鑄造高硅奧氏體不銹鋼晶粒細(xì)化及對(duì)組織性能影響研究.pdf

1、高硅奧氏體不銹鋼是一種耐酸腐蝕性能優(yōu)良的材料，在硫酸工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。但由于其在凝固過(guò)程中凝固降溫速度慢，合金流動(dòng)充型能力差，結(jié)晶組織比較粗大，鑄件中存在局部疏松和顯微裂紋，在鑄件水壓密封測(cè)試時(shí)滲漏，造成產(chǎn)品報(bào)廢，影響生產(chǎn)效率和成本。本文通過(guò)產(chǎn)品失效分析進(jìn)而制定細(xì)化劑細(xì)化和銅底板激冷處理方案，并控制產(chǎn)品的凝固過(guò)程，研究相關(guān)的工藝參數(shù)對(duì)試樣的組織和性能的影響，最終得出優(yōu)化的高硅奧氏體不銹鋼的生產(chǎn)方案。
　　對(duì)實(shí)際發(fā)生腐蝕失效的

2、產(chǎn)品的分析得出，失效原因主要是鑄件組織中存在的縮孔縮松和析出物。缺陷的存在加速了鑄件的腐蝕，并在陽(yáng)極保護(hù)系統(tǒng)作用下發(fā)生了雙重的電解腐蝕，進(jìn)而促進(jìn)了產(chǎn)品的失效現(xiàn)象。由于鑄件組織的缺陷是在凝固過(guò)程中發(fā)生的，因此根據(jù)產(chǎn)品的實(shí)際生產(chǎn)條件制定了具體的鐵粉細(xì)化劑細(xì)化和銅底板激冷工藝。
　　通過(guò)鐵粉細(xì)化對(duì)高硅不銹鋼的組織和性能的影響分析發(fā)現(xiàn)，霧化鐵粉的粒度和澆注溫度的變化共同影響了鑄件的凝固過(guò)程。鐵粉顆?？勺鳛榧だ滟|(zhì)點(diǎn)，促使其周?chē)垠w產(chǎn)生熱過(guò)冷

3、和成分過(guò)冷，進(jìn)而形成更多的晶核，因此整個(gè)鑄件的形核率大大增加。高溫澆注時(shí)，力學(xué)性能隨著細(xì)化劑粒度的增加而降低，低溫澆注則相反。40目的細(xì)化劑粒度的試樣則隨著澆注溫度的增加而晶粒尺寸減小、力學(xué)性能隨之提高，120目細(xì)化劑反之。中間的澆注溫度時(shí)，試樣的性能不隨細(xì)化劑粒度的增加而增加或減小，80目細(xì)化劑的試樣性能也不隨澆注溫度的變化而變化。
　　銅底板具有良好的散熱能力，促使鑄件的順序凝固，保證正的溫度梯度，減少鑄造缺陷的產(chǎn)生。采用銅底

4、板激冷處理方案的研究結(jié)果表明，隨著澆注溫度的降低，試樣的組織逐漸細(xì)化。低溫模殼預(yù)熱溫度組織比高溫時(shí)細(xì)小，銅板通氣冷卻的組織比自然冷卻的細(xì)小很多。試樣的力學(xué)性能在高溫模殼溫度時(shí)隨著澆注溫度的降低而提高，低溫模殼時(shí)組織內(nèi)存在缺陷，澆注溫度過(guò)低導(dǎo)致力學(xué)性能降低。與組織的細(xì)化程度規(guī)律相同，低溫模殼溫度和通氣冷卻方式的材料的力學(xué)性能高于相對(duì)應(yīng)的高溫模殼溫度和自然冷卻方式的材料。
　　同實(shí)際生產(chǎn)的鑄件相比，鐵粉細(xì)化劑細(xì)化和銅板激冷處理兩種方案