无钼镍高铬合金铸铁耐磨衬板的研制与应用分析

2013-08-20罗向阳

科技传播 2013年9期

罗向阳

湖南省电力设备总厂，湖南株洲 412001

0 引言

无钼镍高铬合金铸铁耐磨衬板的主要服务对象主要是电力、煤炭、矿山、水泥、化工等行业，特别是对于电力行业而言，其应用更加广泛，不仅增强了电厂磨煤机的安全运行，而且可以使企业的经济效益大大提升。因此，对无钼镍高铬合金铸铁耐磨衬板的研制与应用的探讨有其必要性。

1 化学成分分析

最近投放于市场的“新一代无钼镍高铬合金铸铁耐磨衬板”，根据大量的调查研究发现，其性能良好、安全性高、耐磨性能高，而且生产成本低，具有良好的经济效益和社会效益，性价在市场上占据足够的优势，虽然在市场上的投入时间不长，但其已经得到广大用户的青睐，当前已经实现大批量的生产。在这里我们主要针某水泥公司使用的口4.2×13m 大型磨机Crl5 高铬铸铁衬板为例进行具体的说明：

与传统的高铬铸铁衬板相比，其化学成分得到进一步的优化，具体的化学成分以及相关的比例情况如表1 所示：

表1 无钼镍高铬合金铸铁耐磨衬板化学成份详细情况

针对上元素的成分表，以下作详细的说明：

首先是碳铬成分的确定。在高铬铸铁衬板中，碳和铬是决定其基体组织的重要元素，其中以碳化物为主，整体的结构和性能得以优化。在整个结构中，碳元素的比例决定共晶碳化物数量，而碳化物的类型则主要由铬量所决定。

其次是硅锰元素及成分的确定。一般而言，在高铬合金铸铁中硅属于限制性的元素，主要原因是由于硅易溶入基体中，这会在很大程度上使得碳在奥氏体中的溶解度大大降低，与此同时，溶入的硅元素部分又与铬与碳结合，形成共晶化合物，使奥氏体中铬的溶解度又得以降低，那么整体结构的稳定性就会降低，因此，必要控制好硅含量，要求应在≤0.8%的范围内。

2 处理技术

根据大量的文献和实验研究发现，通过改变高铬铁共晶碳化物的分布情况以及形态，可以在很大程度上提高其强韧性，这也是目前最为经济最为有效的一种方法，具体的方法如下：

首先对铁进行变质化的处理，有效地控制其凝固情况，改变碳化物相互交错的、粗大的杆簇状，使其成为分布均匀且孤立的细杆状，更为重要的可以使得共晶碳化物得到细化，大大地降低了碳化物对基体的割裂作用，一方面，可以提高冶金质量，达到所要求的高性能，另一方面，可以进一步提升高铬铁件的韧性、强度以及耐磨性。

其次，把握碳化物形成的核心元素。一般而言，高铬铁件结构中的碳化物其主要的核心元素有V、Ti、Nb 等，在结构中，由于这些元素的存在，使得组织结构细化，尤其是对于是Nb元素的引入，通过一定的强化以及沉淀处理，将奥氏体晶粒细化，与此同时，将相变后的组织进行细化，从根本上改善其他搞疲劳性能和韧性。在具体的设计时，主要的元素比例情况如下：

元素质量分数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 熔炼工艺

对于优质的铸件产品而言，除了要进行化学成分的合理优化以外，同时，不要优化其熔炼工艺，通过在化学成分的指令下，提高铁液的洁净度，提升冶金质量，最大限度地铸件的内部缺陷。一般而言，其内部缺陷主要与铁水的质量密切相关，为此，在这里的一个关键性的问题就是要采取有效措施清除铁液中的氧化物、硫化物、硫氧化物以及各种非金属杂物和有害气体。

另外是要把握熔炼的过程，简单来讲，就是除气去杂的精炼过程。在熔炼过程中，采用有效措施进行脱磷脱硫，具体可以从以下方面把握：一是对于废钢的处理，要提高废钢质量，尽可能地降低有害元素和各种非金属夹杂物，提高炉料质量，确保废钢洁净干燥，明确其中的化学成份。二是对于配料的处理，在熔炼前，要准确计算出各种配料的含量，确定其准确的化学成份，采用合理的配料工艺，提高铸件性能。

此外，机械性能检测。根据相关的规范和要求，对现有的处理技术以及制造而成的铸件进行性能检测，从而优化工艺质量，提高铸件的生产水平与质量，不仅可以节约资源，而且有利于成本的降低。