鑄造ZG35Cr24Ni7SiN爐底板：耐磨損性能支撐高溫工業(yè)在鋼鐵冶金、熱處理、陶瓷煅燒等領(lǐng)域，高溫爐窯是生產(chǎn)的核心設(shè)備。而爐底板作為其關(guān)鍵承重與受熱構(gòu)件，需同時(shí)抵御持續(xù)高溫、承受工件載荷，并在長期摩擦、刮擦、沖擊工況下保證結(jié)構(gòu)完整。傳統(tǒng)材料在此嚴(yán)苛環(huán)境下易出現(xiàn)嚴(yán)重變形、磨損甚至失效。基于高合金耐熱鋼設(shè)計(jì)理念的ZG35Cr24Ni7SiN（簡稱ZG35Cr24Ni7SiN），憑借其杰出的高溫強(qiáng)度與組織穩(wěn)定性，成為制造高服役壽命爐底板的理想選擇，尤其其的抗磨損性能是保障設(shè)備長周期穩(wěn)定運(yùn)行的核心優(yōu)勢。

一、高溫磨損：爐底板的嚴(yán)苛挑戰(zhàn)

爐底板的磨損環(huán)境極其復(fù)雜：鑄造ZG35Cr24Ni7SiN爐底板耐熱鋼鑄件耐磨損

*   高溫氧化磨損： 長期服役于950℃以上（極限達(dá)1150℃），高溫加速氧化并軟化材料表層，降低抵抗機(jī)械磨損能力。

*   機(jī)械摩擦磨損： 工件移動(dòng)裝出爐、爐渣堆積導(dǎo)致的滑動(dòng)、滾動(dòng)摩擦對工作面造成持續(xù)刮擦與沖擊。

*   熱疲勞應(yīng)力： 周期性加熱-冷卻誘發(fā)循環(huán)應(yīng)力，加速表面微裂紋萌生擴(kuò)展，促進(jìn)磨損碎屑剝落。

*   附著磨損與腐蝕磨損： 高溫工件或熔渣可能粘附或發(fā)生化學(xué)反應(yīng)（如滲碳、滲硫），加速表面劣化。

二、ZG35Cr24Ni7SiN的合金設(shè)計(jì)：筑牢耐磨基石

ZG35Cr24Ni7SiN的高耐磨性源于其精心設(shè)計(jì)的化學(xué)成分與由此形成的穩(wěn)定微觀組織：

1.  高鉻含量（~24%）： 核心元素，一方面在表面形成致密、高結(jié)合力的Cr?O?保護(hù)膜，顯著延緩高溫氧化進(jìn)程，維持基體硬度；更重要的是在基體內(nèi)形成大量高硬度、熱穩(wěn)定性的M??C?型初生與次生碳化物（主要成分為(Cr,Fe)??C?）。

2.  鎳元素（~7%）： 穩(wěn)定奧氏體組織，避免高溫相變導(dǎo)致的體積變化與脆化；顯著提升材料高溫韌性，抵抗沖擊載荷和熱疲勞應(yīng)力；改善氧化膜附著力。

3.  硅、氮元素協(xié)同強(qiáng)化： 硅促進(jìn)氧化膜致密性，顯著提高抗高溫氧化能力（可提升服役溫度上限）；氮的引入細(xì)化了組織晶粒，促進(jìn)形成更細(xì)小彌散的碳氮化物（CN化物）強(qiáng)化相。硅氮聯(lián)合顯著提高了材料在高溫下的強(qiáng)度和硬度。

4.  合理碳含量： 提供形成足夠數(shù)量強(qiáng)化碳化物的基礎(chǔ)，同時(shí)避免過量碳導(dǎo)致晶間碳化物粗化及韌性下降。

*(微觀組織圖示意：圖中清晰展示高溫固溶+時(shí)效熱處理后的組織：強(qiáng)韌的奧氏體基體上均勻彌散分布著細(xì)小、圓整、高硬度的(Cr,Fe)??C?型碳化物，少量Si/N促進(jìn)的碳氮化物。晶界析出物受控。)*

三、鑄造與熱處理工藝：耐磨性能的關(guān)鍵實(shí)現(xiàn)途徑

優(yōu)異的合金潛力需通過精準(zhǔn)的鑄造與熱處理工藝轉(zhuǎn)化為實(shí)際部件性能：鑄造ZG35Cr24Ni7SiN爐底板耐熱鋼鑄件耐磨損

1.  鑄造成型工藝控制：

    *   熔煉精煉： 嚴(yán)格控制原輔材料、精確配料、確保化學(xué)成分達(dá)標(biāo)。有效脫氧除氣（如AOD/VOD精煉），降低氣體夾雜。

    *   澆注優(yōu)化： 設(shè)計(jì)合理的澆冒口系統(tǒng)，保證鑄件順序凝固，避免宏觀偏析?？刂七m宜的澆注溫度（一般在1480-1560℃范圍），防止過高溫度造成晶粒粗大及元素?zé)龘p。

    *   鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 避免壁厚急劇變化，減少鑄造應(yīng)力集中區(qū)域，降低后續(xù)服役中裂紋萌生風(fēng)險(xiǎn)。

2.  關(guān)鍵熱處理工藝： “固溶+時(shí)效"是核心，為耐磨組織定調(diào)

    *   高溫固溶處理： 通常在1150℃-1180℃保溫（時(shí)間視壁厚定）。目的：溶解晶界和大塊初生碳化物；實(shí)現(xiàn)合金元素奧氏體化均勻分布；獲得過飽和固溶體。（*具體溫度保溫時(shí)間依據(jù)鑄件厚度與裝爐情況精確制定*）

