隨著合金價格的提高,生產(chǎn)成本不斷增加。為降低生產(chǎn)成本,本課題在HT250材質(zhì)的基礎(chǔ)上,采用氮、鈦、鈮對鐵液進行合金化,通過金相組織觀察、SEM分析、EDS分析、拉伸試驗和硬度試驗,研究了氮、鈦、鈮對灰鑄鐵組織及性能的影響規(guī)律。 試驗結(jié)果表明,含氮量為0.0055%～0.013%、含錳量為1.0%-1.36%時,試樣的金相組織為A型石墨+細片狀珠光體+少量鐵素體。隨著含氮、錳量的增加：片狀石墨長度變短、寬度稍有增加,彎曲程度加大,石墨端部鈍化,對基體的割裂作用減弱；細片狀珠光體含量略有增加,珠光體層片間距減小；試樣的抗拉強度和硬度逐漸增大,當含氮量為0.012%、含錳量為1.24%時,試樣的抗拉強度和硬度達到大值,分別為395MPa和260HBW。當鐵液中含氮量≥0.011%時,鑄件表面下開始出現(xiàn)氣孔缺陷。 在適當含氮量(0.0080%左右)基礎(chǔ)上,含鈦量在0.055%-0.149%范圍內(nèi)時,試樣的金相組織為A型和D型石墨+珠光體+少量鐵素體。隨著含鈦量的增加：A型石墨減少,D型石墨增多；鐵素體的含量增多,珠光體的含量減少。
試樣的抗拉強度呈現(xiàn)降低的趨勢,當含鈦量為0.149%時,試樣的抗拉強度小,為230MPa；而試樣的布氏硬度略有增加,當含鈦量為0.149%時,試樣的布氏硬度大,為219HBW。鈦在含氮灰鑄鐵中的存在形式有以下兩種：少部分固溶于基體中,呈均勻分布；大部分與鐵液中的碳、氮形成鈦的碳氮化物,并多以三角形、四邊形及帶棱角的不規(guī)則塊狀鑲嵌于基體之中,呈彌散分布。

現(xiàn)代的經(jīng)濟的農(nóng)業(yè)方法要求能提供在需要的狀態(tài)下可靠的和使用壽命較長的農(nóng)業(yè)機械。整個農(nóng)用工業(yè)中所廣泛使用的球鐵鑄件包括各種拖拉機配件、犁樺、托架、夾鉗和滑輪。典型的部件是農(nóng)用車倆后軸殼，‘它原來采用鑄鋼件。道路鋪設(shè)和建筑工業(yè)都需要相當數(shù)量灼各種各類的設(shè)備包括推土機、打進機、起重機和壓縮機，球鐵鑄件在這些方面都有應(yīng)用。機床工業(yè)利用球鐵的工程性能，它允許設(shè)計復雜的機床部件以及鑄件重量超過10。噸的重型機器鑄件。在應(yīng)用包括注射塑模板、鍛壓機汽缸和活塞。球鐵的抗拉強度和屈服強度高，機械加工性能好，允許生產(chǎn)較輕鑄件而使其保持剛性。同樣，球鐵的強度和韌性使其成為各種手工工具，如扳手、夾鉗和量具的理想材料。
球閥的制造者們是球鐵(包括奧氏體球鐵)的主要使用者，其應(yīng)用方面包括成功地輸送各種酸、鹽和堿性液體。球鐵在閥的應(yīng)用方面的一個有趣的例子是球閥塞由英國Parkfeld制造廠生產(chǎn)。用于1420毫米煤氣管道的大型球閥塞，原先用鍛鋼制造，直徑2410毫米、重量17噸?；旧现匦略O(shè)計的球鐵球閥塞重量僅n噸。附加的好處包括減少機械加工余量和加工時間以及提高了總的精度。完全鐵素體球鐵(1501085牌號370一應(yīng)用于這些球閥塞。鐵素體球鐵(GGG用作用過的原子核燃料桿(仍含有50%)的運送和貯藏容器的材料是由德國KrefeldSiempelkamp鑄造廠所積極促成的。為了取得應(yīng)用這種球鐵的贊賞，Ssempelkarnp要求重量大約85噸的Caster容器經(jīng)受有史以來施加于鐵鑄件的嚴格的惡劣的負荷試驗。這些試驗包括將85噸鑄件在低于一40“C溫度，從九米高度落到1000噸重的水泥座上，以及由中發(fā)射出一發(fā)大，幾乎以聲音的速度撞擊到鑄件上。