無鉬鎳高鉻合金鑄鐵耐磨襯板的研制與應(yīng)用分析

羅向陽

湖南省電力設(shè)備總廠，湖南株洲 412001

0 引言

無鉬鎳高鉻合金鑄鐵耐磨襯板的主要服務(wù)對(duì)象主要是電力、煤炭、礦山、水泥、化工等行業(yè)，特別是對(duì)于電力行業(yè)而言，其應(yīng)用更加廣泛，不僅增強(qiáng)了電廠磨煤機(jī)的安全運(yùn)行，而且可以使企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益大大提升。因此，對(duì)無鉬鎳高鉻合金鑄鐵耐磨襯板的研制與應(yīng)用的探討有其必要性。

1 化學(xué)成分分析

最近投放于市場的“新一代無鉬鎳高鉻合金鑄鐵耐磨襯板”，根據(jù)大量的調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，其性能良好、安全性高、耐磨性能高，而且生產(chǎn)成本低，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，性價(jià)在市場上占據(jù)足夠的優(yōu)勢，雖然在市場上的投入時(shí)間不長，但其已經(jīng)得到廣大用戶的青睞，當(dāng)前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)大批量的生產(chǎn)。在這里我們主要針某水泥公司使用的口4.2×13m 大型磨機(jī)Crl5 高鉻鑄鐵襯板為例進(jìn)行具體的說明：

與傳統(tǒng)的高鉻鑄鐵襯板相比，其化學(xué)成分得到進(jìn)一步的優(yōu)化，具體的化學(xué)成分以及相關(guān)的比例情況如表1 所示：

表1 無鉬鎳高鉻合金鑄鐵耐磨襯板化學(xué)成份詳細(xì)情況

針對(duì)上元素的成分表，以下作詳細(xì)的說明：

首先是碳鉻成分的確定。在高鉻鑄鐵襯板中，碳和鉻是決定其基體組織的重要元素，其中以碳化物為主，整體的結(jié)構(gòu)和性能得以優(yōu)化。在整個(gè)結(jié)構(gòu)中，碳元素的比例決定共晶碳化物數(shù)量，而碳化物的類型則主要由鉻量所決定。

其次是硅錳元素及成分的確定。一般而言，在高鉻合金鑄鐵中硅屬于限制性的元素，主要原因是由于硅易溶入基體中，這會(huì)在很大程度上使得碳在奧氏體中的溶解度大大降低，與此同時(shí)，溶入的硅元素部分又與鉻與碳結(jié)合，形成共晶化合物，使奧氏體中鉻的溶解度又得以降低，那么整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性就會(huì)降低，因此，必要控制好硅含量，要求應(yīng)在≤0.8%的范圍內(nèi)。

2 處理技術(shù)

根據(jù)大量的文獻(xiàn)和實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，通過改變高鉻鐵共晶碳化物的分布情況以及形態(tài)，可以在很大程度上提高其強(qiáng)韌性，這也是目前最為經(jīng)濟(jì)最為有效的一種方法，具體的方法如下：

首先對(duì)鐵進(jìn)行變質(zhì)化的處理，有效地控制其凝固情況，改變碳化物相互交錯(cuò)的、粗大的桿簇狀，使其成為分布均勻且孤立的細(xì)桿狀，更為重要的可以使得共晶碳化物得到細(xì)化，大大地降低了碳化物對(duì)基體的割裂作用，一方面，可以提高冶金質(zhì)量，達(dá)到所要求的高性能，另一方面，可以進(jìn)一步提升高鉻鐵件的韌性、強(qiáng)度以及耐磨性。

其次，把握碳化物形成的核心元素。一般而言，高鉻鐵件結(jié)構(gòu)中的碳化物其主要的核心元素有V、Ti、Nb 等，在結(jié)構(gòu)中，由于這些元素的存在，使得組織結(jié)構(gòu)細(xì)化，尤其是對(duì)于是Nb元素的引入，通過一定的強(qiáng)化以及沉淀處理，將奧氏體晶粒細(xì)化，與此同時(shí)，將相變后的組織進(jìn)行細(xì)化，從根本上改善其他 搞疲勞性能和韌性。在具體的設(shè)計(jì)時(shí)，主要的元素比例情況如下：

元素 質(zhì)量分?jǐn)?shù)V 0.0%-0.03%Nb 小于0.2%B小于0.15%Ti 小于0.2%Re 小于0.5%

3 熔煉工藝

對(duì)于優(yōu)質(zhì)的鑄件產(chǎn)品而言，除了要進(jìn)行化學(xué)成分的合理優(yōu)化以外，同時(shí)，不要優(yōu)化其熔煉工藝，通過在化學(xué)成分的指令下，提高鐵液的潔凈度，提升冶金質(zhì)量，最大限度地鑄件的內(nèi)部缺陷。一般而言，其內(nèi)部缺陷主要與鐵水的質(zhì)量密切相關(guān)，為此，在這里的一個(gè)關(guān)鍵性的問題就是要采取有效措施清除鐵液中的氧化物、硫化物、硫氧化物以及各種非金屬雜物和有害氣體。

另外是要把握熔煉的過程，簡單來講，就是除氣去雜的精煉過程。在熔煉過程中，采用有效措施進(jìn)行脫磷脫硫，具體可以從以下方面把握：一是對(duì)于廢鋼的處理，要提高廢鋼質(zhì)量，盡可能地降低有害元素和各種非金屬夾雜物，提高爐料質(zhì)量，確保廢鋼潔凈干燥，明確其中的化學(xué)成份。二是對(duì)于配料的處理，在熔煉前，要準(zhǔn)確計(jì)算出各種配料的含量，確定其準(zhǔn)確的化學(xué)成份，采用合理的配料工藝，提高鑄件性能。

此外，機(jī)械性能檢測。根據(jù)相關(guān)的規(guī)范和要求，對(duì)現(xiàn)有的處理技術(shù)以及制造而成的鑄件進(jìn)行性能檢測，從而優(yōu)化工藝質(zhì)量，提高鑄件的生產(chǎn)水平與質(zhì)量，不僅可以節(jié)約資源，而且有利于成本的降低。

4 結(jié)論

總而言之，為了更好地降低企業(yè)生產(chǎn)成本，需要我們進(jìn)一步加強(qiáng)鉬鎳高鉻合金鑄鐵耐磨襯板的分析，優(yōu)化其化學(xué)成份構(gòu)成，采用合理的技術(shù)和工藝，提高其產(chǎn)品的質(zhì)量，進(jìn)而為企業(yè)創(chuàng)造可觀的價(jià)值。

[1]李固成,韓書臣,宋芳,薛晉中,李永華. 新一代無鉬鎳高鉻合金鑄鐵耐磨襯板的研制與應(yīng)用[A].中國鑄造科工貿(mào)聯(lián)誼活動(dòng)籌備處、中國《鑄造設(shè)備研究》雜志社.第8屆中國鑄造科工貿(mào)大會(huì)論文集[C].中國鑄造科工貿(mào)聯(lián)誼活動(dòng)籌備處、中國《鑄造設(shè)備研究》雜志社，2008，7.

[2]陳思杰.一種高鉻合金耐磨鑄鐵襯板的熱處理[J].熱加工工藝,2011(10)：184-186.