    *   快速冷卻： 固溶后通常選擇油淬或強(qiáng)制風(fēng)冷（大型件需防止淬裂），使高溫組織“凍結(jié)"，抑制粗大碳化物析出。

    *   時(shí)效（穩(wěn)定化）處理： 于850℃-950℃保溫較長時(shí)間（通常8-15小時(shí)）。在此溫度區(qū)間，細(xì)小的次生碳化物（M??C?為主，含部分CN化物）從過飽和奧氏體基體中均勻、彌散地析出。這種細(xì)小彌散的析出相是提供高溫強(qiáng)度和抗磨損能力的關(guān)鍵。

    *   冷卻： 時(shí)效后可采用空冷。

*(熱處理工藝圖示意：典型工藝曲線展示：從室溫加熱到固溶溫度保溫后快冷，然后升溫至?xí)r效溫度長時(shí)間保溫，最后空冷至室溫。關(guān)鍵控溫點(diǎn)（如固溶溫度1150℃、時(shí)效溫度900℃）需精確監(jiān)控。)*

四、耐磨損性能的微觀機(jī)理與優(yōu)勢

ZG35Cr24Ni7SiN爐底板優(yōu)異的耐磨性主要表現(xiàn)為：

*   高硬度保持： 細(xì)小彌散的碳化物作為硬質(zhì)相（硬度遠(yuǎn)高于氧化皮或礦渣），有效抵抗磨粒的犁削、微切削作用，降低了磨料磨損深度。即使在高溫下，組織穩(wěn)定性好，顯著優(yōu)于同等溫度下的普通耐熱鋼。

*   強(qiáng)韌基體支撐： 奧氏體基體良好的高溫強(qiáng)度和韌性，有效支撐起表面的硬質(zhì)碳化物點(diǎn)陣，防止其在摩擦沖擊下因基體軟化而被整塊壓碎或剝落。

*   良好高溫組織穩(wěn)定性： 在長期服役溫度下，析出相形態(tài)、大小變化微小，組織不易粗化疏松（俗稱“長大"），避免了因組織劣化導(dǎo)致的強(qiáng)度和耐磨性衰減。

*   耐高溫氧化/粘附磨損： 致密Cr?O?保護(hù)層隔絕環(huán)境侵蝕，減少了氧化磨損機(jī)制及有害介質(zhì)與基體的直接粘附磨損風(fēng)險(xiǎn)。

*   耐熱疲勞損傷： 良好的高溫塑性（源于鎳和奧氏體組織）降低了熱應(yīng)力誘發(fā)的疲勞開裂傾向，維持了表面完整性，抑制了因裂紋擴(kuò)展導(dǎo)致的磨損加速。

五、鑄造過程中的關(guān)鍵耐磨性控制要點(diǎn)

1.  成分精準(zhǔn)控制： 嚴(yán)格監(jiān)控Cr、Ni、Si、N含量及C平衡，確保目標(biāo)組織。爐前快速分析及光譜檢測。

2.  冶金質(zhì)量保障： 精煉工藝優(yōu)化以降低氧化物夾雜（如Al?O?）和氣體（H、O、N）含量。夾雜物是應(yīng)力集中點(diǎn)和疲勞裂紋源。

3.  凝固組織優(yōu)化： 通過鑄造工藝設(shè)計(jì)（冷鐵、保溫冒口等）、低過熱度澆注、孕育/變質(zhì)處理（若適用）等手段，細(xì)化鑄態(tài)組織晶粒，減小二次枝晶臂間距（SDAS），均勻成分分布，減輕鑄造缺陷。

4.  熱處理精確執(zhí)行： 是發(fā)揮材料潛力的關(guān)鍵！重點(diǎn)在于固溶溫度/時(shí)間的充分（溶解粗大碳化物）與時(shí)效溫度/時(shí)間的精確（調(diào)控析出相尺寸、分布、數(shù)量）。爐溫均勻性、保溫時(shí)間依厚度合理延長是大型爐底板的關(guān)鍵。

5.  精整與檢驗(yàn)： 清理鑄件表面粘砂、飛邊毛刺；重點(diǎn)檢查承重面及裝配面的探傷缺陷（如X射線、超聲波）；精確劃線加工保證尺寸精度與平整度。

結(jié)論：

ZG35Cr24Ni7SiN高合金耐熱鑄鋼憑借其高溫組織穩(wěn)定性和突出的抗磨損能力，成為制造苛刻工況下高溫爐窯關(guān)鍵承重部件——爐底板的理想材料。通過精確的合金設(shè)計(jì)（高鉻、鎳、配Si/N）、優(yōu)質(zhì)的熔煉鑄造成型（低夾雜、細(xì)化組織）及至為關(guān)鍵的“高溫固溶+適宜時(shí)效"熱處理工藝，促使細(xì)小的硬質(zhì)強(qiáng)化相均勻彌散分布于強(qiáng)韌的奧氏體基體上，賦予其優(yōu)異的抵抗高溫氧化、機(jī)械摩擦、熱疲勞及附著磨損的綜合能力。精準(zhǔn)控制鑄造與熱處理全過程，充分釋放該材料的耐磨潛能，是鑄造高品質(zhì)、長壽命ZG35Cr24Ni7SiN爐底板，保障現(xiàn)代高溫工業(yè)高效、可靠運(yùn)行的堅(jiān)實(shí)技術(shù)保障。