高溫爐用ZG30Cr18Mn12Si2N爐底板耐熱鋼鑄件
參考價 | ¥ 16.8 |
訂貨量 | ≥1Kg |
- 公司名稱 濟寧國弘機械科技有限公司
- 品牌 其他品牌
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- 廠商性質(zhì) 生產(chǎn)廠家
- 更新時間 2025/4/25 10:37:26
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供貨周期 | 兩周 | 應用領域 | 環(huán)保,化工,汽車及零部件 |
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高溫爐用ZG30Cr18Mn12Si2N爐底板耐熱鋼鑄件在高溫爐爐底板中的應用與性能分析在冶金、化工及熱處理行業(yè),高溫爐爐底板長期承受高溫(通常達1000~1200℃)、氧化性氣氛、熱循環(huán)載荷及機械沖擊等工況,對材料的耐熱性、抗蠕變性和抗熱疲勞性要求。ZG30Cr18Mn12Si2N作為一種高性能耐熱鋼鑄件材料,憑借其優(yōu)異的綜合性能,已成為高溫爐關鍵部件的理想選擇。本文從材料設計、性能特點、制造工藝及實際應用等方面探討其技術(shù)優(yōu)勢。
一、ZG30Cr18Mn12Si2N的化學成分與合金設計
ZG30Cr18Mn12Si2N屬于高鉻錳氮型耐熱鑄鋼,其典型化學成分如表1所示:
元素 C Cr Mn Si N P/S(≤)
含量 0.250.35% 1719% 1113% 1.52.5% 0.150.25% 0.04%
合金設計特點:
1. 高鉻含量(18%):形成致密Cr?O?氧化膜,顯著提升材料在高溫下的抗氧化能力(抗氧化溫度可達1150℃)。
2. 錳-氮協(xié)同強化:Mn與N結(jié)合形成間隙固溶體,提高奧氏體基體的高溫強度和穩(wěn)定性,同時降低材料成本。
3. 硅元素優(yōu)化:Si進一步增強抗氧化性,促進高溫下SiO?與Cr?O?復合氧化膜的生成。
4. 低碳控制(0.3%):平衡高溫強度與焊接/鑄造工藝性,避免高碳導致的脆性。
高溫爐用ZG30Cr18Mn12Si2N爐底板耐熱鋼鑄件
二、高溫性能優(yōu)勢
1. 高溫強度與抗蠕變性
在1000℃下,ZG30Cr18Mn12Si2N的抗拉強度可達60-80MPa,蠕變極限(1000h/1000℃)高于同類Cr-Ni鋼15%-20%。其奧氏體基體與彌散分布的Cr?C?、Cr?N強化相共同作用,有效抑制高溫變形。
2. 抗氧化與抗?jié)B碳性
經(jīng)120小時/1100℃氧化試驗,氧化增重僅為0.12mg/cm2·h,優(yōu)于傳統(tǒng)Cr25Ni20鋼(0.25mg/cm2·h)。在滲碳氣氛中,表面形成的致密氧化層可阻斷碳擴散,延長使用壽命。
3. 抗熱疲勞性能
熱循環(huán)試驗(室溫?1100℃,100次循環(huán))顯示,材料表面僅出現(xiàn)微裂紋(深度<0.1mm),遠低于傳統(tǒng)材料的0.5mm,歸因于其低熱膨脹系數(shù)(14.5×10??/℃)與高韌性匹配
三、制造工藝關鍵技術(shù)
1. 精密鑄造工藝
- 熔煉控制:采用中頻感應爐熔煉,通入氮氣實現(xiàn)合金氮化,確保N含量穩(wěn)定。
- 造型優(yōu)化:使用鉻鐵礦砂或陶瓷型殼,減少鑄件表面粘砂缺陷。
- 熱處理工藝:1050℃固溶處理(水冷)+650℃時效處理,消除鑄造應力并提高組織均勻性。
2. 質(zhì)量檢測
- 無損檢測:X射線探傷(ASTM E94)確保內(nèi)部無縮孔、裂紋。
- 性能驗證:高溫拉伸、金相分析(奧氏體晶粒度≥4級)及熱震試驗(20次循環(huán)無開裂)。
四、工程應用案例
某大型熱處理廠采用ZG30Cr18Mn12Si2N爐底板(尺寸:2000×1500×80mm)替代原Cr25Ni20Si2鑄件:
- 壽命提升:連續(xù)使用周期從6個月延長至18個月。
- 能耗降低:因熱變形減少,爐膛密封性改善,燃氣消耗下降12%。
- 維護成本:年維修次數(shù)由4次降至1次,綜合成本節(jié)約30%。
五、未來發(fā)展方向
1. 微合金化改進:添加Nb、Ti等微合金元素,細化晶粒并提高1200℃以上服役性能。
2. 增材制造技術(shù):探索激光熔覆成形工藝,實現(xiàn)復雜結(jié)構(gòu)爐底板的輕量化設計。
3. 智能監(jiān)控系統(tǒng):集成溫度-應變傳感器,實時監(jiān)測材料服役狀態(tài)。
ZG30Cr18Mn12Si2N耐熱鋼鑄件通過合理的成分設計與工藝優(yōu)化,成功解決了高溫爐爐底板在工況下的壽命與可靠性問題。隨著優(yōu)良制造技術(shù)的應用,該材料有望在高溫工業(yè)裝備領域發(fā)揮更重要作用。