一种不锈钢铸件的化学成分及冶炼方法
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一 种 不锈钢 铸件 的化 学成 分及 冶炼 方法
张生存 ，马 进 （共享铸钢有 限公司 宁夏 银 川 ７５００２１）
摘 要 ：通过合理利用ＥＡＦ、ＬＦ￣，．ＶＯＤ＇，ｔｐ，并采用科学的冶炼方法及 冶炼流程 ，严格控制备料和
浇注过程 ，从而成功生产 出了碳含量 ≤０．０ ３％及残余元素含 量较＂ｆ￣ ＪＣｒ１ ３Ｎｉ ４型超低碳马 氏体不
我 国 水 轮 机 发 电机 组 行 业 运 行 目前 发 展 形 势 良好 ， 该 行 业 企 业 正 逐 步 向产 业 化 、规 模 化 方 向 发 展 。专 业 、 高 效 和 节 能 是 我 国水 轮 发 电机 组 行 业 运 行 的 发 展 方 向 ， 我 国水 轮 发 电机 组 行 业 运 行 生 产 的 产 品 品 质 具 备 国 际 市场 竞 争 力 。 随 着 水 轮 发 电机 组 行 业 运 行 下 游 需 求 市 场 的不 断 扩 大 以 及 出 口增 长 ，我 国水 轮 机 行 业 运 行 迎 来 一 个 新 的 发 展 机 遇 。
锈 钢 铸 件 。
关 键 词 ：ＬＦ； ＶＯＤ；Ｃｒ１ ３Ｎｉ ４超 低 碳 马 氏体 不锈 钢
中 图 分 类 号 ：ＴＧ７４３ 文 献 标 识 码 ：Ａ
文 章 编 号 ：１６７３—３３２０ （２０１８）０１—００１７—０３
Ｃｈｅｍ ｉｃａｌ Ｃｏｍ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｍ ｅｌｔｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ａ Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ Ｓｔｅｅｌ Ｃａｓｔｉｎｇ
ＺＨＡＮＧ Ｓｈｅｎｇｃｕｎ，ＭＡ Ｊｉｎ
（Ｋｏｃｅｌ Ｓｔｅｅｌ Ｆｏｕｎｄｒｙ ＣＯ．，ＬＴＤ．，Ｎｉｎｇｘｉａ ７５００２ １，ｙｉｎｃｈｕａｎ Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｒ￣ｉｏｎａｌ ｕｓｅ ｏｆ ＥＡＦ．ＬＦ ａｎｄ Ｖ ＯＤ ｆｕｒｎａｃｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ ｓｃｉｅｎｔｉｆ ｉｃ ｓｍ ｅｌｔｉｎｇ ｍ ｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ｓｍｅｌｔｉｎｇ ｆｌｏｗｃｈａｒｔ，ａｎｄ ｓｔｒｉｃｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｔｈｅ ｍ ａｔｅｒｉａｌ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｏｕｒｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｅ Ｃｒ１３Ｎｉ４ ｕｌｔｒａ—ｌｏｗ ｃａｒｂｏｎ ｍ ａｒｔｅｎｓｉｔｉｃ ｓｔａｉｎｌｅｓｓ ｓｔｅｅｌ ｃａｓｔｉｎｇｓ ｗｉｔｈ ｃａｒｂｏｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆｎｏｔ ｍ ｏｒｅ ｔｈａｎ Ｏ．０３％ ａｎｄ ｌｏｗｅｒ ａｍ ｏｕｎｔ ｏｆ ｒｅｓｉｄｕａｌ ｅｌｅｍ ｅｎｔ ｃｏｎｔｅｎｔ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ ｐｒｏｄｕｃｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＬＦ，ＶＯＤ，Ｃｒ１ ３Ｎｉ４ｕｌｔｒａ—ｌｏｗ ｃａｒｂｏｎ ｍ ａｒｔｅｎｓｉｔｉｃ ｓｔａｉｎｌｅｓｓ ｓｔｅｅｌ
