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目前，国内广泛使用的普通灰铸铁玻璃模具材料普遍存在着表面光洁差，使用寿命短的缺点。 本文的目的是通过化学成分的控制和对工艺的调整，获得D型石墨，并对微观组织，力学性能，耐高温性能进行研究，以提高玻璃模具的使用寿命。通过Si和合金元素成分的选择和控制，研究了化学成分对D型石墨铸铁微观组织的影响。结果表明Si是影响D型石墨形成的主要因素，Ti，Cr。玻璃模具是玻璃制品成型的重要工装Cu有利于促进D型石墨的形成 通过采用浇注阶梯型试样和放置冷铁方法，使铸铁获得不同的冷却速度，研究冷却速度对D型石墨铸铁微观组织的影响。
将不同成分的D型石墨铸铁加热到800℃，保温5分钟取出后，立即在冷水中激冷5秒，如此反复循环直至出现肉眼可见的裂纹为止。根据试样表面出现裂纹时的循环次数，研究成分和组织对D型石墨抗热疲劳性能的影响。结果表明：含有Cr，Cu多元化合金的D型石墨铸铁有比普通灰铸铁高5～6倍的抗热疲劳性能。 对试制的D型石墨铸铁玻璃模具还进行了工业性装机实验。
石墨形态由较粗大的片状石墨逐渐变成细小的点状石墨。在厚度为30mm试样的下方放置冷铁时，在距离冷铁25mm的铸铁组织中能够获得较细小的D型石墨组织。 对不同成分的D型石墨铸铁的高温抗氧化性进行了实验研究。在750℃下，将不同成分的D型石墨铸铁保温24小时，使其氧化增重，研究成分和组织对D型石墨抗氧化性能的影响。结果表明：含有Cr，Cu多元化合金的D型石墨铸铁有比普通灰铸铁高4～5倍的抗氧化性能。结果表明：随着冷却速度的增大 对不同成分的D型石墨铸铁的高温抗热疲劳性进行实验研究。在800℃下装机实验结果表明：所研制的D型石墨铸铁玻璃模具具有良好的抗高温氧化性，抗生长变形和抗热疲劳等性能，使用寿命比普通灰铸铁增加5～6倍。

由石墨和不同基体组织组成的灰铸铁作为研究材料,根据定量检测标准选取放大倍数为100×、200×和500×进行金相图像的采集。利用数字图像处理技术对采集到的金相图像进行处理,实现灰铸铁金相分析。并得到以下成果和结论: 1.针对灰铸铁金相图像出现的亮度不均匀现象,利用空域阴影校对金相图像进行亮度不均匀校正;利用小波变换与均值滤波相结合的算法对灰铸铁金相图像进行去噪处理,并取得了较好的结果。 2.利用常用的分割算法:阈值化法、FCM聚类法、遗传算法和小波变换对灰铸铁金相图像进行分割,分析了分割效果和算法的性能。提出了一种适合于灰铸铁金相图像的分割算法:在小波域进行的基于二维大类间方差的遗传算法,提高了分割效率,并得到了较好的分割效果。 3.利用面积法实现了石墨数量、铁素体数量以及珠光体数量的计算;利用像素间距离实现了石墨长度的测量;利用分形数学的思想实现了灰铸铁石墨形状的分类;利用两点间距离公式实现了珠光体片间距离的测量。 4.基于Matlab7.0,开发了一种灰铸铁金相分析系统,完成特征参数的测定。