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耐热铸铁【耐热铸铁】·耐热铸铁是指可以在高温下使用,其抗氧化或抗生长性能符合使用要求的铸铁 。
基本介绍中文名:耐热铸铁
外文名:Heat resistant cast iron
性质:抗氧化、抗生长
常用:中硅铸铁、高铬铸铁、镍铬硅铸铁
概述耐热铸铁是一种在高温下使用的铸铁,因其具有良好的抗氧化、抗生长、抗热疲劳性能而受到普遍重视,通常,Cr、Si、Al是保持其耐热性能的主要元素,尤其是当使用温度在1200K左右时,Al似乎是必不可少的 。铝耐热铸铁因脆性大,抗热疲劳性能差而使其套用受到限制 。关于稀土元素对普通铸铁的组织及力学性能的影响曾有报导,但Ce对中铝耐热铸铁的组织及力学性能的影响至今仍很少研究
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耐热铸铁“生长”是指由于氧化性气体沿石墨片边界和裂纹渗入铸铁内部造成的氧化,以及因分解而发生的石墨化引起铸件体积膨胀 。向铸铁中加入铝、硅、铬等元素,使铸件表面形成一层緻密的二氧化硅、三氧化二铝等氧化膜,能明显提高高温下的抗氧化能力,同时能够使铸铁的基体变为单相铁素体 。此外,硅、铝可提高相变点,使其在工作温度下不发生固态相变,可减少由此而产生的体积变化和显微裂纹 。铬可形成稳定的碳化物,提高铸铁的热稳定性 。·常用的耐热铸铁有中硅铸铁、高铬铸铁、镍铬硅铸铁等,主要用于製造加热炉附属档案,如炉底板、送链构件、换热器等 。耐热铸铁的选择耐热铸铁的特徵参数很多,如:抗生长、抗氧化、抗热冲击、抗高温??,设计者选择时往往不知所措 。正确的方法是,首先按耐热温度选择,然后再考虑室温和高温承载能力,最后才是製造方便、铸造性能好、成本低、资源丰富?? 。耐热铸铁的实际工况很恶劣,而且各工况又不尽相同,所以实际上耐热铸铁的耐热温度根据工况不同而有分散性,选择时要选温差範围小的 。概况一、硅系耐热铸铁此种材料是历史最悠久的一种片状石墨中硅铸铁,随含硅量的增加室温机械性能下降,含Si>6.5%时急剧下降 。但碳、硅总量是个恆值,如果Si高,则C就会排出,这一点要特别注意 。二、铬系耐热铸铁铬系耐热铸铁,提高含碳量有利于在抗磨条件下的耐热性;提高含硅量会增加抗氧化能力,但却降低了高温强度,降低了热稳定性,所以含Si量一般不超过4% 。三、铝系耐热铸铁铝系耐热铸铁,随含Al量的增加,耐热性也不断增加,但使用範围不大,这是因为没有满意的加工性能,具有最低的机械性能和很大的脆性 。四、镍系耐热铸铁高镍奥氏体铸铁,由于良好的抗热冲击,高温强度和抗蠕变强度,以及良好的耐热性等,愈来愈引起国内的重视 。又由于它有室温及高温下良好的冲击韧性,能防止脆断,用它来代替硅系、硅铝系和铬系耐热铸铁是大有可为的 。改进趋势一、提高耐热铸铁的冲击韧性
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耐热铸铁随着我国工业的发展,工业锅炉向大容量发展,特别是要求集中供热后,安装和运行中炉排片大量的脆断报废,在运行中必须停炉撤换,造成极大损失,为此用户宁肯使用高价的耐热钢炉排或进口炉排,也不使用国产的耐热铸铁炉排 。所以,提高其冲击韧性是耐热铸铁的当务之急 。二、引进和研製镍系耐热铸铁镍系奥氏体铸铁,具有很好的耐热性能、冲击韧性高、抗热冲击、膨胀小的优点,而且硬度低,容易加工 。工业已开发国家都订有奥氏体铸铁标準,我国至少还没有这一标準,有必要马上引进和研製这些铸铁 。过去一直认为我国镍资源缺乏,所以很少有人试製这种铸铁 。最近表明,我国镍矿资源丰富,随着Ni的开发,试製此种铸铁意义重大 。三、扩大铬系耐热铸铁套用範围高铬铸铁的抗氧化好,耐热温度分散範围小,热稳定性高,是它的优点,应增加对它的研究 。我国把它当作抗磨材料研究的较多,希望再把它作耐热材料来研究 。铝系耐热铸铁传统溶制传统的熔制工艺是:分别熔化铁和铝,然后将铁液倒人铝液中,充分搅拌静置后浇注 。传统的熔制工艺不仅能耗大(铝单独熔化,增加了能耗),而且生产上操作不便,不适宜于大批连续生产和实现机械化 。溶制新工艺一、优点熔制新工艺具有如下优点:1)铝无需单独熔化,节省大量能耗 。2)铝的烧损率接近或与传统熔制工艺相等 。3)没有偏析缺陷 。4)操作方便 。5)易于大批连续牛产和实现机械化 。