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机床床身铸件的材质刚度、残余应力和变形是影响机床精度及精度保持性的重要因素,本研究以机床用QT600-3牌号球墨铸铁材质为研究对象,通过拉伸试验、金相检验、SEM分析和大量的残余应力测量等方法,系统地研究了合金元素(Cu、Mnk、Sn、Cr、Ni)、Si/C比、碳当量、时效处理等对球墨铸铁的弹性模量和残余应力的影响,研制出高刚度低应力QT600-3球墨铸铁的成分配方及生产技术,浇注了T型床身导轨试样以进行生产验证,并应用于横梁铸件的生产。研究结果如下：1)合金元素、Si/C比和珠光体对球墨铸铁的弹性模量均有较大的影响,球铁试样的弹性模量在147-182GPa之间,波动范围较大,且多低于160GPa；通过较高的Si/C比(0.55～0.60)和0.5～0.7%Cu-0.04～0.06%Sn-0.4～0.6%Mn复合合金化,可稳定得到抗拉强度≥600MPa、弹性模量≥160GPa的高刚度QT600-3球墨铸铁；2)球墨铸铁的残余应力随着碳当量的增加而降低,较低的打箱温度有利于降低其残余应力；铸态球铁试样的最大残余应力在53～146MPa之间,均高于50MPa且变化范围较大,容易导致铸件变形；“阶梯式升温降温法”的热时效处理能显著消除铸件的残余应力,热时效后QT600-3球墨铸铁的残余应力均低于50MPa；3)“较高的碳当量(4.40～4.60%)+较高的Si/C(0.55～0.60)+0.5～0.7%Cu、0.4～0.6%Mn复合合金化+低温打箱(≤300℃)+‘阶梯式升温降温法’热时效”是获得高刚度低应力QT600-3球铁的有效技术,该技术能使球铁稳定达到“抗拉强度≥600MPa、弹性模量≥160GPa、残余应力≤50MPa”的性能指标；4)采用以上技术所得的球铁T型床身导轨试样具有高的抗拉强度(705MPa)和弹性模量(176GPa)、硬度为HB234、伸长率为3.0%、珠光体含量为98%,最大残余应力为26.3MPa,其力学性能超过QT600-3球墨铸铁的指标要求,并成功生产了高刚度低应力QT600-3球墨铸铁横梁铸件。