉强度ób/MPa ≥
QT400-18A
>30～60 390 >60～200
370
QT400-15A
>30～60 390 >60～200
370
QT500-7A
>30～60 450 >60～200 420
QT600-3A
>30～60
600
18 15 10 7
3
2 2
2
屈服强度
ó0.2/MPa
250 240 250 240 300 290 360
布氏硬
主要金
度HBS 相组织
130～铁素体 180 130～铁素体 180 160～铁素体 210 170～铁素体230
+珠光体 190～珠光体270
+铁素体 225～珠光体 305 245～珠光体335
或回火组织 280～贝氏体360
或回火马氏体
伸长率δ (%) 供参考
布氏
主要硬度金相HBS
组织 18 130铁素12 ～体 180 15 130铁索12 ～体 180 75
170铁素～体+240
珠光僻 31
180
珠光
>60～200
QT700-2A
>30～60 >60～200
(2)用途见表43。
550 700 650
340 400 380
21
～270 220～320【球磨铸铁为何本体试片与单铸试片球化圆整】
体+铁素僻 珠光体
表43球墨铸铁件的特性和应用 牌号 主要特性 QT400-18 QT400-15
性，常温时冲击韧度高，而且脆性转变温度低，同时低温韧性也很好
应用举例
型二铧犁、悬挂犁上的犁柱、
犁托、犁侧板、牵引架、收割机及割草机上的导架、差速器壳、护刃器
汽车、拖拉机、手扶拖拉机：牵引框、轮毂、驱动桥壳体、离合器壳、差速器壳、离合器拨叉、弹簧吊耳、汽车底盘悬挂件通用机械：1.6～6.4MPa阀门的阀体、阀盖、支架；压缩机上承受一定温度的高低压气缸、输气管其他：铁路垫板、电机机壳、齿轮箱、气轮
具有良好的焊接性和可加工农机具：重型机引五铧犁、轻
QT450-10 QT500-7
壳
焊接性、可加工性均较好，塑性略低于QT400-18，而强度与小能量冲击韧度优于QT400-18 具有中等强度与塑性，被切削内燃机的机油泵齿轮，汽轮机性尚好 中温气缸隔板、水轮机的阀门
体、铁路机车车辆轴瓦、机器
座架、传动轴、链轮、飞轮、电动机架、千斤顶座等
内燃机：5～4000马力柴油机和汽油机的曲轴、部分轻型柴油机和汽油机的凸轮轴、气缸套、连杆、进排气门座农机具：脚踏脱粒机齿条、轻负荷齿轮、畜力犁铧机床：部分磨床、铣床、车床的主轴
通用机械：空调机、气压机、冷冻机、制氧机及泵的曲轴、缸体、缸套冶金、矿山、起重机械：球磨机齿轴、矿车轮、
QT600-3 中高强度，低塑性，耐磨性较好
桥式起重机大小车滚轮
QT700-2 QT800-2
QT900-2
有较高的强度、耐磨性，低韧性(或低塑性)
有高的强度、耐磨性、较高的弯曲疲劳强度、接触疲劳强度和一定的韧性
农机具：犁铧、耙片、低速农用轴承套圈汽车：曲线齿锥齿轮、转向节、传动轴拖拉机：减速齿轮内燃机：凸轮轴、曲轴
高炉用铸铁技术要求
4.1 高炉用铸铁冷却壁的本体材质可采用灰铸铁、球墨铸铁，如需方另有要求可协商确定。力学性能应符合表1、表2的规定，冲击值见表3。 4.2 高炉用铸铁冷却壁的金相组织应达到表4要求。
表1 单铸试块（棒）的力学性能
表2 附铸试块的力学性能
表3 附铸试块（V型缺口）试样的冲击值（室温23℃±5℃）
表4 金相组织
球磨铸铁为何本体试片与单铸试片球化圆整(四)
铸态QT400―18球墨铸铁生产工艺的应用
