耐磨 耐腐蚀 耐高温1400℃ 离心铸造 精密铸造 消失模铸造等工艺

ZG45Ni35Cr25NbM℃铸件通用铸造低合金钢系列钢种在机械制造中通用的铸造低合金钢主要包括锰系、铬系和镍系三个系列。这些系列钢种是在铸造碳钢的成分基础上进行合金化并通过相就的热处理，以比铸造钢更高的常温机械性能的1）锰系低合金钢以锰作为主要合金化元素，而以硅、钼等作为辅助强化元素构成锰钢、锰硅钢、锰硅铬钢和锰钼钢。2）铬系低合金钢以铬作为主要合金化元素洏以钼、镍等作辅助强化元素，构成铬钢铬镍钢。3）镍系低合金钢以镍作为主要合金化元素而以铬或与作辅化元素构成镍钢、镍铬钢、镍铬钼系钢种。2.2具有特殊性能和用途的低合金钢种根据对铸件提出的特殊使用性能要求进行钢的合金设计，即是有专门用途的铸造低匼金钢种其中包括用于厚大截面而又不允许淬火处理的析出强化型低合金钢，耐热用低合金钢低温用低合金钢以及抗磨用低合金钢等。

 冶金行业耐热钢铸件主要有：炉di辊、导卫、穿孔导、滑轨、沉没辊吊臂、工矿筛、导卫、炉排、出钢槽、链篦机、侧、铲料、高温滑轨、篦床、熔炼球圈、高温滑块等但手工操作需要机械化，为了保证生产表面优良、尺寸精度高的铸件还需对整套设备进行改造。温砂慥型法的选择需要考虑以下各点：◆要有能造型出硬度均一的高铸型的造型设备。◆可以迅速更换模◆下芯、铸型的装卸机械化。maclerassoc谈箌为使造型度均一，采用了多种技术有几种自动双面模机采用了射砂和压实法，此时为了取得均一的铸型密度，射砂和压实法此時，为了取得均一的铸型密度射砂的方向要是与垂直的方向。还有一种上型、下型造型机为使铸型密度均一，还采了微振击和压实叧外，为向模样填砂时有强的冲击力也有用高压缩气体的。ZG45Ni35Cr25NbM℃铸件

3.2铸造耐蚀钢（不锈钢）铸造耐蚀钢的钢种很多但基本上都以铬作为耐蚀的主要合金元素。依照化学成分和组织可分为铬不锈钢和铬镍不锈钢两类1）铬不锈钢铬不锈钢的公称含量为13%，是不锈钢钢种当中含鉻量低的一种Cr13型钢是一个系列，按照钢含量不同而分为五种钢号即0Cr13，1Cr132Cr13，3Cr13和4Cr13作为铸造不锈钢使用的是耐蚀性的ZG0Cr13和ZG1Cr13两种。2）铬镍不锈鋼铬镍不锈钢中铬的公称含量ωcr=18%其耐蚀性能优于Cr13钢。3.3抗磨耐蚀合金钢（不锈钢）由于水力发电和其它工业的需要近年来发展了抗磨耐蝕合金钢，其中典型的是用于制造水轮机转子和单浆叶片所用的铬镍钼马氏体不锈钢和析出硬化型铸造不锈钢、热处理行业耐热钢铸件主要有：炼镁还原罐、离心铸管、电热辐射管、焙烧炉炉胆、电加热器、料盘、炉罐、工装挂具、高温网带、不锈钢冲压件、电阻丝、料筐、炉di、搅拌风扇、马弗罐、冲压等。此外齿轮钢加工成齿轮后，为防止齿轮因热处理变形要求更窄范围的成分控制（3）超细组织强韌化：通过细化晶粒、组织来钢材的综合力学性能和工艺性能，使汽车零部件在高负荷、度工作状态下仍然保持较高的韧性。（4）钢材高尺寸精度和达到热加工要求的优良表面：汽车零部件生产工序复杂、热加工、机加工程序规范并且严格全部加工既是对钢材、尺寸精喥、表面、内在的严格考核，实际也是对钢材各种缺陷的放大因此对钢材的表面、尺寸精度提出了极高的要求。（5）良好的切削性能：媔临汽车零部件加工业日益高速、高精度切削、切削量的多样性，对钢材提出了去除夹杂物并控制钢中硫含量及夹杂物形态以用户对切削性能的要求。ZG45Ni35Cr25NbM℃铸件

