中锰低硅灰铸铁钢锭模的应用

文中介绍的是在钢锭模中适当增加锰含量,降低硅含量,以提高其使用寿命。试验结果表明,266．7毫米钢锭模采用中锰低硅灰铸铁,比普通灰铸铁钢锭模的平均使用寿命提高40—60%,其模耗可降至14．78公斤/吨,使用此种锭模浇注的钢锭表面质量良好,经济效益明显。     

钢锭模材料现状及发展趋势

介绍对钢锭模材料的要求,并叙述钢锭模的材料中各种元素、冶铸条件以及工作面质量等因素对其使用寿命的影响.认为:加入合金元素稳定珠光体组织是提高灰铸铁钢锭模使用寿命的重要途径,而RE可提高钢锭模的抗氧化能力、改善钢锭模的力学性能.另外,介绍了国内外蠕墨铸铁钢锭模的发展情况,由于其常温力学性能、高温抗氧化生长和耐热疲劳性能均优于灰铸铁钢锭模,因此具有良好的发展前景.     

蠕虫状石墨铸铁钢锭模的试制小结

本文以280型钢锭模为研究对象,比较详细地介绍了在冲天炉熔炼条件下,用1~#稀土硅铁合金及硅钙合金混合处理蠕虫状石墨铸铁(以下简称蠕铁)钢锭模的制造工艺、化学成分、组织、性能。文中分析了钢锭模的破坏方式及影响钢锭模使用寿命的因素。试验表明蠕铁和球铁钢锭模使用寿命比灰铸铁钢锭模提高一倍左右。     

灰铸铁表面WC颗粒-高铬铸铁铸渗层研究

采用铸渗技术,研究了在灰铸铁表面获得良好WC颗粒－高铬铸铁铸渗层工艺以及铸渗层组织和耐磨性。结果表明,在适宜工艺条件下,铸渗层平整、均匀、与基体结合良好,具有优良的抗磨粒磨损性能。用WC颗粒－高铬铸铁铸渗法制造的灰铸铁基搅拌机叶片,其使用寿命是Q235钢制叶片的三倍以上。     

灰铸铁表面WC颗粒—高铬铸造铁铸渗层研究

采用铸渗技术，研究了在灰铸铁表面获得良好ＷＣ颗粒－高铬铸铁铸渗层工艺以及铸渗层组织和耐磨性。结果表明，在适宜工艺条件下，铸渗层平整，均匀，与在体结合良好，具有优良的抗磨粒磨损性能。用ＷＣ颗粒－高铬铸铁铸渗法制造的灰铸铁基搅拌机叶片，其使用寿命是Ｑ２３５钢制叶片的三倍以上。     

用蠕虫状石墨铸铁试制208公斤钢錠模

我厂铸机车间成批生产280公斤钢锭模,原规定材质按YB425—64为普通灰铸铁。平均使用寿命50次左右。模耗指标为20公斤/吨钢。为了提高锭模的使用寿命,我们分析了影响锭模寿命的诸因素,决定用蠕虫状石墨铸铁代替灰铸制造锭模。     

钒钛蠕墨铸铁大型钢锭模的组织与性能

用攀钢钒钛生铁试制的钒钛蠕墨铸铁钢锭模,与钒钛灰铸铁钢锭模相比,其使用寿命可提高25％左右,且机械性能和耐热性能都有改善。这种钢锭模蠕虫状石墨呈族团分布,基体组织由铁素体和共晶团边界上的珠光体组成。钒钛块状化合物主要分布在共晶团边界上。     

稀土对钢锭模使用寿命的影响

为了提高钢锭模的使用寿命，特别是10t以上的矩形钢锭模的寿命，冶金部于1989年把稀土友铸铁锚链模列为部重点科研项目，由清华大学与本溪钢铁公司共同承担。三年多时间的研究结果表明，稀土高炉铁水ZX10．7吨矩形钢锭模的使用寿命延长30～100％，模耗降低24～506％，研究成果已应用于生产。一、稀土灰铸铁的性能1．试验用铁水及中间合金为使基础试验与生产条件接近，实验室用铁水按本钢轧辊厂使用的高炉铁水成分配制，部分原铁由该厂提供铁锭，其成分（％）为：C3．85～4．20，St060～0．79，Mn0．57～0‘65，P＜0．07，S005～0．07，V…     

铸造铅锭模材料的表面失效机理

为了提高铅锭模的服役寿命,采用模拟铅锭铸造实际工况的方法,对铸渗法制备的石英/灰铸铁基表面复合材料和灰铸铁基材进行了模拟试验.通过SEM、EDS等手段对试验后的试样微观形貌、元素组成进行了分析,重点讨论了试样表面层的失效机理.结果表明:复合材料的失效是由于其自身存在铸造缺陷,在复合层/基材、石英/基体的界面热应力作用下,裂纹萌生,同时,铅液、冷却水、空气的渗入促进裂纹的萌生与扩展；灰铸铁的失效是由于在应力和氧化的协同作用下,表面层内石墨尖端萌生裂纹,并逐渐扩展,造成表层剥落.因此,在铅锭模工况下,造成复合材料失效的因素更多,估计其使用寿命不及灰铸铁基材.这为铅锭模具材料的发展指明了新的方向.     