[摘 要]文章主要针对废钢增碳、增硅生产QT400-18球墨铸铁工艺的应用展开了探讨，详细阐述了化学元素的影响及选择，并对球墨铸铁的生产工艺作了系统的分析研究。 [关键词]铸态球墨铸铁；生产工艺；化学元素
[DOI]10. 13939/j. cnki. zgsc. 2016. 06. 060
所谓的球墨铸铁，是指通过球化和孕育处理得到球状石墨，其可以有效地提高铸铁的机械性能，特别是提高塑性和韧性，从而得到比碳钢还高的强度。它在如今的工业生产中有着广泛的应用。因此，我们需要保证球墨铸铁的生产质量，以为相关的工业生产打下坚实的基础。基于此，文章就废钢增碳、增硅生产球墨铸铁工艺的应用进行了探讨。
1 化学元素的影响及选择
化学成分对球墨铸铁的性能有较大影响。合理的化学成分是铸件力学性能和金相组织合格的前提。对高韧性球墨铸铁来说，在高碳当量的前提下，应满足高碳、低锰、低磷、低硫的原则。
1. 1 碳
碳是强石墨形成元素，促进石墨化。一般来说含碳量高，易保证球化，获得球形石墨，且增加石墨数量。若石墨球形态好，数量多，直径小，则对基体的断裂就越小，力学性能也就越高。因此，应选择较高的碳量，碳含量不够的话可以采用增碳的方法实现。但含碳量也不能过高，否则容易产生石墨漂浮、石墨破碎等缺陷。一般碳的含量为：3. 5%～3. 8%。
1. 2 硅
硅是强促进石墨化元素，硅若以孕育方式加入其作用更显著。硅含量不够的话可以采用增硅的方法实现。含硅量增加，白口倾向减少，细化石墨，提高石墨球的圆整度。但硅量过高，会提高韧性-脆性转变温度，引发铸件脆性。含硅量控制在2. 3%～2. 8%。
1. 3 锰
锰是阻碍石墨化元素，具有稳定渗碳体，提高强度，降低塑性和韧性，所以尽量降低锰含量，控制在0. 5%以下，尤其是高韧性球墨铸铁。
1. 4 磷
磷是有害元素，极易偏析，含量较高会形成硬而脆的磷共晶，降低塑性和韧性。应尽可能降低磷元素的含量，控制在0. 04%以下。
1. 5 硫
硫也是有害元素，硫与稀土的亲和力很强，消耗球化剂，对球化效果和韧性、冲击性能影响较大，因此将硫控制在0. 02%以下。
1. 6 镍
镍是一种面心方晶体结构石墨化元素，富于韧性、滑稳面多、易于发生滑移变型的方面多，对塑性、韧性的贡献较大。在低温高韧性球墨铸铁中加入适量的镍可以强化铁素体基体，含量控制在0. 3%以下。
1. 7 残留镁和稀土
球墨铸铁的石墨球数随着残留镁的增加而增加，但残留镁量超过一定数值后石墨球数会不增反减。较高的残留镁量还会影响到石墨的圆整度，增加缩松、缩孔等。在确保石墨球化的前提下，把残留镁量控制在越低越好，因此，残留镁量应控制在0. 025～0. 05。
2 高韧性球墨铸铁的熔炼工艺
2. 1 原、辅材料选择
熔炼高韧性球墨铸铁的主要材料是废钢（低碳钢）、增碳剂、硅铁、回炉料、球化剂、孕育剂等。原材料应无油、无锈、低锰、低硫、成分明确。
2. 2 配料
高韧性球墨铸铁的熔炼配料单见表1。
表1 QT400-18球墨铁配料单单位：%
材料[]废钢[]回炉料[]增碳剂[]硅铁[]球化剂[]孕育剂
比例[]≤85[]≥15[]3. 5～6. 0[]1. 5～2. 5[]1. 1～1. 5[]0. 8～1. 0[BG）F][HT]
2. 3 熔炼操作