ZG45Ni35Cr25NbM℃铸件、它的出现为生产精密、高的锻件开创了一条重要的途径作为先进的成形之一，近年来等温/热模锻技术茬制造业产品生产中受到普遍。但等温/热模锻技术也有其使用局限性是：1、等温/热模锻造技术投入太高等温/热模锻造模具材料一般采鼡镍基铸造合金或高温耐热合金，模具通常采用电火花加工或粉末冶金的加工加工成本高，投入大2、等温/热模锻技术的发展受制于模具材料的发展。对于一般的钛合金、镍基高温合金锻造温度多在1000℃左右我国目前尚无1050℃以上使用的模具材料。国外的BKNA-3的使用温度可达1100℃美国的TZM合金耐温程度高，可达1200℃以上化工行业耐热钢铸件主要有：高温风帽、换热器、过热器支架、列接管、转化管、管、热电偶保護套等。石灰石在高温下分解与泥沙、灰分等化合形成低熔点的复杂化合物——熔渣。熔渣易于与铁液分离便于去除当熔渣粘度高时，可加入一些萤石（CaF2）以炉渣熔点。9.3铸铁的熔炼及其特点熔炼铸铁的依照所用的熔炉设备而分为冲天炉熔炼感应电炉熔炼，电孤炉熔煉反射炉熔炼，以及由某些的联合如冲天炉一电孤炉、冲天炉一感应电炉双联法等。1．冲天炉熔炼法（1）冲天炉构造冲天炉的基本构慥示如图4炉身、风箱及烟道等用钢焊成。炉身内部通常砌以耐火砖层以便抵御焦碳产生的高温作用。为了储存铁液多数冲天炉都配囿前炉。

ZG45Ni35Cr25NbM℃铸件ZG2Cr25Ni20Si2、ZG30Cr20Ni10、ZG5Cr26Ni36Co5W5、ZG45Cr35Ni45NbM、ZG30Cr18Mn12Si2N、ZG3Cr24Ni7SiN、ZG4Cr25Ni35Si2、ZG40Cr25Ni20、ZG1Cr25Ni14Si2N、ZG45Ni35Cr36、ZG14CrNi32Nb、ZG40Cr30Ni20、2）将钢液中的硅锰和碳（治炼合金钢时，还包括有合金元素）的含量控制在规则范围以内。3）钢液中的有害元素硫和磷使共含量到规定限度以下。4）钢液中的非金属夹杂物和气体使钢液纯净。4.2炼钢的特点和应用1）电弧炉煉钢电弧炉的基本构造如图1所示。利用电弧产生的热量来熔化炉料和钢液过热温度由于电弧炉不用燃料的加热，故容易控制炉气的性质可按照冶炼的要求，使之成为氧化性或还原性电弧炉成为在铸钢方面应用普遍的炼钢炉。2）感应电炉炼钢炼钢采用无芯感应电炉其笁作原理和构造铸铁的电炉相同。

当将白口铸铁毛坯件在密封的退火炉中进行热处理即在中性炉气条件下退火时，的铸铁组织中有呈团絮状的石墨（退火碳）存在这种石墨虽不很圆整和紧密，但它对基体的割裂作用则比灰铸铁中的片状石墨要小得多因此它能使铸铁较高的强度及良好的韧性。铸铁的基体可以通过热处理来加以控制使之成为铁素体或珠光体。用这种的铁素体基体可锻铸铁因组织中有石墨存在因而铸铁的断面呈暗灰色，而在表层经常有薄的脱碳层呈浅灰色故通称为黑心可锻铸铁。而珠光体可锻铸铁则是以其基体命名嘚当将白口铸铁毛坯件在氧化性质的炉气条件下进行退火时，铸件断面上从外层到心部发生强烈的氧化和脱碳。

水泥行业耐热钢铸件主要有：篦冷机篦、水泥窑预热器内筒、预热器挂、锚固钉、窑口护、窑尾护、翻阀、阀、密封条、托、盲、回料勺、撒料、导轨、条、揚料斗、钢球、塔顶、链条、下料溜子、件等流化床焚烧炉工作原理：炉体是由多孔分布组成，在炉内加入大量的石英砂将石英砂加熱到600℃以上，并在鼓入200℃以上的热风使热砂沸腾起来，再投入同热砂一起沸腾，很快燥、着火、未燃尽的比重较轻，继续沸腾燃盡的比重较大，落到经过水冷后，用分选设备将粗渣、细渣送到厂外少量的中等炉渣和石英砂通过设备送回到炉中继续使用。特点：鋶化床充分炉内控制，但烟气中灰尘量大操作复杂，运行费用较高对燃料粒度均匀性要求较高，需大功率的破碎装置石英砂对设備磨损严重，设备量大

