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[交流] 厚大高锰钢铸件如何避免柱状晶组织??

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    [LV.9]以坛为家II

    发表于 2024-8-13 19:59:43 | 显示全部楼层 |阅读模式

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    本帖最后由 hlizhong 于 2024-8-18 08:09 编辑 - r# J. Q1 t9 ?# X) v6 F

    5 w4 E5 e. C5 L$ ]6 Q前不久生产1件高锰钢反击板,重量不到4.5吨,由于产品变形校正时被压裂导致产品报废;企业损失了几万元!
    1 x& ^- v% X6 V产品完全压断开后,发现整个断面中间出现了大范围典型的柱状晶!  g0 J/ z7 z, m' N0 V" [
    这件产品最大厚度300mm, 造型时在最厚大的面底部铺了约300kg隔砂冷铁!浇注温度1412度。
    & C  k% N. E, u" |( u: J0 N我的问题如标题:如何避免/减轻厚大高锰钢铸件柱状晶组织??请大神们从各方面讨论下,发表高见!!

    厚大高锰钢典型柱状晶

    厚大高锰钢典型柱状晶
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    [LV.9]以坛为家II

     楼主| 发表于 2024-8-15 14:18:23 | 显示全部楼层
    浇注温度和本体样 化学成分

    浇注温度

    浇注温度

    本体样化学成分

    本体样化学成分
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    [LV.7]常住居民III

    发表于 2024-8-24 09:04:35 | 显示全部楼层
    是不是冷铁厚度不够导致的。冷铁效果不够。
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    2025-8-18 15:44
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    [LV.Master]伴坛终老

    发表于 2024-8-24 21:20:04 | 显示全部楼层
    做什么产品?V183011626
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    [LV.9]以坛为家II

     楼主| 发表于 2024-8-25 14:34:59 | 显示全部楼层
    重型废钢破碎机的反击板;
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    4 天前
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    [LV.9]以坛为家II

    发表于 2024-8-26 09:45:07 | 显示全部楼层
    这么厚大的铸件温度高了,看起来铁水发白,还有就是减少回炉料的用量,等等
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    [LV.9]以坛为家II

     楼主| 发表于 2024-8-27 09:17:11 | 显示全部楼层
    铸造小虎 发表于 2024-8-26 09:450 c) p; C1 Y7 |1 p( S2 u7 Q/ m5 w
    这么厚大的铸件温度高了,看起来铁水发白,还有就是减少回炉料的用量,等等 ...
    4 R9 }/ u" a; S* j5 a5 v
    的确这件浇注温度略高。当时用是7吨的漏包,以我们的经验,这件产品是可以控制在1405度左右浇注的。
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    开心
    2024-9-5 15:39
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    [LV.1]初来乍到

    发表于 2024-9-3 10:42:18 | 显示全部楼层
    可以从以下几个方面入手:
    0 Y8 }! y5 B9 A- K  D+ U一、优化铸造工艺设计0 y8 D1 F$ X& _7 z3 N* T; |0 w8 u
    合理设置浇注系统:
    . D0 `' C3 a3 p! Q$ W, m采用底注式或阶梯式浇注系统,使金属液平稳地充填铸型,减少紊流和局部过热,从而降低柱状晶形成的倾向。/ Z4 R6 a/ v+ R6 j& K: a; Q$ J6 d
    控制浇注速度,避免过快的浇注速度导致金属液对铸型的冲击过大,产生局部过热。+ a, R& d$ _# Y2 ?1 ~% w/ Z/ [0 X  c
    放置冷铁:. }: U1 k1 {6 v- c9 w: ^
    调整冷铁的位置、数量和尺寸。在厚大部位合理布置冷铁可以加快冷却速度,细化晶粒。但要注意冷铁的激冷作用不能过强,以免产生过大的应力导致铸件开裂。可以考虑增加冷铁的数量,分散布置,以实现更均匀的冷却。
    ' y3 Z+ S4 i' S9 Q: h对于已经出现问题的案例,可以尝试在厚大面的不同位置增加冷铁,或者调整冷铁与铸件的接触面积,以优化冷却效果。
    $ m+ `1 R. ^8 h2 ?& |二、控制浇注温度
    . O, Y: C$ U3 M7 \( R9 y! k) D适当降低浇注温度:浇注温度过高会促进柱状晶的生长。对于高锰钢铸件,可根据具体情况将浇注温度控制在合理范围内,如在保证流动性的前提下,适当降低至 1380 - 1400°C 左右。
      k1 G) v; f  P& t" i严格监测和控制浇注温度的稳定性,避免温度波动过大。
    / ]% D2 p+ t, U: q# Z$ P" Y3 D三、添加细化剂或变质剂
    6 r8 q0 f0 ^' X: E2 T9 Z4 h研究并选择适合高锰钢的细化剂或变质剂,如稀土元素、钛、硼等。这些元素可以促进等轴晶的形成,抑制柱状晶的生长。
    7 V& A" [! M* C& Q, n. m确定合适的添加量和添加方式,通过试验验证其效果,以达到细化晶粒的目的。
    9 [9 w# B$ S0 r9 H0 \四、热处理工艺优化) w& r, r& E! g9 W. H4 B9 B
    对于已经生产出的铸件,可以考虑采用适当的热处理方法来改善组织。例如,正火处理可以细化晶粒,消除柱状晶组织。
    0 b, a' M$ ~+ K5 H9 P+ \制定合理的热处理工艺参数,包括加热温度、保温时间和冷却速度等,以确保热处理效果。
    ; v, @/ R9 \6 o五、加强生产过程控制
    + T  P% ?' a; J6 q  x$ \严格控制原材料的质量,确保高锰钢的化学成分稳定。
    ; R' C3 p8 y) g  I* v提高造型和制芯工艺的精度,保证铸型的紧实度均匀,避免出现局部疏松或过紧的情况,影响冷却速度的均匀性。8 k' T0 t$ z& `$ F$ f
    加强对生产过程中的温度监测和控制,及时调整工艺参数,确保铸件在合适的温度条件下凝固。
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    [LV.9]以坛为家II

