耐磨钢的铸造

铸造耐磨钢是一种碳含量高,合金元素含量高,化学成分变化范围宽,不同于一般铸造的铸钢。在铸造过程中,耐磨钢存在着产生热应力、缩松、冷裂、热裂、气孔等一系列问题。要解决这些问题,保证铸件质量.达到生产要求,就需全面考虑耐磨钢的特性、铸造工艺以及影响耐磨钢铸造质量的因素。

第一节耐磨钢铸造特性 铸造特性主要指结晶组织、液态合金流动性、结晶收缩以及裂纹等。它和铸件质量有密切关系。铸造特性不仅影响铸件的外观和尺寸,而且也影响铸件的内在质量。研究铸造特性对于采取正确的工艺措施和获得健全的铸件是很必要的。铸造特性所包含的内容是变化的.不同的铸造合金往往有不同的性能特点。

本节主要论述耐磨钢流动性能、结晶组织、结晶收缩以及高锰钢铸件中常见的裂纹缺陷。

一、液态商锰钢的流动性 流动性指金属液充填铸型型腔的能力。流动性和液态金属的 a度、表面张力、氧化程度及氧化物的性质等有关。下面将分别阐述这些因素对流动性的影响‘,

(一)液态金属的私度对耐磨钢流动性能的影响 金属的私度是金属液在流动时的内摩擦引起的。它也是金属原子之间相互作用力的体现:动力a度以I表示 影响16度的主要因素有金属的化学成分、金属的烙点和金属液的过热温度r,从对金属液的粘度的研究得知,金属的比容愈大,金属的运动a度就愈小,成反比关系。金属液的过热温度愈高,动力薪度降低,但是这个降低值不多。根据不同人的研究.往往是超过熔点温度不多时,随温度的升高R度下降较快,远离熔点温度再升温时,16度下降很少。金属的熔点愈高,表明原子之间作用力愈强,a度愈高。因此a度值和相图之间有对应关系,通常是改变成分使液相线温度升高时,a度升高。

由于耐磨钢有一个相当的结晶间隔.即液、固线之间的温度间隔。因此耐磨钢的熔点不同人测定的数据也不同,有 1370t ,1375'U ,1340℃等各种数据。严格地说应该是测定钢’ 的液相线温度和固相线温度.1 而不能笼统地测定熔点,高锰钢成分范围又很大,液、固相线温度在一个很宽的范围内变化,影响它的主要是碳、锰和硅。实验测得,当钢中锰含量在13%左右时,随碳含量的变化钢的液相线温度。

氧在Fe-Mn熔体中当它以溶液的形式存在时,它是表面活性物质,氧的含量高,表面张力低。但当氧以氧化膜的形式存在时, Mn()的薄膜虽然不像铝合金表面的氧化铝那样坚固,但也有可能在铸件表面造成皱褶。但是另一方面钢水表面的MnO又可以和造型材料之间有作用力,起润湿作用。这种界面上的表面张力又起促进钢水填充铸型型腔的作用,加以耐磨钢的流动性较好,氧化膜会促进钢水向铸型材料的空隙中渗透。氢在耐磨钢中促使柱状晶发展,冶炼中应加强氧化期的沸腾.在碳氧化的同时,尽量排出钢中氢气。

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