ZG4Cr25Ni20Si2炉板 炉门框 耐热钢铸件 消失模铸造

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山东辉晟达
井式炉、箱式炉、退火炉
2520
消失模铸造工艺
山东聊城
耐高温1200度

ZG4Cr25Ni20Si2耐热钢铸件(常用于炉板、炉门框) 的详细介绍,涵盖其各个方面。


ZG4Cr25Ni20Si2 耐热钢铸件全面解析

ZG4Cr25Ni20Si2 是一种经典的高铬镍奥氏体耐热铸钢,在国内外广泛应用。其对应美国牌号 HK40 的改良铸造版,在中国耐热钢铸件体系中占有重要地位。它以其优异的高温强度、抗高温氧化和抗渗碳能力而闻名。

一、 牌号含义解析
  • ZG: “铸钢”的汉语拼音首字母,代表铸造钢。

  • 4: 平均碳含量约为 0.4%(实际范围通常为0.35~0.45%)。较高的碳含量旨在形成碳化物强化相,保证高温强度,但会略微影响塑性和焊接性。

  • Cr25: 平均铬含量约为 25%。铬是形成致密、粘附性强的氧化铬(Cr₂O₃)保护膜的关键元素,提供的抗氧化和抗腐蚀能力。

  • Ni20: 平均镍含量约为 20%。镍主要用来稳定奥氏体组织,确保钢在高温下和室温下均为单一的奥氏体,从而获得良好的高温蠕变强度和塑性韧性。

  • Si2: 平均硅含量约为 2%。硅能进一步增强抗氧化性,特别是抗渗碳能力,并提高熔液的流动性,改善铸造性能。

  • 二、 主要特性
    1. 优异的高温强度: 在 950℃ ~ 1100℃ 范围内,具有较高的持久强度和抗蠕变能力,能长期承受载荷而不易变形。

    2. 出色的抗氧化性: 高铬含量使其在氧化性气氛下(如空气、富氧燃烧环境)能形成稳定的保护层,高长期使用温度可达1150℃,短期可达1200℃。

    3. 良好的抗渗碳性: 铬和硅的共同作用,使其在渗碳性气氛(如煤气、烃类裂解环境)中具有较好的抵抗力,防止材料脆化。

    4. 一定的抗热疲劳性: 奥氏体基体在冷热循环中具有一定的塑性来缓冲应力,但因其热膨胀系数较高,在急剧的温度变化下仍需谨慎。

    5. 组织稳定性: 长期在高温下服役,组织中的碳化物会逐渐析出并聚集,但只要在设计温度范围内,其性能衰减是缓慢且可预测的。

    三、 典型应用(炉板、炉门框)

    这类铸件通常用于高温热处理炉、烧结炉、钎焊炉、石化裂解炉等工业炉的关键部位。

  • 炉板(炉底板、料板):

  • 功能: 承载工件(如铸件、钢材、粉末冶金制品)并一同进出炉膛或在炉内移动。

  • 工况: 承受高温(950-1100℃)+ 工件重压(机械载荷)+ 可能的急冷急热。

  • 要求: ZG4Cr25Ni20Si2 的高温强度和抗蠕变性能确保炉板在长期使用下不易弯曲、下沉或塌陷,保持平整,从而保证工件受热均匀和传输顺畅。

  • 炉门框(炉口框、门拱):

  • 功能: 是炉门开启和关闭的密封与支撑结构,构成炉膛的进出口。

  • 工况: 承受炉膛内外巨大的温差、炉门频繁开闭带来的热冲击、以及自身重力。外侧温度可能仅几十度,内侧则直面炉内高温。

  • 要求: 材料需要良好的高温结构强度、抗热疲劳性以及尺寸稳定性。ZG4Cr25Ni20Si2 能够胜任此高温端的工作,防止门框因高温软化变形而影响密封或导致炉门卡死。

  • 四、 铸造与加工工艺要点
    1. 铸造: 采用砂型铸造(树脂砂、水玻璃砂等)。由于其合金含量高,熔炼时需控制好元素烧损。铸造后需进行固溶处理(通常为1100-1150℃水淬或快速冷却),以溶解铸造过程中析出的碳化物,获得均匀的奥氏体组织,优化室温塑韧性。

    2. 焊接性: 较差。焊接时极易产生热裂纹。如需焊接修复,必须:

    3. 使用高匹配的专用焊材(如NiCr系焊条/焊丝)。

    4. 预热至 200-300℃。

    5. 采用小电流、多层多道焊,严格控制层间温度。

    6. 焊后进行去应力退火。

    7. 机加工: 奥氏体组织加工硬化倾向严重,切削加工较困难。需要使用硬质合金刀具,采用较低的切削速度和较大的进给量。

    五、 类似材料对比
  • ZG3Cr25Ni20Si2: 碳含量稍低(~0.3%),高温强度略低,但塑性、焊接性和抗热疲劳性稍好。用于对强度要求稍低或热循环更频繁的场合。

  • ZG4Cr28Ni48W5Si2: 添加了钨(W),具有更高的高温强度和抗蠕变能力,常用于更苛刻的工况,如炉用辐射管。

  • 板材/锻材 310S (0Cr25Ni20): 成分相似但碳含量更低(≤0.08%),焊接性和成型性更好,但室温强度低于铸件。通常用于制作炉壳、内衬等,而非承重结构件。

  • 六、 优缺点总结


  • 优点:

  • 综合高温性能优异(强度、氧化、渗碳)。

  • 技术成熟,应用案例丰富,可靠性高。

  • 在高温承重结构件领域性价比突出。

  • 缺点:

  • 成本较高(富含Ni、Cr)。

  • 焊接性能差,现场维修困难。

  • 室温及中温强度不高,且导热性差,热膨胀系数大。

  • 长期在敏感温度区间(500-850℃)使用,可能因σ相析出而导致脆性。


  • 关键词

    ZG4Cr25Ni20Si2 , 炉板 , 炉门框

    更新时间
    统一社会信用代码
    91371500MACWGEFF19
    成立日期
    2023年08月16日
    法定代表人
    宋长全(法定代表人)
    注册资本
    500

    主营产品

    炉底板,耐热钢铸件,热处理炉料框、托盘,窑口护板,锅炉风帽,熔铝坩埚,离心铸管,高温合金铸件,高铬衬板、导向板、

    经营范围

    一般项目:金属加工机械制造;黑色金属铸造;有色金属合金制造;模具制造;钢压延加工;金属材料制造;机械零件、零部件加工;机械电气设备制造;金属制品研发;金属材料销售;金属制品销售;有色金属合金销售;高性能有色金属及合金材料销售;高品质特种钢铁材料销售;机械设备销售。(除依法须经批准的项目外,凭营业执照依法自主开展经营活动)

    公司简介

    公司具有丰富的铸造生产技术资源和设备,采用真空实型铸造、离心铸造、树脂砂型铸造、硅溶胶铸造、水玻璃砂铸造等生产工艺,拥有中频感应电炉,电弧炉,精炼炉等冶炼设备。主要产品1.耐热铸件:筛条、托梁、支撑梁、衬板、炉底板、耐热钢铸件、高温合金铸件等。2.高铬件、铸板、铸管、弯头等。3.精铸件:滑块、垫块、链节、料框、料盘、料架、炉排等。4.铸管、离心铸管:下料管、排渣管、顺灰管、落煤管、斜嘴管、管、耐热管、辐射管等。各种工业炉热处理配件、炉罐...

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