按比例称料，然后按顺序向中频电炉内加料，加料顺序为：回炉料→废钢→增碳剂→硅铁→回炉料→废钢。送电开始熔炼。全部炉料添加完毕，升温至1480℃～1500℃，化碳时间5～10分钟，扒渣取样进行光谱分析。若成分符合原铁液成分要求，调至1430℃～1470℃的工艺温度，开始出铁球化孕育处理。若成分不满足要求，按比例调整成分，取样化验，直至满足要求为止，升温至工艺要求的球化孕育温度出铁。
2. 4 球化、孕育工艺
球化处理是生产合格球墨铸铁的关键，只有球化良好，孕育方法得当，才能得到石墨球圆整、均匀、晶粒细小、致密的球墨铸铁。所以生产球墨铸铁球化、孕育处理是关键。球化采用的钢包为球铁包，修筑能盛放所需球化剂、覆盖孕育剂的堤坝。球化方式采用冲入法球化。具体操作为：①球铁包烘烤至暗红色。②将铁液量1. 4%～1. 5%、粒度为10～25mm、预热温度100℃～150℃的球化剂颗粒放至堤坝包的一侧，冲实，上面均匀覆盖铁液量0. 2%～0. 3%、粒度15～20mm的75SiFe孕育剂，铺平、冲实，表面用珍珠岩覆盖，最后在孕育硅铁上加盖和包坝一侧形状类似的球铁板，主要作用是放缓前期球化剂反应速度，减少球化剂烧损，达到良好球化的目的。③出铁1/3左右时开始采用随流孕育，操作方法是制作工装，采用滑槽的形式从炉台上随着铁水均匀的将孕育剂添加至球化包，铁水出完，孕育剂也同时添加完毕。孕育剂采用3～5mm的硅铁颗粒，使用量铁液量0. 4%～0. 6%。④反应完结束，待钢包中铁液平静后反复扒渣，扒去所有浮渣，铸件浇注前加入铁液量0. 1%～0. 15%粒度再小一些的75SiFe孕育剂，放至液面上，反复搅拌，进行瞬时孕育。本孕育工艺采用3次孕育：第一次为覆盖在球化剂上的孕育剂，第二次是随流孕育，第三次是浇注前的瞬时孕育。以上的球化和孕育工艺是我们企业生产高韧性球墨铸铁的关键操作过程。
3 检 验
检验包括化学成分检验、金相检验、机械性能检验、冲击性能检验，通过检验验证配料的合理性、工艺的可行性，得出材料是否满足技术要求的结论。 3. 1 成分检验
成分检验就是采用直读光谱仪对浇注的炉前和球化后的光谱检验试块进行成分检验，本试验材料的化学成分见表2。
3. 2 金相检验
本试验通过对铸态金相照片分析，得出球化等级2级，石墨大小6级，晶粒细小，铁素体含量大于95%，满足QT400-18高韧性球墨铸铁对组织的要求。
3. 3 机械性能检验
机械性能检验是通过机械拉伸随炉浇注的Y型单铸试块加工的试棒来确定材料的机械性能。本试验采用该工艺熔炼了2炉，试棒编号1#机械性能：强度/MPa438、延伸率23. 2%；试棒编号2#机械性能：强度/MPa442、延伸率21. 8%。抗拉强度和延伸率是球墨铸铁检验的最终指标，通过对随炉浇注的Y型单铸试块试棒的拉力试验，达到QT400-18高韧性球墨铸铁对机械性能的要求。
3. 4 低温抗冲击性能检验
低温冲击性能主要是指材料在低温工作、有冲击载荷存在情况下的抗冲击性能。
①试验设备：CSL-B冲击试样缺口电动拉床、DWC-60A冲击试验低温槽、JB-30B冲击试验机；②冲击试样制备：冲击试样从拉伸试棒的端头加工，冲击试样按GBZ106-80《金属夏比（V型缺口）冲击试验方法》的标准加工；③试验方法：将加工好的夏比冲击试块放入DWC-60A冲击试验低温槽中冷却→-20℃保温20min→快速取出并在JB-30B冲击试验机冲击→记下数据，每试样做3个冲击试块，取平均值作为该方案的结果；④试验结果：1#试样-20℃冲击值16. 5J/mm2；2#试样-20℃冲击值15. 0J/mm2。冲击值超过12J/mm2的要求数值，满足材料对低温抗冲击的要求；⑤结果分析：从断口可以看出，断口表面凸凹不平，部分石墨球在冲击过程中脱落，断口上留下一些空洞，部分石墨球仍留在断面上，形成凸出的石墨圆球。石墨球及石墨球剥落后留下的凹坑周围，由于铁素体基体的塑性变形，形成网状连接的“撕裂楞”，在“撕裂楞”上出现韧窝，由于韧窝大而深，说明试样在断裂之前，基体发生了很大的塑性变形，直至在石墨球周围的基体上形成主裂纹，才发生断裂，该断口属于韧性断裂在断。
