鑄造耐磨鋼是一種碳含量高,合金元素含量高,化學成分變化范圍寬,不同于一般鑄造的鑄鋼。在鑄造過程中,耐磨鋼存在著產生熱應力、縮松、冷裂、熱裂、氣孔等一系列問題。要解決這些問題,保證鑄件質量.達到生產要求,就需全面考慮耐磨鋼的特性、鑄造工藝以及影響耐磨鋼鑄造質量的因素。
第一節耐磨鋼鑄造特性 鑄造特性主要指結晶組織、液態合金流動性、結晶收縮以及裂紋等。它和鑄件質量有密切關系。鑄造特性不僅影響鑄件的外觀和尺寸,而且也影響鑄件的內在質量。研究鑄造特性對于采取正確的工藝措施和獲得健全的鑄件是很必要的。鑄造特性所包含的內容是變化的.不同的鑄造合金往往有不同的性能特點。
本節主要論述耐磨鋼流動性能、結晶組織、結晶收縮以及高錳鋼鑄件中常見的裂紋缺陷。
一、液態商錳鋼的流動性 流動性指金屬液充填鑄型型腔的能力。流動性和液態金屬的 a度、表面張力、氧化程度及氧化物的性質等有關。下面將分別闡述這些因素對流動性的影響‘,
(一)液態金屬的私度對耐磨鋼流動性能的影響 金屬的私度是金屬液在流動時的內摩擦引起的。它也是金屬原子之間相互作用力的體現:動力a度以I表示 影響16度的主要因素有金屬的化學成分、金屬的烙點和金屬液的過熱溫度r,從對金屬液的粘度的研究得知,金屬的比容愈大,金屬的運動a度就愈小,成反比關系。金屬液的過熱溫度愈高,動力薪度降低,但是這個降低值不多。根據不同人的研究.往往是超過熔點溫度不多時,隨溫度的升高R度下降較快,遠離熔點溫度再升溫時,16度下降很少。金屬的熔點愈高,表明原子之間作用力愈強,a度愈高。因此a度值和相圖之間有對應關系,通常是改變成分使液相線溫度升高時,a度升高。
由于耐磨鋼有一個相當的結晶間隔.即液、固線之間的溫度間隔。因此耐磨鋼的熔點不同人測定的數據也不同,有 1370t ,1375'U ,1340℃等各種數據。嚴格地說應該是測定鋼’ 的液相線溫度和固相線溫度.1 而不能籠統地測定熔點,高錳鋼成分范圍又很大,液、固相線溫度在一個很寬的范圍內變化,影響它的主要是碳、錳和硅。實驗測得,當鋼中錳含量在13%左右時,隨碳含量的變化鋼的液相線溫度。
氧在Fe-Mn熔體中當它以溶液的形式存在時,它是表面活性物質,氧的含量高,表面張力低。但當氧以氧化膜的形式存在時, Mn()的薄膜雖然不像鋁合金表面的氧化鋁那樣堅固,但也有可能在鑄件表面造成皺褶。但是另一方面鋼水表面的MnO又可以和造型材料之間有作用力,起潤濕作用。這種界面上的表面張力又起促進鋼水填充鑄型型腔的作用,加以耐磨鋼的流動性較好,氧化膜會促進鋼水向鑄型材料的空隙中滲透。氫在耐磨鋼中促使柱狀晶發展,冶煉中應加強氧化期的沸騰.在碳氧化的同時,盡量排出鋼中氫氣。