低合金耐磨铸钢技术研究与应用

随着新工艺、新装备的发展应用，如：立磨辊、盘，辊压机辊面，V型及其它各种选粉机风管、导风叶、撒料盘，风机叶轮、壳体，螺旋输送机叶片，溜槽，料仓等，铸造耐磨材料的应用受到限制，非铸造耐磨材料如：耐磨钢板、复合钢板、硬面堆焊、耐磨陶瓷片、耐磨陶瓷涂料、超高分子量聚乙烯板、环纳复合板等得到更广泛的应用。

6.1 耐磨钢板耐磨钢板以瑞典钢铁奥克隆德有限公司（SSAB）生产的HARDOX为代表。

耐磨钢板在许多不适宜采用铸造耐磨材料时体现出其优越性：硬度高，最高硬度已达HB600；韧性好，HARDOX600冲击韧性可达24J，比同等硬度的铸造合金高很多；可焊接；可机加工、弯曲与剪切，弯曲性能好，20mm厚的HARDOX500钢板可弯曲半径为80mm，有利于卷制半径较小的工件。

表6-1HARDOX耐磨钢板主要性能注：R－弯曲半径，t－钢板厚度。

但是，耐磨钢板的缺陷是不能用于＞200℃的场合，因晶粒长大导致硬度下降。

6.2 硬面堆焊耐磨复合钢板复合钢板是在基板表面上堆焊一层过共晶高铬合金耐磨层而构成的复合耐磨材料。

软基板与硬面层的复合，带来诸多优点：硬度高，耐磨性优异；可焊接，其硬面磨损后可反复堆焊多次，基板可与其它构件焊接；可冷弯成型；可切割，因硬面层中含有大量碳化物，故火焰无法切割，只能用等离子、激光束或高压水枪切割。

表6-2复合钢板的主要化学成分及性能注：最小弯曲半径为硬面层朝内的数值。

若硬面层朝外，弯曲半径×2。

复合钢板与HADOX钢板两者各有特长，从耐磨性比较，前者硬面层中含有硬度达HV1600的M7C3型碳化物，即使硬度相同，耐磨性远优于后者；从耐热性比较，前者在500℃下硬度基本不下降，耐热性优于后者；从工艺性比较，后者优于前者。

表6-3复合钢板和耐磨钢板技术经济指标对比6.3 硬面堆焊技术目前国内的硬面堆焊技术发展很快，除复合钢板外，在立磨辊、盘上的应用取得突破性进展，与铸造辊、盘相比，具有较大优势：可在各种金属材料（碳钢、铸铁、高铬铸铁、镍硬铸铁、高锰钢等）表面堆焊；对磨损后的高铬铸铁或镍硬铸铁立磨辊、盘进行在线或离线修复堆焊（离线修复的质量优于在线修复），可反复堆焊数次；修复一次的费用约相当于进口磨辊的1/3，国产磨辊的1/2；用碳钢铸造磨辊、盘的基体，预留尺寸后表面堆焊成成品，与整体铸造的磨辊、盘相比，售价略低，耐磨性更优。

铸钢件生产工艺要求及质量标准一、混砂工艺标准（一）材料要求：1、造型砂：符合GB9442-88 、JB435—63细粒砂要求，一般选用二氧化硅含量较高的天然砂或石英砂,原砂粒度根据铸件大小及壁厚确定，原砂的含泥质量分数应小于2％,原砂中的水份必须严格控制,且一般应进行烘干.2、水玻璃：水玻璃模应根据铸件大小来确定。