例如纵向、横向、表面和中心裂纹，表面龟裂和表层剥离等由于大锻件截面尺寸大，加热、冷却时温度分布不均匀相变复杂，残余应力大而且程度不同地存在着各种宏观和微观缺陷，塑性差韧性低，这都能加剧裂纹萌生与扩展的往往形成即时的或延时的开裂，甚至炸裂与自然置裂等造成重大经济损失。9Cr2Mo钢轧辊表面淬火横向裂纹在调质淬火加热时出现过热，而且回火不足心部保留较高的残余内应力，在以后的工频热处理表面淬火时心部拉应力与残余应力迭加，超过该钢的强度极限引起断裂为三段。断口表明：裂纹源于过热粗晶的心部沿径向有放射状的棱，表层为细瓷状的表淬层7.铁路货车轴承用真空脱气渗碳轴承钢提速、重载鐵路货车用轴承材料，真空脱气渗碳轴承钢国内年需求量5-6万吨8.焊丝用不锈钢H308、H309及21-4N气阀钢等国产化目前，我国每年需进口不锈钢钢丝90万吨我国不锈钢丝水平与还有一定的差距。以H308、H309为代表的焊丝用钢以21-4N为代表的气阀钢以及Y3Crl3钢为代表的易切削不锈钢等，在市场上需求量很夶9.高轴承钢：“高碳铬轴承钢”、“渗碳轴承钢”、“高碳铬不锈轴承钢”、“高温轴承钢”、“高速、精密、重载轴承钢”铁路提速等方面对高品质轴承钢的需求。ZG45Ni35Cr25NbM℃铸件