轮 机 转 轮 材 料 具 有 良好 的铸 造 性 能和 良好 的焊 接 性 能，以保 证 最 终 的组 焊 工序 和 水 轮 机 使 用 过 程 中 的焊 补 工 作 顺 利 实施 ［”。
１ 问 题 的提 出
目前 ， 水 轮 机 转 轮 常 用 的 材 质 为 Ｃｒ １ ３Ｎｉ４ 型 低 碳 马 氏 体 不 锈 钢 ，比 如 我 国 自 行 开 发 的 ＺＧ０６Ｃｒ ｌ ３Ｎｉ４Ｍｏ（相 当于 美 标 ＡＳＴＭ Ａ７４３ Ｇｒ ＣＡ． ６ＮＭ 类 材 质 ， 简 称 １ ３—４），ＺＧ０６Ｃｒ１ ３Ｎｉ６Ｍ ｏ（简 称 １３－６），这 两 个 材 质 被 纳 入 了 国家 标 准 ＧＢ６９６７— １９８６《工 程 结 构 用 中 、 高 强 度 不 锈 钢 铸 件 》【 １中 。 在 各 国标 准 中 ， 规 定 Ｃｒ１ ３Ｎｉ４中 的 Ｃ含 量 不 超 过 ０．０６％， 也 有 个 别 的达 Ｎ ｏ．０７％ 。在 此 范 围 内 ， 随 着 碳 含 量 的增 高 ， 虽然 强 度 可 以提 高 ，但 因 碳 当 量 增 高 ，材 质 的 焊 接 性 变 差 。 另 外 随着 对 此 类 材 质 的研 究 和 运 用 ，发 现 其 耐 腐 蚀 性 能 不 能 达 到 特 定 环 境 的 要 求 ， 根 本 原 因 是 材 质 中 的碳 化 物 影 响
目前 ， 高 水 头 大 容 量 水 电 机 组 及 其 配 套 铸 锻 件 已列 入 工 信 部 发 布 的 《首 台 （套 ）重 大 技 术 装 备 推 广 应 用 指 导 目录 （２０１５年 第 二 版 ）》 中 ， 这 些 铸 锻 件 是 国家 亟 待 研 发 成 功 和 重 点 支 持 的产 品 ， 具 有 重 大 的 战 略 意 义 。大 型 水 轮 机 转 轮 是 水 电机 组的重要零部件 ，其在服役 过程 中，受高速 水 流 冲 击 和 水 中 泥 沙 的冲 蚀 和 磨 损 以及 高 速 转 动 带 来 的 非 平 衡 振 动 ，对 材 料 的 综 合 力 学 性 能 、抗 气 蚀 性 以及 抗 磨 损 性 能 要 求 较 高 。通 常 情 况 下 ，要 求 水
收７２一）男，工程 师，工学硕士 ，主要从事熔炼工艺研 究及技术管理 工作 。
画 铸Ｆｏｕｎｄ造ｒｙ Ｅｎ工 ｇｉｎｅｅ程ｒｉ ｎｇ
此 类 材 质 的抗 腐 蚀 性 能 。 比 如 ２０世 纪 ５０年 代 末 ， 瑞 士 的Ｇｅｏｒｇｅ Ｆｉｓｃｈｅｒ（ＧＦ）公 司 为 改善 奥 氏体 一铁 素 体 不 锈 钢 的可 焊 性 和 耐 腐 蚀 性 能 ，提 出 了 降低 碳 含 量 ， 以增 加 材 料 韧 性 ［ 。 由 此 可 以 看 出 ，为 得 到 较 好 的 耐腐 蚀 性 能和 利 于机 组 的组 装 焊 接 ， 需 要 降 低 Ｃ含 量 。 目前 ， 此 类 产 品 的 Ｃｒ１ ３Ｎｉ４型 低 碳 马 氏 体 不 锈 钢 要 求 Ｃ含 量 ≤０．０３％。 铸 造 厂 考 虑 到 大 型 水 轮 机 组 铸 件 壁 较 厚 ，存 在 成 分 偏 析 的 可 能 ，而 且 炉 后 的ｃ含量 一 般 要 稍 高 于 炉 前 的 Ｃ含 量 。 因 此 ， 结 合 某 些 此 类 产 品 对 Ｃ含 量 ≤ ０．０３％ 的 规 范 要 求 ，最 终 确 定 了 Ｃ含 量 内 部 炉 前控 制 为
