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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
    / V) \4 {) [' Y& Y% L  H1 r! Z
    , b  ?1 w3 u2 O, {% @" 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!
    ( K6 g  v+ v# q4 q7 f: f& I& T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!2 a* n$ w, d( {
    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。
    ) e2 u/ B# H& e0 M$ {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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    2026-1-8 11:00
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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 09:45
      p7 P1 k  V: n6 u8 B6 M( d) l. k2 Q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 ...
    2 |4 d0 e* o7 s8 U1 z
    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:
    ) E0 W0 U7 z- U一、优化铸造工艺设计! Z$ u) ~) y. y7 J; F$ n5 t1 k5 w
    合理设置浇注系统:4 S4 x4 x9 Q1 ]* r9 e8 J$ ]/ Q
    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。
    % u7 A' E; r- p4 k' h& C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。3 \6 N7 i% O! D/ y$ K/ R, d9 l
    放置冷铁:9 ^. A# ]0 d6 E: ]! ]# I
    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。
    1 [% n; N& Z; ^* P8 R8 d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。# }8 L+ ~, \3 O1 f3 f/ w
    二、控制浇注温度
    - a- v2 Y( r3 z# |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。: q  y1 P6 g0 T% j
    严格监测和控制浇注温度的稳定性,避免温度波动过大。2 j; ?  I8 f5 f  G) e+ S4 Q' n
    三、添加细化剂或变质剂
    # p" K" o2 A: B: t# f, X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。
    9 ]$ F* L" [: |5 [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。: p% d+ k( U; G- h1 e
    四、热处理工艺优化
    ) K% O, [& p, 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。: Y& C7 g! D" {" _  n
    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。
    4 w5 u+ K5 m1 {. `' Y8 G) ?五、加强生产过程控制
    9 l( G* T4 N7 M" b, A严格控制原材料的质量,确保高锰钢的化学成分稳定。
      P, I# E& \* e, n5 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。& X9 v" K9 t! p
    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- B7 j2 ]7 @8 C7 g- H
    可以从以下几个方面入手:/ ^7 I: L6 c% @) E. F1 U
    一、优化铸造工艺设计+ D& W/ L$ L+ c6 q4 V- j+ T/ w, C' i+ M
    合理设置浇注系统:

    2 F) y9 E2 G3 f+ }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。# z( b2 \9 ^  P5 r! [
    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
    ! `/ w' n  j1 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 ...

    - Z& Z3 V: L# N: Z2 ^$ }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
    3 `' O) B# J: h) n' g7 Q  b6 ^2 f5 k) m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 ...

    & {3 v6 R$ r3 Y; V6 ~* Z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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    [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) l, E5 E' k  G
    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
    " W/ [! L7 e' K/ ^
    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;
      q  ~3 H+ S5 Z# i' M8 h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。7 t8 `$ j/ B) y1 Z$ F. Q: ~
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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
    3 x; M+ W5 p" s: p' H- }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;
    ' g9 P' c$ V5 L0 M1 ^( U9 j' a因为在实际生产中 ...

    6 @9 j6 C# w  O那倒不见得,在动锥上见过,不大的动锥
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