球墨铸铁具有良好的力学性能、铸造性能、可加工性能和价格优势,已经广泛应用于国民经济的各个领域。据统计和预测,世界范围内球墨铸铁的产量将以每年2%-4%的速率增加。传统的球墨铸铁已经不能满足生产和经济发展的新要求,因此,亟需探索改善球墨铸铁组织与性能的新途径。具有高熔点、高硬度和高化学稳定性的TiC,与铁的润湿性、相容性较好。因此,对钢铁材料,TiC颗粒是非常合适的增强颗粒。目前,TiC在铸钢、铁基复合材料以及白口铸铁中的研究已经取得一定成果,但在铸态球墨铸铁领域中却没有相关报道。因此,开展TiC对铸态球墨铸铁影响研究的工作十分必要。本文以不添加合金强化元素的球墨铸铁为基体,探讨TiC颗粒的加入方式和加入量对其组织和力学性能的影响,揭示了TiC颗粒对球墨铸铁的强化规律和机理。主要结果如下:(1)以直接外加法将TiC颗粒添加至球墨铸铁中,TiC在基体内分布均匀。当TiC的添加量为0.020 wt.%时,球墨铸铁的组织中球化率、石墨数、石墨面积比和铁素体含量大幅提高,铁素体和珠光体晶粒得到细化,球墨铸铁在强度不降低的情况下,塑性和韧性得到极大提高。当TiC颗粒的添加量逐渐增多,球化率和石墨数基本不变,珠光体含量渐渐升高,使球墨铸铁的强度和硬度提高,塑性和韧性逐渐下降。(2)以中间合金方式加入0.041 wt.%的TiC颗粒,使球墨铸铁的球化率、石墨数显著升高,铁素体含量略有下降,铁素体和珠光体晶粒得到细化,球墨铸铁的塑性、韧性和强度同时提高。(3)采用反应铸造法研究内生TiC颗粒及其含量对铸态球墨铸铁的影响。TiC颗粒随奥氏体枝晶呈不均匀分布。内生TiC颗粒的含量为0.021 wt.%时,球化率、单位面积石墨数和石墨面积比升高,球墨铸铁的塑性提高最大,综合力学性能最好。TiC颗粒的含量在0.060 wt.%-0.083 wt.%时,会致使球墨畸变、石墨数目和石墨面积比有所降低,珠光体含量升高,此时,球墨铸铁的抗拉强度最高,塑性有所降低。当TiC的含量达到0.161 wt.%,球墨铸铁的硬度和屈服强度最高,而延伸率最低。(4)对比外加与内生TiC颗粒对球墨铸铁的影响:外加TiC颗粒改善石墨的效果显著,内生TiC颗粒对基体组织的作用重大。从分布上看,外加TiC颗粒在球墨铸铁中的分布更均匀,内生TiC颗粒随奥氏体枝晶呈不均匀分布。从效果上看,外加TiC颗粒提升球墨铸铁的塑韧性效果明显,内生TiC颗粒则主要增强球墨铸铁的强度。无论何种添加方式,当TiC含量在0.02 wt.%左右,球墨铸铁的综合性能都得到提高。