4 结 论
综上所述，低温高韧性球墨铸铁凭借自身拥有的独特优点，在矿工设备、风电设备中的一些关键零部件，如轮毂、底座、齿轮箱体、支钜支撑等众多方面得到广泛的应用。因此，为了工业的生产，我们必须保障球墨铸铁的生产质量，采取先进有效的生产工艺，确保球墨铸铁的产出能有质的保证。
参考文献：
[1]薛强军. 风电装备整机与铸件生产的现状及展望[J].现代铸铁，2009（3）：18-22.
[2]陈言俊. 铁素体球铁在低温（-20℃）下的冲击实验[J].山东工业大学学报，2001，31（2）：134-139.
球磨铸铁为何本体试片与单铸试片球化圆整(五)
基于主颜色结合本体的网球视频帧分类
摘 要：本文以网球视频作为研究对象，对其场地帧和非场地帧进行分类。首先通过计算图像的直方图提取出每帧图像的主颜色，其次利用protégé进行本体构建，最后通过分析并提取主颜色的值用swrl规则写出可以对视频帧序列进行场地帧与非场地帧分类的规则。实验证明该方法可以取得良好的实验结果。 关键词：网球视频；Ontology；主颜色
中图分类号：TP391.41
每一种体育比赛有其特定的场地，场地特征提供了体育视频类别的重要信息，研究网球视频过程中发现网球比赛视频是比赛帧与非比赛帧穿插播放的，所有的精彩片段都是发生在比赛镜头中，而且一组比赛帧序列总是由发球事件开始，因此对网球视频帧进行比赛帧与非比赛帧分类对发球动作识别显得尤为重要。本文中对网球视频比赛场地帧与非比赛场地帧的分类通过对帧图像的底层特征提取结合语义分析进行分类。
1 底层特征提取
本文主要提取的底层特征为主颜色。对主颜色的提取首先将对图像的颜色模型进行转换，即从RGB模型转换到HSV模型。之后对HSV模型的三个分量分别进行量化，再把三个颜色分量合成为一维特征矢量。通过对一维特征矢量统计计算出图像的颜色直方图，再通过颜色直方图提取出图像的主颜色。
1.1 RGB颜色模型转换HSV颜色模型
最常用的颜色空间为RGB[1]颜色空间，大部分的数字图像都是采用这种颜色空间表达的，然而RGB空间并不符合人们对颜色相似性的主观判断。在这里，根据文献[2]给出的公式把RGB颜色空间转换为HSV[3]颜色空间，它是直方图最常用的颜色空间。
1.2 HSV颜色模型量化
将H、S、V三个分量按照人的颜色感知特性进行非等间隔的量化。按照视觉分辨能力，把色调H空间分成16份，饱和度S分成4份，明度值V分成4份；根据色彩的不同范围进行非等间隔量化，量化后的色调、饱和度和明度值分别为H、S、V。
通过对H、S、V三个分量进行非等间隔量化后，把三个颜色分量合成为一维特征矢量，即L=HQsQv+SQv+V。其中，和Qv分Qs别是S和V的量化级数，Qs=4，Qv=4。对色调H取的权重为16，对饱和度S取的权重为4，对亮度V取的权重为1，这就大大减轻了图像亮度V对检索结果的影响，而且也减少了饱和度S对检索结果的影响。同时，根据式上式可知，L的取值范围是[0，1，2，……，255]，计算L获得256柄的一维矢量，即可获得图像的颜色直方图。