张生存 ，马 进 （共享铸钢有 限公司 宁夏 银 川 ７５００２１）
摘 要 ：通过合理利用ＥＡＦ、ＬＦ￣，．ＶＯＤ＇，ｔｐ，并采用科学的冶炼方法及 冶炼流程 ，严格控制备料和
浇注过程 ，从而成功生产 出了碳含量 ≤０．０ ３％及残余元素含 量较＂ｆ￣ ＪＣｒ１ ３Ｎｉ ４型超低碳马 氏体不
我 国 水 轮 机 发 电机 组 行 业 运 行 目前 发 展 形 势 良好 ， 该 行 业 企 业 正 逐 步 向产 业 化 、规 模 化 方 向 发 展 。专 业 、 高 效 和 节 能 是 我 国水 轮 发 电机 组 行 业 运 行 的 发 展 方 向 ， 我 国水 轮 发 电机 组 行 业 运 行 生 产 的 产 品 品 质 具 备 国 际 市场 竞 争 力 。 随 着 水 轮 发 电机 组 行 业 运 行 下 游 需 求 市 场 的不 断 扩 大 以 及 出 口增 长 ，我 国水 轮 机 行 业 运 行 迎 来 一 个 新 的 发 展 机 遇 。
锈 钢 铸 件 。
关 键 词 ：ＬＦ； ＶＯＤ；Ｃｒ１ ３Ｎｉ ４超 低 碳 马 氏体 不锈 钢
中 图 分 类 号 ：ＴＧ７４３ 文 献 标 识 码 ：Ａ
文 章 编 号 ：１６７３—３３２０ （２０１８）０１—００１７—０３
Ｃｈｅｍ ｉｃａｌ Ｃｏｍ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｍ ｅｌｔｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ａ Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ Ｓｔｅｅｌ Ｃａｓｔｉｎｇ
ＺＨＡＮＧ Ｓｈｅｎｇｃｕｎ，ＭＡ Ｊｉｎ
（Ｋｏｃｅｌ Ｓｔｅｅｌ Ｆｏｕｎｄｒｙ ＣＯ．，ＬＴＤ．，Ｎｉｎｇｘｉａ ７５００２ １，ｙｉｎｃｈｕａｎ Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｒ￣ｉｏｎａｌ ｕｓｅ ｏｆ ＥＡＦ．ＬＦ ａｎｄ Ｖ ＯＤ ｆｕｒｎａｃｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ ｓｃｉｅｎｔｉｆ ｉｃ ｓｍ ｅｌｔｉｎｇ ｍ ｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ｓｍｅｌｔｉｎｇ ｆｌｏｗｃｈａｒｔ，ａｎｄ ｓｔｒｉｃｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｔｈｅ ｍ ａｔｅｒｉａｌ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｏｕｒｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｅ Ｃｒ１３Ｎｉ４ ｕｌｔｒａ—ｌｏｗ ｃａｒｂｏｎ ｍ ａｒｔｅｎｓｉｔｉｃ ｓｔａｉｎｌｅｓｓ ｓｔｅｅｌ ｃａｓｔｉｎｇｓ ｗｉｔｈ ｃａｒｂｏｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆｎｏｔ ｍ ｏｒｅ ｔｈａｎ Ｏ．０３％ ａｎｄ ｌｏｗｅｒ ａｍ ｏｕｎｔ ｏｆ ｒｅｓｉｄｕａｌ ｅｌｅｍ ｅｎｔ ｃｏｎｔｅｎｔ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ ｐｒｏｄｕｃｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＬＦ，ＶＯＤ，Ｃｒ１ ３Ｎｉ４ｕｌｔｒａ—ｌｏｗ ｃａｒｂｏｎ ｍ ａｒｔｅｎｓｉｔｉｃ ｓｔａｉｎｌｅｓｓ ｓｔｅｅｌ
