厚大斷面蠕鐵鋼錠模材質(zhì)及生產(chǎn)工藝的研究.pdf

1、鋼錠模是煉鋼廠生產(chǎn)大型鍛件毛坯的主要冶金器具之一，在工作狀態(tài)下，鋼錠模受到溫差應(yīng)力、相變應(yīng)力、殘余應(yīng)力、機械應(yīng)力等綜合應(yīng)力的作用，易產(chǎn)生裂紋、龜裂、鱗剝，使鋼錠模報廢。蠕鐵具有導(dǎo)熱性能好、抗拉強度高、抗氧化生長性能及耐熱疲勞性能良好的特點。因此，利用蠕鐵制造鋼錠模，可顯著提高鋼錠模的耐開裂、龜裂以及抗變形能力，并能減輕重量，提高模錠比，降低模耗，將產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。
　　 本文以生產(chǎn)大型蠕鐵鋼錠模為目標(biāo)，采用模擬試塊

2、，研究蠕化劑的組成及蠕化工藝對厚大斷面蠕鐵的組織和性能的影響，開發(fā)具有良好蠕化及抗衰退能力的蠕化劑及蠕化處理工藝；研究冷鐵等對厚大斷面蠕鐵組織和性能的影響；對比研究蠕鐵與灰鐵的耐熱性能。同時，利用華鑄CAE軟件對鋼錠模的充型及凝固過程進行模擬計算，優(yōu)化鋼錠模的鑄造生產(chǎn)工藝。開發(fā)適合于大型鋼錠模的蠕鐵材質(zhì)及生產(chǎn)工藝。對比研究了REMg、YSBM-1、YSBM-3、YSBM-A四種蠕化劑對厚大斷面蠕鐵組織和性能的影響。研究結(jié)果表明，重稀土蠕

3、化劑（YSBM-A）的具有良好的蠕化效果和抗衰退能力，采用該蠕化劑處理的400mm×400mm×450mm模擬試塊中心部位的蠕化率達到85%，試塊的組織均勻性較好，抗拉性能達到315MPa，延伸率達到3.3%，滿足鋼錠模材質(zhì)的要求。冷鐵可顯著縮短厚大斷面蠕鐵的凝固時間、提高試塊中心的蠕化率，在相同蠕化處理條件下模擬試塊中心部位的蠕化率由未加冷鐵的35%提高到55%，破碎石墨的數(shù)量明顯減少，獲得了均勻分布的蠕墨和晶粒細(xì)小的基體組織。蠕鐵7

4、2 小時的平均氧化增重為3.14g/(m2·h)，顯著低于灰鐵的4.76g/(m2·h)；700℃至室溫的水淬試驗中，蠕鐵的平均熱疲勞壽命為42次，高于灰鐵的30次。利用華鑄CAE模擬優(yōu)化的結(jié)果，采用雨淋式工藝，成功生產(chǎn)出48t鋼錠模。鋼錠模附鑄塊的蠕化率達到85%，抗拉強度為350MPa，延伸率為7.5%，達到了RuT300的水平。420t鋼錠模的優(yōu)化工藝為上、下雙澆注系統(tǒng)，上澆注系統(tǒng)為雨淋式，下澆注系統(tǒng)為二級底注式，澆注溫度1300