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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
    . |4 Z6 ~# Z1 h, H
    8 V4 K" A6 t% b  B4 {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!( \6 B& Y9 B( D2 z
    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!1 ]1 Z- ~) D& j% b9 T6 c  }
    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。
    4 D" i0 W; N! @* v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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    [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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    [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 09:454 q) L" A* 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 ...
    # k9 S, B: n! H0 D
    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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    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:
    5 m9 W% h- K8 S) S2 s2 ^一、优化铸造工艺设计" l" g- I5 L% L( v! @2 C, b
    合理设置浇注系统:' e5 f  \+ f  [2 t% W$ Y) t( ~4 W
    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。
    % y3 D  x, f* \/ J4 H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。
    $ T2 ^- H% U  _, i放置冷铁:
    0 \( h; u. r1 F4 V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。
    - P% Q2 \' g; d3 F" a9 @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。/ t# d9 Z2 Z9 ~8 w
    二、控制浇注温度
    . z. R  F: r( J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。
    2 v  O( R# C  \: [! g严格监测和控制浇注温度的稳定性,避免温度波动过大。
    4 u9 O' K0 w8 g  i& d三、添加细化剂或变质剂3 O- u* v$ V& c! N
    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。3 S1 H; d& t% D7 w$ a, M5 G9 ^
    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。
    - j- M) Q; Y5 w$ h$ m" H& y四、热处理工艺优化
    . F* d5 Q/ K6 D% j4 w$ Y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。* J* G. t1 C) u3 E' k% Y. c
    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。- ^& X" P. s7 C3 `
    五、加强生产过程控制3 o! r! }6 k9 W! k: j' {' F% ]' O; X
    严格控制原材料的质量,确保高锰钢的化学成分稳定。+ f& y5 W8 [# `
    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。! b  m- t8 B1 b! d  R+ T
    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
    ! l  A! ~, I. m/ h# G可以从以下几个方面入手:8 g& w  m% ?" g9 M. {- Q; j8 \6 q7 x
    一、优化铸造工艺设计" ^# p6 d7 Z+ _
    合理设置浇注系统:

    ; w( ^* m, u; H2 h: J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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    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。6 T1 H2 n/ \2 {; L" |$ [* u' k
    加快上表面的冷却用强风带状热量看看
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     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
    ; s! a; N" e0 W( R$ P( ^5 E4 p. i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 ...
    # A  x. P8 i" A, Z9 p  Y
    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 18:482 y0 `/ z( u2 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 ...
    # g* ^& y8 f5 Q& a! g- T
    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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     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
    2018-11-19 21:56
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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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     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
    5 Y8 {8 M; i  d$ B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

    ( E0 ^) \' ]' {1 |: D% C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;. Y8 \& Z! u  o$ [! \2 N
    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。
    ) z1 N" Q4 n" y( W9 t: R
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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
    ; I2 ^6 Z& `- [! `1 L2 t% p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;
    . ~' x' n8 Y7 D2 u$ Z因为在实际生产中 ...
    " J" o8 @. f7 B
    那倒不见得,在动锥上见过,不大的动锥
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