高硅耐磨铸钢化学成分和热处理工艺的优化设计.pdf

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1、工艺管理高硅耐磨铸钢化学成分和热处理工艺的优化设计林明仁(福建煤电股份有限公司福建龙岩364000)摘要：为了使生产工艺简单化，节省铸钢成本，增加钢材的强3.钢材的性能测试韧性和耐磨性，在铸钢过程中优化合金的化学成分，并采用先进对高硅铸钢的组织用M30668型号的扫描电镜进行观察；用的熔炼技术、钢液净化技术以及热处理工艺，以硅作为合金的主1到2毫米的精制石英砂分别对高锰钢、高硅铸钢和低合金钢的要元素，碳钢或者硅钢的下脚料为原材料，研发了一种新型的高磨损检测并进行对比。对高硅铸钢的本体上提取的长宽高分别硅耐磨铸钢方式。本文将对其金相组织以及力学性能进行实验为10毫米、1

2、0毫米、55毫米的U形缺口进行冲击的实验；材料的并分析，确定其耐磨及强韧的性能。硬度用洛氏硬度计测量。关键词：高硅耐磨；铸钢；热处理工艺；优化二、实验结果展示以及对结果的分析我国在矿山、电力、冶金等行业的基础设备中，运用的耐磨材通过等温淬火实验得到其对力学性能的影响（图2所示）。料一般都是高锰钢以及少量的低合金钢材、奥-贝球铁和高铬铸看图可知，温度越高，材料的硬度以及抗拉强度就越低；冲击韧度铁。但是在实际的应用中，我们发现，高锰钢不能够完全的被加是呈现先增加后降低的趋势，有一个峰值。在320摄氏度是，材工硬化，所以高锰钢的耐磨性能不能充分的发挥；低合金钢材的料的强度、

3、硬度和低于320摄氏度等温时变化不明显；280摄氏度生产成本太高，工艺也过于复杂，耐磨性能也不是很高；奥-贝球温度时，材料的韧性很差，但是抗压能力高，硬度较强；等温温度铁的强韧性低，有很大的局域限制；高铬铸铁的韧性也比较低，对在高于360摄氏度是，材料的强度以及硬度几乎消失。综上，取于冲击磨损方面不能采用。奥氏体化工艺为900摄氏度淬火120分钟，等温320摄氏度淬火近几年，我国以硅作为合金的主要元素进行铸钢，取得了优120分钟时，可以获得综合力学性能较高的高硅铸钢。异的成绩，但是铸钢的工艺上还有待优化。等温淬火温度以及时间对力学性能的影响一、对高硅耐磨铸钢的研究实验

4、为了优化高硅耐磨铸钢工艺及热处理工艺，对材料化学成分、金属的熔炼进行试验，并对钢材进行了性能测试：1.金属的熔炼实验对金属的熔炼实验采用300kg中频感应电炉进行熔炼，以普通的废钢、钼铁、硅铁以及锰铁作配炉料，增碳运用石墨粉材料（炉料在加入前要烘烤和除杂）。在钢水出炉前用光谱仪快速测量其化学成分，来确保得到数据的准确性。用0.1%的硅钙粉对钢水进行脱氧，然后加入0.2%铝块进行终脱氧，然后出炉。钢水在出炉时的温度大于1600摄氏度，里面含有镧、铈的混合稀土（稀土含量约25%），钒铁（钒含量约50%），钛铁（钛含量约30%）。将混合稀土破碎至粒度小于15毫米的小块，在2

5、00摄氏度以下烘干后置于浇包底部，用包内冲入法对钢水进行复合变质处理。在钢包的底部安装吹氩气的装置，对钢水进一步的提纯处理。对奥-贝高硅耐磨铸钢热处理是保证温度在880到1080摄氏度之间进行奥氏化，保温的时长要大于2小时，然后要在大于260摄氏度低于360摄氏度的盐熔炉中做等温淬火处理，等温淬火保温的时间在2到4个小时。2.铸钢合金中化学成分的实验高硅铸钢的成分设计理念原理是在满足等温淬火的条件下获得具有奥氏体-贝氏体复相组织的耐磨铸钢；在满足高硬度、高强度、高韧性以及高耐磨性等要求的条件下，立足于我国内的通过M30668电镜扫描仪看到的高硅铸钢组织如下图所示。资源

6、，力求降低铸钢成本。可以看出，组织中没有碳化物析出。在高硅耐磨铸钢过程中，加入硅的含量太高，会造成钢材的组织粗化，钢的强韧性会降低，主要是钢的硬度也会明显的降低；硅的含量太低，又会增强钢的脆性，使之容易出现裂纹。让硅的含量大约是2.64%时，正好把两方面的缺陷减少到最小。碳作为影响钢材硬度的重要化学元素，碳含量过高就会降低钢的强韧性，而碳的含量低就直接影响钢的硬度，综合考虑，一般吧碳的含量控制在0.3%到1.2%之间。其他化学元素的含量在高硅铸钢中适宜量见下表。高硅铸钢的化学成分质量分数（%）SiCMoMnVTiPSREFe对钢材性能的实验结果如下图显示：2.50.7

7、50.81.00.20.2<0.04<0.040.3剩余不同钢材的磨损情况矩形统计图(下转第55页)1822014年6月技术管理将M=56.09、T=16.22、W=0.79×10-6m3、W=3.82×10-6m3四、建议p代入公式(2-1-9)，得1．进一步优化加工设计图，在通常情况下，工程设计的安全MT系数取为1.5~2.5倍。即计算应力的1.5~2.5倍不大于工程设计σ=(max)2+3(max)2=(56.09)2+3(16.22)2r4WW-6-6手册上所给出的许用应力即可。而上面的强度计算结果显示，许p0.79×103.82×10622