（1）小砂型（芯）为加速硬化采用选用M=2.7—3。

2的高模数水玻璃。

（2）中型砂型（芯）可选用M=2.3—2.6的水玻璃.（3)生产周期长的大型砂型(芯）选用M=2.0-2.2的低模数水玻璃。

（二）混制比例（质量分数％）造型砂/水玻璃=100：6～8（三）混制时间：一般情况下混制5分钟，室温或水玻璃密度较大时可适当延长混砂时间。

(四）混制后要求:混制好的造型砂要求无块状或团状，流动性较好。

二、造型工艺要点:（一）基本原则：1、质量要求高的面或主要加工面应放在下面.2、大平面应放在下面。

3、薄壁部分应放在下面。

4、厚大部分应放在上面.5、应尽量减少砂芯的数量。

6、应尽量采用平直的分型面。

（二）基本要求：1、木模:要求轮廓完整，无裂纹、无破损、无残缺，表面光洁，尺寸符合铸造工艺图纸要求,并经常进行尺寸校验。

2、砂箱:砂箱的尺寸大小应根据木模规格确定,大、中型砂箱应焊接箱筋。

3、浇注系统：根据铸件的结构特点的工艺要求，选择适宜的浇注系统，通常采用顶注式、底注式。

（1)浇注系统设置基本原则:浇口、冒口安放位置合理，大小适宜不妨碍铸件收缩，便于排气、落砂和清理，应使铸型尺寸尽量减少，简化造型操作，节省型砂用量和降低劳动强度.(2)内浇道位置的注意事项.1）内浇道不应设在铸件重要部位.2）应使金属液流至型腔各部位的距离最短.3）应不使金属液正面冲击铸型和砂芯。

4）应使金属液能均匀分散,快速地充满型腔.5）不要正对铸型中的冷铁和芯撑。

4、冒口（1）冒口设置基本原则：1）根据铸件的结构和工艺要求正确选择冒口的形状、大小和安放位置。

按加热和冷却条件不同，铸钢件的主要热处理方式有：退火、正火、均匀化处理、淬火、回火、固溶处理、沉淀硬化、消除应力处理及除氢处理。

1.退火：退火是将铸钢件加热到Ac3以上20~3（FC,保温一定时间，冷却的热处理工艺。

退火的目的是为消除铸造组织中的柱状晶、粗等轴晶、魏氏组织和树枝状偏析，以改善铸钢力学性能。

碳钢退火后的组织：亚共析铸钢为铁素体和珠光体，共析铸钢为珠光体，过共析铸钢为珠光体和碳化物。

适用于所有牌号的铸钢件。

2,正火：正火是将铸钢件加热到Ac3温度以上30~50。

C保温，使之完全奥氏体化，然后在静止空气中冷却的热处理工艺。

正火的目的是细化钢的组织，使其具有所需的力学性能，也是作为以后热处理的预备处理。

正火与退火工艺的区别有两个：其一是正火加热温度要偏高些；其二是正火冷却较快些。

经正火的铸钢强度稍高于退火铸钢，其珠光体组织较细。

一般工程用碳钢及部分厚大、形状复杂的合金钢铸件多采用正火处理。

正火可消除共析铸钢和过共析铸钢件中的网状碳化物，以利于球化退火；可作为中碳钢以及合金结构钢淬火前的预备处理，以细化晶粒和均匀组织，从而减少铸件在淬火时产生的缺陷。

3淬火：淬火是将铸钢件加热到奥氏体化后（AC。

或Ac•以上），保持一定时间后以适当方式冷却，获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺。

常见的有水冷淬火、油冷淬火和空冷淬火等。

铸钢件淬火后应及时进行回火处理，以消除淬火应力及获得所需综合力学性能铸钢件淬火工艺的主要参数:Q）淬火温度：淬火温度取决于铸钢的化学成分和相应的临界温度点。

原则上,亚共析铸钢淬火温度为Ac o以上20~30℃,常称之为完全淬火。

共析及过共析铸钢在Ac o以上30~50℃淬火，即所谓亚临界淬火或两相区淬火。

这种淬火也可用于亚共析钢，所获得的组织较一般淬火的细，适用于低合金铸钢件韧化处理。

（2）淬火介质：淬火的目的是得到完全的马氏体组织。

为此，铸件淬火时的冷却速率必须大于铸钢的临界冷却速率。

Q83备案号：4005—1999中华人民共和国电力行业标准DL/T 680—1999耐磨管道技术条件Specification for wear-resistant pipes1999-08-02 发布1999-10-01中华人民共和国国家经济贸易委员会发布中华人民共和国国家经济贸易委员会1999-08-02批准1999-10-01实施前言本标准是根据原电力工业部综科教［1998］28号文“关于下达1997年制定、修订电力行业标准计划项目的通知”的安排制定的。