1.3 颜色直方图获取
直方图[4]反映了图像像素亮度在图像中随机分布情况的统计特性。这种统计特性可以用P概率分布函数来刻画和描述。灰度直方图是灰度级的函数，灰度直方图表示数字图像中每一灰度级与此灰度级对应的图像中的像素点数之间的统计关系。
计算颜色直方图需要将颜色区间划分成若干个小的颜色区间，每个区间成为直方图的一个bin。这个过程称为直方图量化。然后，通过计算颜色落在每个小区间内的像素数量可以得到颜色直方图。选择合适的颜色小区间（即直方图的bin）数目和颜色量化方法与具体应用的性能和效率要求有关。本文中的bin数目为256。
1.4 主颜色提取
图像的色彩极其丰富，但视觉系统能够忽略次要的细节，抓住起重要作用的主色。在本文中，主颜色提取描述如下：
（1）对于每幅图片设置一个初值record1，初始化为0；每得到一个量化值L，通过比较赋值，将最大的量化值L赋值给record1。
（2）为了便于观察提取结果，将每幅图片的record1导回HSV空间，由于场地特征中，颜色特征最为明显，因此在提取的H、S和V分量中后续只用到H分量。转化方法如下：
H=record/16取整
（3）对导回的HSV空间再进行量化，将H分量分为16个量化等级。
（4）通过以上步骤得到每幅图片的主颜色。
2 基于Ontology的语义分析
视频内容分析领域的主要挑战是如何建立视频高层语义内容和低层时空特征间的关联，即经典的语义鸿沟问题。为解决这一问题，有必要应用领域知识将视频高层语义与自动分析获取视频语义的技术集成到统一的框架中。恰恰本体[5]是领域知识确定的、形式化的规范描述，是一种有效的语义建模和知识表示工具。
2.1 本体的建立
本文中利用OWL语言[6]创建本体。OWL语言为描述概念之间的关系提供了丰富且实用的建模元素。OWL语言由类（Class）、属性（Property）和个体（Individual）三部分组成。其中类是个抽象的概念，是由一些特征或属性相似的个体组成的集合。个体是我们所感兴趣的具体某个事物。属性是反映个体之间的二元关系。
（1）类的建立。本文根据网球场地帧与非场地帧分类的需要，建立了6个类：TennisVideo（表示网球比赛视频场地帧集）、PlayAction（表示网球比赛视频场地帧集）、Break（表示网球比赛视频非场地帧集）、RedClayCourt（表示场地帧集中红土场地帧集）、RedClayCourt（表示场地帧集中红土场地帧集）、GrassCourt（表示场地帧集中绿茵场地帧集）和HardCourt（表示场地帧集中硬地场地帧集）。在Protégé工具中建立的类，如图1（a）所示。
（2）属性的建立。本文定义了2个数据类型属性，hasDcolor和hasNCourt。根据上一节提取出网球视频帧的主颜色，经过大量实验，本文得出红土场、绿茵场和硬地场的主颜色的经验值，如红土场的主颜色值一般为H=0或H=20；绿茵场的主颜色值一般为H=95或H=125；硬地场的主颜色值一般为H=205或H=235。因此，hasDcolor表示一个个体主颜色值；hasNCourt表示一个个体不含有场地特征。在Protégé工具中建立的属性，如图1（b）所示。
本文来源：http://www.zhuodaoren.com/tuijian300801/
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