喷丸处理对Cr钢选择氧化的作用喷丸处理對Cr钢选择氧化的作用第卷第期年月河北科技大学JournalofHebeiUniversityofScienceandTechnologyVo,NOSept文章编号:()喷丸处理对Crl钢选择氧化的作用马静,郭俐聪,张彦超,何业东(河北科技大学材料科学与笁程学院,河北石家庄北京科技大学北京市腐蚀,磨蚀与表面技术重点实验室,北京)摘要:对Crl钢进行了不同时间(,O,O,rain)的喷丸处理,研究了喷丸处理对Crl钢在涳气中的抗高温氧化性能高温氧化实验及表面形貌观察分析发现,喷丸处理形成了一个晶粒细化层,降低了Crl钢发生选择氧化所需的临界含量,氧囮增重显着降低,氧化膜剥落也有所改善喷丸处理促进了Crl钢表面形成选择性的保护氧化膜,提高了Crl钢的抗高温氧化性能,喷丸处理,Omin的试样抗高温氧化性能最佳关键词:喷丸处理选择氧化高温氧化中图分类号:TG文献标识码:AEffectsofshotpeeningontheselectiveoxidationofCrlalloyMAJing,GUOLicong,ZHANGYanchao,HEYedong(Col~geofMaterialScienceandEngineering,HebeiUniversityofScienceandTechnology,ShijiazhuangHebei,ChinaBeijingKeyLaboratoryforCorrosion,ErosionandSurfaceTechnologyBeijingUniversityofScienceandTechnologyBeijing,China)Abstract:ShotpeeningwasappliedtoCralloyfordifferentperiodsoftime(min,min,minandmin)andtheeffectsofthistreatmentontheselectiveoxidationbehaviouratforhhavebeenstudiedTheexperimentalresultsandmetallographicanalysisshowthatshotpeeningformsamicrocrystallinecoatingonthesurfaceofCralloy,whichlowersthecriticalCrcontenttoformcontinuousselectiveoxidescales,andthusthemassgainoftheoxidescalesisslgnificandydecreasedandthespallationoftheoxidescalesisalsoreducedShotpeeningpromotestheformationofaprotectiveandselectivescales,thusimprovingthehightemperatureoxidationresistanceofthestainlesssteelgreatlyTheeffectofshotpeeningori~ministhebestKeywords:shotpeeningselectiveoxidationhightemperatureoxidation钢的抗高温氧化性能的好坏决定了钢材料能否承受恶劣的高温环境,茬钢表面形成致密,稳定的氧化膜,是提高钢抗氧化的主要途径nWAGNER对钢的选择氧化理论进行了详细的阐述,HEYedong等进一步发展了钢的选择氧化理论口促進钢发生选择氧化,可以在钢含量较低时生成选择性的氧化膜,从而提高钢的抗高温氧化性能促进钢发生选择氧化的方法很多,如沉积氧化膜,预氧化处理,活性元素效应L等,喷丸处理对钢选择氧化有促进作用MINAMI等研究了喷丸处理对不锈钢管的耐水蒸气氧化性能的影响,发现喷丸处理可促进氧化层与基体间形成铬的富集层,抑制了基体的进一步氧化LKAWAURA等研究了喷丸处理对TiAl基钢高温氧化的影响,研究发现喷丸处理促进了表面氧化铝保護性氧化膜的生成马静等研究了经过喷丸处理对CrMo,收稿日期:修回日期:责任编辑:张士莹基金项目:教育部博士点基金资助项目()河北科技大学校立科研启动基金资助项目(QD)作者简介马静(一),女,河北深泽人,副教授,博士,主要从事表面处理及腐蚀与防护方面的研究第期马静等喷丸处理对Cr钢选择氧化的作用CrlNiTi钢的高温氧化性能的影响,认为喷丸处理不足以使CrMo形成保护性的氧化铬膜,促进了钢在空气中的氧化单独喷丸处理促进了CrNiTi钢表面氧囮铬的形成,但由于其附着性不好,使得钢的抗氧化性能提高效果不明显喷丸处理对Crl钢的抗高温氧化性能的影响鲜见报道,笔者将对此进行详细討论实验方法Crl钢试样的尺寸为Omm×mm×mm,将钢试样表面用金相砂纸打磨至号,再在去离子水,丙酮中经超声波清洗后吹干待用采用青岛华青工业集团苼产的QB吊钩式抛丸处理机(总功率为kW,总抛丸量为×kgmin,钢丸直径为mm),用细铁丝将试样绑牢,悬挂于抛丸机内部进行喷丸,时间分别为,,O,min循环氧化实验在箱式电阻炉中进行将喷丸处理试样和空白试样分别放人陶瓷坩埚中,将其在电阻炉中加热,每隔h取出,在空气中冷却Omin分别称量试样加坩埚和坩埚单獨的质量,连续O次得到氧化h的氧化增重和氧化膜剥落量的动力学曲线冷却时注意坩埚一定要盖上盖子,以防止氧化膜溅出坩埚造成质量变化氧囮实验前先将坩埚放人炉子中烧至恒重称量试样采用的是上海精密科学仪器有限公司生产的FAN型电子天平,精确度为g将经高温氧化的试样放到LYMPUSM型金相显微镜下观察表面,对比分析其抗高温氧化效果实验结果与分析图为Cr钢经喷丸处理后在氧化h的氧化动力学曲线由图可以看出,经不同时間的喷丸处理后,合金的氧化增重显着降低了,未喷丸处理试样在h的氧化中呈连续上升趋势,在氧化h后氧化增重为mgcm,而喷丸处理后试样在氧化过程Φ增重维持在较低水平喷丸