50Cr5MoV合金鑄鋼在高爐料車上的應用

摘要在50Cr5Mo合金鑄鋼的基礎上加入0.2%的釩，通940℃空淬及300℃回火，測定試驗鋼的硬度及沖擊韌性，研究發現50Cr5MoV的性能適用于高爐料車襯板。試驗將其應用在煉鐵高爐的料車襯板上，檢驗其抗沖擊性能和耐磨性。結果表明，50Cr5MoV合金鑄鋼的耐磨性是高錳鋼的2倍以上，50Cr5MoV合金鑄鋼的高韌性也避免了脆性材料的斷裂事故。

關鍵詞合金鑄鋼技術要求實驗過程化學成分

中圖分類號:TG27文獻標識碼:A

1 高爐料車襯板的技術要求

磨損是高爐料車襯板失效的主要形式之一。磨料磨損是磨損消耗鋼材的重要形式，其造成的經濟損失占磨損總數的50%左右，目前，國內廣泛使用的耐磨材料是高錳鋼，但高錳鋼只有在強烈沖擊條件下表現出較好的耐磨性，而在較低沖擊條件下并不能充分發揮其加工硬化特性，耐磨性較差。合金耐磨鑄鐵抗磨性能很好， 但脆性大且成本較高制約了其生產及應用。目前各類合金耐磨鑄鋼的應用日益廣泛。作為高爐料車襯板的耐磨鋼需要硬度高、韌性好。只有硬度和韌性的良好配合才能使耐磨性有最大程度的提高。

2 主要化學成份設計

碳(C):碳是決定鋼淬硬性和耐磨性的主要元素，碳含量較低時，耐磨性較差;含碳量較高時，硬度及耐磨性提高了，但韌性又下降，因而實際碳量可控制在0.5%～0.7%。

鉻(Cr):鉻作為試驗鋼的主要合金元素，它能提高鋼的淬透性和耐磨性，但當鉻量小于3%時，作用不很明顯;而當鉻量大于6%時，又會使鋼的韌性降低，而且成本增加，因此本試驗中鉻含量控制在4.0%～5.0%。

鉬(Mo):鉬能明顯提高鋼的淬透性，提高鋼的回火穩定性，但價格較貴，可少量加入，控制在0.3 %～0.5%。

釩(V) : 釩是強碳化物形成元素，能細化晶粒，提高鋼的回火穩定性，釩的價格昂貴，宜少量加入，控制在0.18 %～0.22 %。

于是成份設計為(質量百分數): C 0.5～0.8 ; Cr 4.0～5.0;Si0.5～0.8;Mn 0.5～1.2;Mo 0.3～0.5;S，P≤0.04;V0.18～0.22。

3 試驗過程

試驗鋼在中頻爐中熔煉，熔煉過程按照通用的中碳中鉻鑄鋼規范進行。熔煉溫度為1530℃，澆注溫度約為1500℃。澆鑄700X700X30高爐料車襯板的同時蠟模澆鑄12 mm€?2 mm€?80 mm 試驗鋼試樣，澆柱后加工成10 mm€?0 mm€?5mm 無缺口沖擊試樣，熱處理后在JB- 30A 型沖擊試驗機上測定沖擊韌性ak，硬度值在69- 1型布洛維光學硬度計上測定。進行金相觀察組織。普通高錳鋼1060℃保溫30min，水淬(水韌處理);50Cr5MoV合金鑄鋼940℃保溫20min ，空淬，300℃保溫1h，空冷。

對比磨損試驗是將700X700X30襯板安裝在450立方高爐料車上，用50CrMoV制作的5塊襯板安裝在左側料車底部中列受沖擊最大的區域，用Mn13制作的5塊對比襯板安裝在右側料車底部中列受沖擊最大的區域。兩組對比樣品的過料量、沖擊角度、沖擊力完全相同。

4 對比試驗結果

5 結論

分析試驗結果可以看出，50Cr5MoV鑄態時便可得到部分或大部分貝氏體甚至是馬氏體組織，經過可調控的淬火回火過程，可以得到穩定的馬氏體+碳化物+殘余奧氏體組織。材料硬度控制在55HRC以上時，抗磨性能得以大幅度提高，沖擊韌性大于18J.cm-2能夠滿足料車襯板的抗沖擊要求。50Cr5MoV料車襯板的使用壽命是普通高錳鋼襯板的兩倍。