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高铬铸铁耐磨衬板的热处理工艺改进

我公司生产的高铬合金铸铁，因其耐热耐磨性能好，广泛用于各大钢铁公司的高炉设备。但由于其脆性大，无论在铸造还是在热处理过程中、极易断裂。据我们过去统计，在热处理时，尺寸约在1000毫米×500毫米×25毫米以下的中小型衬板废品率一般在10～15%，尺寸在此以上的大衬板高时甚至达到50%左右。由于规格繁多，几何形状多样，生产难度较大，每年的平均废品率一般都在16%左右。走访过一些单位，大家都认为衬板开裂的原因很多，与其铸造内在质量、外观质量、尺寸大小、几何形状、化学成分等多种因素有关。但我们认为主要是热处理加热和冷却条件。这种衬板在加热和冷却过程中体积变化特别突出。加热时其体积增大，而冷却时体积缩小。对同一块衬板来说，加热速度过快，体积增大速度上下不一，造成较大应力，导致开裂。这时如注意观察会发现，裂纹通常起源于衬板冷得快的长边中段某处,因为这里的应力聚集大，开口裂得较宽，裂口端部可达3～4毫米，当中部随时间延长逐渐降温收缩后，边缘与中部的收缩量接近一致，裂口便闭合在一起，然而，很长的裂纹已经产生，甚至断开。

耐磨衬板熔炼工艺

1）先往500kg酸性中频电炉中加入废钢和生铁熔清，再加入铬铁、钨铁、镍，调整铁水成分。

（2）在出铁前5-10钟内先后加入适量锰铁和硅铁。 （3）在出铁前2分钟左右加入0.05%纯铝脱氧。 （4）铁水出炉温度控制在1460-1500℃左右。

高铬铸铁的组织和性能

1．铸态

组织：索氏体+共晶碳化物及条状块状棒状碳化物。

硬度：HRC48.6，49.3，46.0，49.4，51.7。平均硬度：HRC49。

2．热处理态

经过“正火空冷+回火空冷”的热处理后，硬度平均为HRC60.5，金相组织为马氏体+共晶碳化物+条状块状棒状碳化物。

稀土合金耐磨衬板化学成分设计

碳依据球磨机衬板的磨损机理'从兼顾耐磨性和安全出发,新材质衬板的含碳量定为0.40%-0/6%.在球磨机直径较大时衬板的含碳量取下限，中小球磨机衬板含碳量取上限。

铬是形成碳化物的元素'同时也能与铁形成固溶体'强化基体'提高强度和硬度而不降低韧性。铬在回火时能阻止或减缓碳化物的析出与积聚'使碳化物保持较大的分散度'亦有利于强度和硬度的提高9铬还有于提高钢的回火稳定性'并由于二次碳化物的析出和残余奥氏体的分解而有二次硬化现象，因而'在有一定温度的水泥球磨机衬板中加入一定的铬，可以保持其高强度和高硬度但铬含量过高'易形成柱状晶和枝晶偏析'增大白点倾向性'使工艺性能变差'同使成本增加，根据实际生产经验'考虑到上述诸因素。

铬含量确定为2%-4%较合适。