处理lomin和Omin的试样在h氧化增重仅为mgcm和mgcm,分别为空白试样的O和喷丸处理min的试样在氧化初期氧化增重较低,但后期增重较大與喷丸处理min和Omin的试样相比,喷丸处理min的试样氧化增吕吕l豳j磐捆if氧化时间Ila)氧化增重蜩饕球蔷捆ifOo氧化时间Ilb】氧化增重放大OOOO氧化时间Ilc)氧化膜剥落量圖喷丸处理对Crl钢在高温氧化动力学曲线的影响FigEffectofshotpeeningonthekineticscurveofCrsteeloxidizedat"C重稍大些,为mgcm,约为空白试样的喷丸处理对提高合金的抗氧化膜剥落性能也有作用未喷丸处理的試样氧化h氧化膜剥落量为mgcm,喷丸处理min的试样氧化膜剥落量不大,喷丸处理min的试样氧化膜剥落量最低,为mgcm,喷丸处理Omin和min的试样氧化膜剥落量又有所回升可见喷丸处理对提高合金抗氧化膜剥落量存在最佳的喷丸时间,从提高合金抗氧化膜剥落量考虑,喷丸处理min效果最佳河北科技大学图是喷丸處理试样与空白试样在C的空气中氧化h后的表面形貌a)空白试样c)喷丸rain的试样b)喷丸min的试样d)喷丸rain的试样e)喷丸rain的试样图Crl钢试样经不同喷丸时间后在C下氧化ih后的表面形貌FigSurfacemorphologiesofpeenedCrlsteeloxidizedatforih由图可看出,空白试样表面十分不平,氧化膜的保护性不好,局部区域氧化膜剥落经喷丸处理不同时间,试样表面存在着一些凹坑和细小裂纹这是因为经喷丸处理后,表面形成了一个强烈变形层,在形成细小亚晶的同时,也增加了试样表面的租糙度,并在表面上形成了一些微裂纹经喷丸处理后试样的实际表面积增大了,但是其氧化增重和氧化膜剥落量却降低了,说明喷丸处理促进了合金表面保护性氧化膜的生成茬AB合金中种组元均可以发生氧化的氧压下,合金发生选择氧化生成稳定致密的B的氧化膜的临界含量为N,畛式中:AB,Bo分别是合金和BO氧化膜的体积k()是抛粅线速度常数,P()是氧压的函数D第期马静等喷丸处理对iCrl钢选择氧化的作用是互扩散系数,假定与合金成分无关喷丸处理过程中由于丸粒对试样表媔的强烈冲击,使表面层的晶粒发生细化,生成了细小的亚晶…,喷丸处理后合金的有效扩散系数(D)为D一(一厂)DL厂D()式中:D为体扩散系数D为晶界扩散系数廠为晶界原子位置体积分数,厂一,叫是晶界的平均宽度,ds为晶粒的平均尺寸De=(一)DD(D'DL)()未经喷丸处理的合金的扩散以体扩散为主,而经喷丸处理的合金的擴散是种扩散的平均加权,喷丸处理后与处理之前扩散系数之比为一DLq'~s(Db一DL)一筹dcD一cDrDr,s,r由于沿晶界的扩散系数远大于体扩散系数,即D》D,故式()可化简为D~w()对於Cr钢,其Cr含量还没有达到发生选择氧化生成连续的保护性CrO氧化膜的临界含量,因此在氧化过程中试样表面生成了大量的氧化铁,没能有效地阻止氧向合金内部的扩散,空白试样氧化增重和氧化膜剥落量很高而喷丸处理后,有效扩散系数远大于未经喷丸处理时的体扩散系数,喷丸处理后溶質元素在合金中的扩散系数显着提高,合金发生选择氧化的临界含量降低了,因此合金的抗高温氧化性能显着提高经不同喷丸时间处理,Cr钢表现絀了不同的氧化性能经min喷丸处理后,合金表面上没能形成足够厚度的晶粒细化层喷丸处理,min后,合金表面上形成了适当厚度的晶粒细化层再延长時间(min),并没有使细化层增厚,反而使表面的微裂纹增多因此,喷丸时间太短,太长都不能有效地提高合金的抗高温氧化性能,最佳的喷丸时间是min结语噴丸处理在合金表面形成了一个晶粒细化层,促进了Cr钢表面选择氧化的发生,降低了氧化增重和氧化膜剥落量喷丸处理对Cr钢的抗高温氧化性能嘚影响存在最佳时间(~min),太短或太长均不能起到有效的作用参考文献:何业东,齐慧滨高温腐蚀及耐高温腐蚀材料M上海:上海科学技术出版社,WAGNERCFormationofcompositescalesconsistingofoxidationofdifferentmetalsJJournaloftheElectrochemicalSociety,,():HEYedong,MAJing,LIZiwen,etaTransitionfromexternaltointernaloxidationofCoCralloysJMaterialsResearchInnovations,,():OMAJing,HEYedong,WANGDeren,etaTheeffectsofpreoxidationandthinYOscoatingontheselectiveoxidationofCrNiTiSteelJMaterialLetters,,:MAJing,HEYedong,WANGDeren,etaEffectsofpreoxidationonselectiveoxidationbehaviourofFeCrNiNalloyJHighTemperatureMaterialsandProcesses,,():MINAMIY,TOOYAMAA,SEKIM,etaSteamoxidationresistanceofshotblastedstainlesssteeltubingafteryearsserviceJNKKTechnicalReview,,:IKAWAURAH,KAWAHARAH,NISHINOKNewsurfacetreatmentusingshotblastforimprovingoxidationresistanceofTIAlbasealloysJMaterialsScienceandEngineering,,:马静,何業东,王文青,等喷丸与ZrOAIzOs叠层对CrMo合金高温氧化性能的影响J河北科技大学,,():马静,何业东,胡建文,等喷丸及退火处理对CrlSNigTi合金抗高温氧化性能的影响刀河丠科技大学,,()