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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 0 Y( g" x+ n& F: c- P1 ?. Y
    ! m1 c/ Z" g8 a7 Q; Z
    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!9 t" N( C2 z3 H( P4 e- a9 W
    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!
    ' ^6 V) F' H. Q/ Y4 D& S6 h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。
    5 V  l+ Q2 |1 q6 i! J1 c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 09:45
    ; r/ V, m  F6 X1 t+ F: A1 D# J! c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 ...
      c3 C+ D$ L) u' G# `3 m
    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:  K- L  ?# B# g
    一、优化铸造工艺设计) }* a6 R. ^: h& g2 Y- H, ^
    合理设置浇注系统:$ u4 A8 e8 V& a2 t/ t  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。
      X2 u. A/ _4 t# q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。" p5 X. O: X2 x) b- T9 i
    放置冷铁:
    ; S$ e  [2 I7 N9 ]2 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。
    . }4 }4 a& R. ?  e4 Y' P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。1 p5 o* `6 f' D' y% N
    二、控制浇注温度& S) L4 ^. o: A# i6 g
    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。" c+ Q, \, `9 \) c+ u" ~5 f' N% H
    严格监测和控制浇注温度的稳定性,避免温度波动过大。0 h/ o3 r4 U$ k, y9 q
    三、添加细化剂或变质剂
    3 |& I; ~9 Z: j5 E( e, j) H1 g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。
    6 v- X# L5 T+ ~' u9 X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。
    " Y7 b1 S) d! q# d四、热处理工艺优化
    + g& G3 J1 H+ y0 Z' j" Q6 }  ^$ }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。9 H6 Y0 j; S( E
    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。
    - r" ]. d# Q! A7 w' S五、加强生产过程控制! b9 Y* Q8 {* j; Z0 r# |$ I1 e& h3 ~6 A% w
    严格控制原材料的质量,确保高锰钢的化学成分稳定。! K' m7 o  v/ M" @, |, u# w' \. k: N, {
    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。
    & Z0 X, f: L5 g1 a0 W5 K5 `# D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
    3 a+ K  E0 c# a" B5 j可以从以下几个方面入手:
    2 X' M7 P% y+ \! r# v& n- P一、优化铸造工艺设计9 O- I# K* E5 `: w% O
    合理设置浇注系统:
    ! `3 j6 `) u# ^, G1 q
    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。" e4 C$ N8 O4 p5 U, b0 ^  U
    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
    5 V; S* u* X/ ^. p% Q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 ...
      k% S# H8 b$ @6 W/ r4 r' v2 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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    发表于 2024-10-3 21:40:14 | 显示全部楼层
    hlizhong 发表于 2024-10-3 18:48$ c& w! [& {& t
    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 ...
    % O, Y: S! T# p  y8 ]
    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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    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" i8 b- p" q) G" T! J
    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
    ( z; Q+ P( A8 L5 u, o( \/ }
    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;; d; Q- I& b/ T6 V
    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。
    ) o* G2 d% ?3 K) V& O
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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 08:210 E2 z  D: f1 y+ w+ o' I5 |: m  Y
    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 [) T5 T6 _/ M, k
    因为在实际生产中 ...
    : T3 ~; W, M0 }2 j. ^- D
    那倒不见得,在动锥上见过,不大的动锥
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