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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.8]以坛为家I

    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
    * u  J5 I/ Q7 _) R2 M0 J# M3 O6 ^5 G
    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!  S$ _9 ~: x8 f9 W8 _
    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!
    % b5 v6 Z( ?7 \+ ^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; I& M: X* A. z& L
    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.8]以坛为家I

     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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    2025-3-18 17:50
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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.8]以坛为家I

     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.8]以坛为家I

     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 09:459 `6 M$ B  W- t, X  \! Z) ~
    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 ...

    : v$ A0 }; ]* l, p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:
    $ Q9 o; ?8 b7 s2 r一、优化铸造工艺设计( b  I" |7 Q/ H/ X6 Z
    合理设置浇注系统:
    ) u4 z8 g( X7 C2 a* |+ ?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。% N- i* w0 u# A, c9 A; H2 {
    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。# T0 a% M/ `1 ^
    放置冷铁:
    3 j' l( }# x5 S$ ]' _/ V6 `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。0 A# ]0 ^4 Z$ `& t  D, ], Q
    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。
    + H. A" |1 s$ _8 Z8 _4 g二、控制浇注温度* q* M9 Y% a9 \
    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。' S3 z+ _6 w3 r; Q
    严格监测和控制浇注温度的稳定性,避免温度波动过大。
    0 I6 ^& N+ D8 |/ o0 E0 z三、添加细化剂或变质剂& w. Z: |1 m7 Q" }8 o
    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。, i4 y9 v  N/ w1 ~9 ^$ i
    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。
    / y0 A, F3 \( J' G7 t9 [( u7 f8 z5 B+ T% r1 U四、热处理工艺优化
    - ^" b9 ^4 ?, C" d( M- r5 W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。; G) D/ p8 Y/ k/ }, U
    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。
    5 C' c) e; m' p6 \五、加强生产过程控制8 w8 x% f; N! D0 V+ D4 v
    严格控制原材料的质量,确保高锰钢的化学成分稳定。
    , Z) e7 Y. ^, g4 M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。
    % O0 H( q( v0 |6 ~3 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.8]以坛为家I

     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
    2 Y! Y( }8 h& K: N5 ^可以从以下几个方面入手:
    2 g) g+ @3 l- U一、优化铸造工艺设计
    % N3 h" q. v4 P  F9 R. j& N合理设置浇注系统:
    * k8 [+ R" X3 a
    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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    [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 d7 q, f# b2 U" c
    加快上表面的冷却用强风带状热量看看
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    [LV.8]以坛为家I

     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
    $ W6 S# N  o( n5 ^3 a$ f! \; p+ M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 ...
    $ b! l, x& b, T' b, [" l
    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
    1 l0 O1 P; W- M+ t- d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 ...

    % Y  A8 r' p" y$ T3 j& R1 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.8]以坛为家I

     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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    [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 W2 \6 I- e- u& L2 E% f: }& r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

    5 z6 S& ?7 R8 F$ v% E* `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;
    0 q; @, P7 C$ \! ^9 e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。. `% s* }: ^( V/ c1 t# C* i1 v) o8 w+ b
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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$ G9 z- o7 I, e
    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;5 @  t6 g9 v" B$ X% M$ t, |) v5 g* l
    因为在实际生产中 ...
    + Z9 k, u2 N3 x* I! ^! U
    那倒不见得,在动锥上见过,不大的动锥
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