灰铸铁钢锭模的材质与结构的优化

基于ABAQUS模拟了钢锭模工况下的热应力分布,并用正交试验法分析了材料热物参数和结构参数对热应力分布的影响。结果表明,降低材料的弹性模量和热膨胀系数、减小钢锭模内径和外表面换热系数、增加材料的导热系数,能够降低灰铸铁钢锭模外表面的横向拉应力,而在常用范围内模锭比的影响并不显著。     

热镦模真空离子B-N-C共渗

本文以排气门热镦模为实例,采用无腐蚀性及安全的有机渗硼剂硼酸三甲酯B(OCH3)3进行离子渗硼,大大提高了热镦模的抗热磨损及热疲劳性能。鉴于共渗温度在模具的回火温度内,产生的变形小,避免了钢中硼元素带来的脆性,充分发挥了B及N元素的强化效果。本试验采用实物模具考核使用寿命,直接观测热镦模工业现场使用寿命周期。     

热镦模真空离子B-N-C共渗

本文以排气门热镦模为实例，采用无腐蚀性及安全的有机渗硼剂硼酸三甲酯B(OCH3)3进行离子渗硼，大大提高了热镦模的抗热磨损及热疲劳性能。鉴于共渗温度在模具的回火温度内，产生的变形小，避免了钢中硼元素带来的脆性，充分发挥了B及N元素的强化效果。本试验采用实物模具考核使用寿命，直接观测热镦模工业现场使用寿命周期。     

灰铸铁渗硼后的组织与性能

采用商用固体颗粒渗硼剂对用作玻璃模具的灰铸铁进行渗硼处理,渗硼温度为850、900和950℃,渗硼时间为2、4和6 h。使用光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪分析渗层厚度、组织形貌和物相组成。用HSR-2M磨损试验机研究渗硼试样的耐磨性,并测试其抗氧化性能。结果表明,灰铸铁渗硼层厚度随着渗硼温度的升高和渗硼时间的延长而增加;渗硼层由Fe2B单相组成,并呈针齿状嵌入基体,显微硬度可达1253 HV0.2,耐磨性和抗氧化性显著提高,分别是未渗硼灰铸铁的1.50倍和4.19倍。     

灰铸铁表面高铬铸铁铸渗层的组织与性能研究

采用铸渗工艺在灰铸铁表面制备高铬铸铁铸渗层,并研究了不同涂敷层厚度对灰铸铁表面铸渗层的铸渗质量、显微硬度及耐磨性能的影响。结果表明:涂敷层厚度为4 mm的试样,铸渗层深度最大,渗层组织分布均匀,铸渗层显微硬度在1200 HV以上,耐磨性是基体试样的2倍。     

铸铁件表面熔铸渗硼层锌液腐蚀性能研究

针对铸铁镀锌容器锌液腐蚀失效的问题,开展了铸铁熔铸渗硼表面合金化的试验研究.结果表明:在铸铁表面可获得2.1～2.4 mm的渗硼层,渗硼层主要由FeB、FeB2及奥氏体转变产物组成;渗硼试样的腐蚀失重率为普通铸铁试样的1/8～1/4.渗硼层中的FeB、Fe2B与锌液的浸润性、反应性差是腐蚀失重率大幅降低的原因.应用考核表明,镀锌容器采用熔铸渗硼工艺后,使用寿命可提高8倍.     

渗硼对灰铸铁耐磨性的影响

采用商用LSB-Ⅱ型固体粉末渗硼剂对可用作可淬硬凸轮轴的合金灰铸铁进行渗硼处理。渗硼温度分别为850℃、900℃和950℃,保温时间分别为2、4、6和8h。采用Olympus光学显微镜和X射线衍射分析渗硼层厚度和渗层组织。用M200型块环式磨损试验机（淬火加低温回火GCr15钢圆环作为对磨副）研究渗硼和未渗硼（但是进行了淬火和低温回火）合金灰铸铁试样的耐磨性并用S-450型电子探针观察磨损形貌。结果表明,渗硼合金灰铸铁比淬火加低温回火合金灰铸铁的耐磨性更高。     

H13钢等离子低温渗硼的研究

为了提高热作模具钢H13的性能,延长模具的使用寿命,对表面纳米化后的热作模具钢H13,在远低于传统渗硼温度的600℃下实施等离子低温渗硼试验.结果表明:表面纳米化后的H13钢在600℃和4～8h的渗硼处理后,表面确实形成了6～10μm厚度的渗硼层,且具有约为16GPa的极高硬度;4～8h的不同渗硼时间,对渗硼层厚度,成分含量及形貌结构变化有影响,实验证明了表面纳米化处理对低温渗硼层的形成起到必要和良好的促进作用.     

15MnV钢预加涂层粉末渗硼的研究

探讨了１５ＭｎＶ钢预加涂层强化剂固体粉末渗硼工艺。试验结果表明，预先加涂剂于１５ＭｎＶ钢表面可明显强化渗硼过程，渗硼层致密均匀，连续性好，渗硼层的耐磨、耐蚀性能有明显提高。     

硼稀土共渗提高锻造凹模寿命

3Cr2W8V锻造凹模使用中出现沿径向的断裂。采用内表面渗硼,由于渗层浅,硬度梯度陡降,过渡层失去对渗硼层的有力支持而出现硬化层剥落。硼稀土共渗使渗层加厚,硬度梯度平缓且改变了渗层的组织和性能,克服了硬化层剥落和断裂现象,提高了锻造凹模的寿命。     

铸渗硼层显微组织观察

利用铸渗硼工艺在铸件的表面形成一层硬度较高耐磨性较好的硼化物层,通过对铸渗硼层的显微组织进行分析,发现在铸渗硼剂中加入铜粉可使硼化物层致密,并使铸渗硼层内缩孔、气孔等缺陷较少。同时分析了合金粉剂粒度对组织的影响和铸渗硼层中的硼化物的生长方向。