轮 机 转 轮 材 料 具 有 良好 的铸 造 性 能和 良好 的焊 接 性 能，以保 证 最 终 的组 焊 工序 和 水 轮 机 使 用 过 程 中 的焊 补 工 作 顺 利 实施 ［”。
１ 问 题 的提 出
目前 ， 水 轮 机 转 轮 常 用 的 材 质 为 Ｃｒ １ ３Ｎｉ４ 型 低 碳 马 氏 体 不 锈 钢 ，比 如 我 国 自 行 开 发 的 ＺＧ０６Ｃｒ ｌ ３Ｎｉ４Ｍｏ（相 当于 美 标 ＡＳＴＭ Ａ７４３ Ｇｒ ＣＡ． ６ＮＭ 类 材 质 ， 简 称 １ ３—４），ＺＧ０６Ｃｒ１ ３Ｎｉ６Ｍ ｏ（简 称 １３－６），这 两 个 材 质 被 纳 入 了 国家 标 准 ＧＢ６９６７— １９８６《工 程 结 构 用 中 、 高 强 度 不 锈 钢 铸 件 》【 １中 。 在 各 国标 准 中 ， 规 定 Ｃｒ１ ３Ｎｉ４中 的 Ｃ含 量 不 超 过 ０．０６％， 也 有 个 别 的达 Ｎ ｏ．０７％ 。在 此 范 围 内 ， 随 着 碳 含 量 的增 高 ， 虽然 强 度 可 以提 高 ，但 因 碳 当 量 增 高 ，材 质 的 焊 接 性 变 差 。 另 外 随着 对 此 类 材 质 的研 究 和 运 用 ，发 现 其 耐 腐 蚀 性 能 不 能 达 到 特 定 环 境 的 要 求 ， 根 本 原 因 是 材 质 中 的碳 化 物 影 响
目前 ， 高 水 头 大 容 量 水 电 机 组 及 其 配 套 铸 锻 件 已列 入 工 信 部 发 布 的 《首 台 （套 ）重 大 技 术 装 备 推 广 应 用 指 导 目录 （２０１５年 第 二 版 ）》 中 ， 这 些 铸 锻 件 是 国家 亟 待 研 发 成 功 和 重 点 支 持 的产 品 ， 具 有 重 大 的 战 略 意 义 。大 型 水 轮 机 转 轮 是 水 电机 组的重要零部件 ，其在服役 过程 中，受高速 水 流 冲 击 和 水 中 泥 沙 的冲 蚀 和 磨 损 以及 高 速 转 动 带 来 的 非 平 衡 振 动 ，对 材 料 的 综 合 力 学 性 能 、抗 气 蚀 性 以及 抗 磨 损 性 能 要 求 较 高 。通 常 情 况 下 ，要 求 水
收７２一）男，工程 师，工学硕士 ，主要从事熔炼工艺研 究及技术管理 工作 。
画 铸Ｆｏｕｎｄ造ｒｙ Ｅｎ工 ｇｉｎｅｅ程ｒｉ ｎｇ
此 类 材 质 的抗 腐 蚀 性 能 。 比 如 ２０世 纪 ５０年 代 末 ， 瑞 士 的Ｇｅｏｒｇｅ Ｆｉｓｃｈｅｒ（ＧＦ）公 司 为 改善 奥 氏体 一铁 素 体 不 锈 钢 的可 焊 性 和 耐 腐 蚀 性 能 ，提 出 了 降低 碳 含 量 ， 以增 加 材 料 韧 性 ［ 。 由 此 可 以 看 出 ，为 得 到 较 好 的 耐腐 蚀 性 能和 利 于机 组 的组 装 焊 接 ， 需 要 降 低 Ｃ含 量 。 目前 ， 此 类 产 品 的 Ｃｒ１ ３Ｎｉ４型 低 碳 马 氏 体 不 锈 钢 要 求 Ｃ含 量 ≤０．０３％。 铸 造 厂 考 虑 到 大 型 水 轮 机 组 铸 件 壁 较 厚 ，存 在 成 分 偏 析 的 可 能 ，而 且 炉 后 的ｃ含量 一 般 要 稍 高 于 炉 前 的 Ｃ含 量 。 因 此 ， 结 合 某 些 此 类 产 品 对 Ｃ含 量 ≤ ０．０３％ 的 规 范 要 求 ，最 终 确 定 了 Ｃ含 量 内 部 炉 前控 制 为