我国电力行业每年输送煤粉和灰渣的管道消耗量相当大，为了保证电厂安全满发，提高运行效率，推广应用近年来开发的高新技术产品，特制定本标准，作为供货厂家的生产标准和电厂选材、验收的依据。

本标准采用了美国标准ASTM A532/A532M—93a中Cr15Mo、Cr20Mo和Cr26三个牌号，部分采用了美国标准ASTM A732/A732M—90中的牌号为10Q的IC4340钢，部分采用了日本标准JIS G5111—1991中的牌号为SCCrM3钢。

本标准的附录A是提示的附录。

本标准由中国电力行业锅炉标准化技术委员会提出并归口。

本标准负责起草单位：国家电力公司金属抗磨件质量监督检验测试中心、扬州耐磨技术开发公司。

参加起草单位：华北电力大学、广州有色金属研究院耐磨材料机械研究所、无锡电力耐磨材料厂、武进市华耐衬里材料厂、金坛登兴(集团)公司、西安电力机械厂管件分厂、山东冠中电力除灰设备制造公司、江苏高鑫管阀公司、河北久通管道厂。

本标准主要起草人：孙正国、王海珊、李卫、张洪明、梅金德、李选民、孙耀良。

本标准由国家电力公司金属抗磨件质量监督检验测试中心负责解释。

1 范围本标准规定了耐磨管道的产品分类、技术要求、试验方法、检验规则及标志、包装、贮存和运输。

本标准适用于输送煤粉、煤灰(渣)等物料用的管道。

2 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。

铸钢型号及防腐铸钢是一种常见的金属材料，具有较高的强度和耐用性，因此在工业领域得到广泛应用。

为了提高铸钢的使用寿命和防止腐蚀，人们常常采取一些防腐措施。

下面将从铸钢型号和防腐两个方面进行介绍。

铸钢的型号对其性能和用途起着重要的影响。

常见的铸钢型号有低合金铸钢、中合金铸钢和高合金铸钢等。

低合金铸钢通常含有少量的合金元素，具有良好的可焊性和可塑性，适用于一些一般性的工程和结构件。

中合金铸钢含有适量的合金元素，具有较高的强度和硬度，适用于承受较大压力和冲击负荷的零部件。

高合金铸钢含有较高比例的合金元素，具有极高的耐磨性和耐腐蚀性，适用于一些特殊环境下的工程和零部件。

通过选择不同的铸钢型号，可以满足不同工程和应用的需求。

防腐是铸钢使用过程中必不可少的一环。

由于铸钢常常处于恶劣的工作环境中，容易受到腐蚀的侵害。

为了延长铸钢的使用寿命，人们常常采取防腐措施来保护铸钢表面。

常见的防腐方法包括喷涂防腐漆、镀锌、热浸镀锌、热喷涂等。

喷涂防腐漆是一种常用的防腐方法，通过在铸钢表面形成一层保护膜，防止空气和水的直接接触，从而起到防腐的作用。

镀锌是将铸钢表面浸泡在熔融的锌中，形成一层锌铁合金保护层，具有较好的防腐性能。

热浸镀锌是将铸钢浸泡在高温的锌液中，使锌液与铸钢表面反应生成锌铁合金保护层，能够有效抵抗腐蚀。

热喷涂是将熔融的金属颗粒喷射到铸钢表面，形成一层致密的保护层，能够提供较好的防腐效果。

通过选择合适的防腐措施，可以有效延长铸钢的使用寿命，减少维修和更换的频率。

铸钢型号和防腐是影响铸钢性能和使用寿命的重要因素。

合理选择铸钢型号，结合适当的防腐措施，可以保证铸钢在各种工程和环境中的安全可靠运行。

对于工程师和使用者来说，了解铸钢型号和防腐知识，对于正确选择和使用铸钢材料具有重要的指导意义。