鑄造ZG35Cr24Ni7SiN爐底板：耐磨損性能支撐高溫工業在鋼鐵冶金、熱處理、陶瓷煅燒等領域，高溫爐窯是生產的核心設備。而爐底板作為其關鍵承重與受熱構件，需同時抵御持續高溫、承受工件載荷，并在長期摩擦、刮擦、沖擊工況下保證結構完整。傳統材料在此嚴苛環境下易出現嚴重變形、磨損甚至失效。基于高合金耐熱鋼設計理念的ZG35Cr24Ni7SiN（簡稱ZG35Cr24Ni7SiN），憑借其杰出的高溫強度與組織穩定性，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備長周期穩定運行的核心優勢。

一、高溫磨損：爐底板的嚴苛挑戰

爐底板的磨損環境極其復雜：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1150℃），高溫加速氧化并軟化材料表層，降低抵抗機械磨損能力。

*   機械摩擦磨損： 工件移動裝出爐、爐渣堆積導致的滑動、滾動摩擦對工作面造成持續刮擦與沖擊。

*   熱疲勞應力： 周期性加熱-冷卻誘發循環應力，加速表面微裂紋萌生擴展，促進磨損碎屑剝落。

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

二、ZG35Cr24Ni7SiN的合金設計：筑牢耐磨基石

ZG35Cr24Ni7SiN的高耐磨性源于其精心設計的化學成分與由此形成的穩定微觀組織：

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

2.  鎳元素（~7%）： 穩定奧氏體組織，避免高溫相變導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力；改善氧化膜附著力。

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

4.  合理碳含量： 提供形成足夠數量強化碳化物的基礎，同時避免過量碳導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+時效熱處理后的組織：強韌的奧氏體基體上均勻彌散分布著細小、圓整、高硬度的(Cr,Fe)??C?型碳化物，少量Si/N促進的碳氮化物。晶界析出物受控。)*

三、鑄造與熱處理工藝：耐磨性能的關鍵實現途徑

優異的合金潛力需通過精準的鑄造與熱處理工藝轉化為實際部件性能：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： 嚴格控制原輔材料、精確配料、確保化學成分達標。有效脫氧除氣（如AOD/VOD精煉），降低氣體夾雜。

    *   澆注優化： 設計合理的澆冒口系統，保證鑄件順序凝固，避免宏觀偏析。控制適宜的澆注溫度（一般在1480-1560℃范圍），防止過高溫度造成晶粒粗大及元素燒損。

    *   鑄件結構設計： 避免壁厚急劇變化，減少鑄造應力集中區域，降低后續服役中裂紋萌生風險。

2.  關鍵熱處理工藝： “固溶+時效”是核心，為耐磨組織定調

    *   高溫固溶處理： 通常在1150℃-1180℃保溫（時間視壁厚定）。目的：溶解晶界和大塊初生碳化物；實現合金元素奧氏體化均勻分布；獲得過飽和固溶體。（*具體溫度保溫時間依據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制風冷（大型件需防止淬裂），使高溫組織“凍結”，抑制粗大碳化物析出。

    *   時效（穩定化）處理： 于850℃-950℃保溫較長時間（通常8-15小時）。在此溫度區間，細小的次生碳化物（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。這種細小彌散的析出相是提供高溫強度和抗磨損能力的關鍵。

    *   冷卻： 時效后可采用空冷。

*(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，然后升溫至時效溫度長時間保溫，最后空冷至室溫。關鍵控溫點（如固溶溫度1150℃、時效溫度900℃）需精確監控。)*

四、耐磨損性能的微觀機理與優勢

ZG35Cr24Ni7SiN爐底板優異的耐磨性主要表現為：

*   高硬度保持： 細小彌散的碳化物作為硬質相（硬度遠高于氧化皮或礦渣），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，組織穩定性好，顯著優于同等溫度下的普通耐熱鋼。

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

*   良好高溫組織穩定性： 在長期服役溫度下，析出相形態、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致的強度和耐磨性衰減。

*   耐高溫氧化/粘附磨損： 致密Cr?O?保護層隔絕環境侵蝕，減少了氧化磨損機制及有害介質與基體的直接粘附磨損風險。

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

五、鑄造過程中的關鍵耐磨性控制要點

1.  成分精準控制： 嚴格監控Cr、Ni、Si、N含量及C平衡，確保目標組織。爐前快速分析及光譜檢測。

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

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

4.  熱處理精確執行： 是發揮材料潛力的關鍵！重點在于固溶溫度/時間的充分（溶解粗大碳化物）與時效溫度/時間的精確（調控析出相尺寸、分布、數量）。爐溫均勻性、保溫時間依厚度合理延長是大型爐底板的關鍵。

5.  精整與檢驗： 清理鑄件表面粘砂、飛邊毛刺；重點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。

結論：

ZG35Cr24Ni7SiN高合金耐熱鑄鋼憑借其高溫組織穩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鍵承重部件——爐底板的理想材料。通過精確的合金設計（高鉻、鎳、配Si/N）、優質的熔煉鑄造成型（低夾雜、細化組織）及至為關鍵的“高溫固溶+適宜時效”熱處理工藝，促使細小的硬質強化相均勻彌散分布于強韌的奧氏體基體上，賦予其優異的抵抗高溫氧化、機械摩擦、熱疲勞及附著磨損的綜合能力。精準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、長壽命ZG35Cr24Ni7SiN爐底板，保障現代高溫工業高效、可靠運行的堅實技術保障。