     楼主| 发表于 2024-9-5 17:37:59 | 显示全部楼层
    wxh_wf 发表于 2024-9-3 10:42
    / g! o& ^5 H0 b可以从以下几个方面入手:2 R1 m# ~% w- x; p6 b
    一、优化铸造工艺设计" r3 S' l3 U5 b
    合理设置浇注系统:
    8 N+ i" r* C* y+ v+ M) i
    文中提到加钛元素,我本人对此认知甚少。可以详细说说吗?
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    无聊
    2018-11-19 21:56
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    [LV.7]常住居民III

    发表于 2024-10-3 17:09:24 | 显示全部楼层
    你这是有点奇怪,理论上这成分液相线1390了。从断面看,柱状主要在上表面,看浇注完的图片,上表面由于冒口关系,加的砂子比较多。
    & D- F7 F5 D( G. U4 H% V0 @加快上表面的冷却用强风带状热量看看
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    [LV.9]以坛为家II

     楼主| 发表于 2024-10-3 18:48:56 | 显示全部楼层
    fbi-2008 发表于 2024-10-3 17:09
    % w3 D( J, f' n! t* g你这是有点奇怪,理论上这成分液相线1390了。从断面看,柱状主要在上表面,看浇注完的图片,上表面由于冒口 ...

    $ T$ j1 p5 k4 d* h0 c7 _; I/ B高锰钢的浇注温度如果用漏底包,是可以控其液相线温度+20度左右起浇; 如果用摇包,可以更低,只是钢液挂包的比例较大;
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    [LV.7]常住居民III

    发表于 2024-10-3 21:40:14 | 显示全部楼层
    hlizhong 发表于 2024-10-3 18:48
    6 ]% K. h  J  w- x高锰钢的浇注温度如果用漏底包,是可以控其液相线温度+20度左右起浇; 如果用摇包,可以更低,只是钢液挂 ...

    2 \% {# X( P+ e$ g  x温度低了不光挂包的事。表面的皱皮缺陷,浇注系统不合理的话卷气夹杂也会严重。
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    [LV.9]以坛为家II

     楼主| 发表于 2024-10-4 08:36:55 | 显示全部楼层
    浇注温度低是会造成表面皱皮,气孔夹杂较严重!我想表达的观点是:较低的浇注温度有利于获得细的晶粒度,抑制粗大的柱状晶生长!层主建议上箱表面用强风冷,加快凝固速度;我觉得个好意见,可以想办法试试。
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    无聊
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    [LV.7]常住居民III

    发表于 2024-10-11 20:34:13 | 显示全部楼层
    这种情况前几天和一些工厂交流,厚件上经常会出现,确实是奇怪
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    [LV.9]以坛为家II

     楼主| 发表于 2024-10-13 08:21:13 | 显示全部楼层
    fbi-2008 发表于 2024-10-11 20:34
    ' W( k( D! K6 Z0 O1 V/ ~  K3 l这种情况前几天和一些工厂交流,厚件上经常会出现,确实是奇怪
    ( R2 L; `9 H$ k# n' z. a
    它生成柱状晶的机理不是很清楚,但我认为肯定与截面厚度大,工件凝固时间较长有关系;# {- ?1 S! H9 W$ k- [
    因为在实际生产中,薄壁件与厚壁件都有因裂纹缺陷导致工件失效,但这种柱状晶只在厚壁件的断口上出现。
    : G, u4 Y: a1 }7 S' y
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    发表于 2024-10-20 15:50:18 | 显示全部楼层
    hlizhong 发表于 2024-10-13 08:21" {& C$ I( u1 E& y4 U5 M
    它生成柱状晶的机理不是很清楚,但我认为肯定与截面厚度大,工件凝固时间较长有关系;7 D! a, Q' L: d/ j* @
    因为在实际生产中 ...

    # x  O9 w3 v+ G& m/ Y那倒不见得,在动锥上见过,不大的动锥
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