產(chǎn)品詳情
一、 材料牌號(hào)解析與化學(xué)成分
ZG2Cr20Mn9Ni2Si2N 是一個(gè)符合中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的鑄鋼牌號(hào)，其含義如下：
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ZG：鑄鋼
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2：平均碳含量約0.2%（實(shí)際范圍通常在0.15-0.25%），較高的碳含量保證了高溫強(qiáng)度和抗蠕變能力。
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Cr20：鉻含量約20%，提供優(yōu)異的抗氧化性（抗起皮） 和抗?jié)B碳/滲氮能力，是形成穩(wěn)定、致密Cr2O3保護(hù)膜的關(guān)鍵。
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Mn9：錳含量約9%，顯著提高奧氏體穩(wěn)定性，確保在高溫和常溫下均為奧氏體組織，從而具有優(yōu)良的韌性和抗熱疲勞性能。
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Ni2：鎳含量約2%，輔助穩(wěn)定奧氏體，并進(jìn)一步增強(qiáng)韌性和耐腐蝕性。
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Si2：硅含量約2%，提高抗氧化性和鑄造流動(dòng)性，同時(shí)強(qiáng)化固溶體。
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N：加入了氮元素，作為強(qiáng)奧氏體形成元素，能替代部分鎳來(lái)穩(wěn)定組織，同時(shí)提高強(qiáng)度和抗蠕變能力。
該材料的核心微觀組織是：奧氏體。這使得它在高溫下不易發(fā)生相變，具有穩(wěn)定的體積和性能。
二、 作為“調(diào)質(zhì)料框”等熱處理工裝的突出性能特點(diǎn)
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卓越的抗氧化和抗介質(zhì)侵蝕能力：
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在高至1100-1150℃ 的連續(xù)工作溫度下，能形成致密的Cr2O3和SiO2復(fù)合氧化膜，有效防止工件與工裝之間的粘連（燒焊）。
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對(duì)滲碳、滲氮、碳氮共滲等活性氣氛有很強(qiáng)的抵抗能力，使用壽命遠(yuǎn)超普通耐熱鋼（如310S）。
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優(yōu)異的高溫強(qiáng)度和抗蠕變性：
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在850-1050℃的長(zhǎng)期載荷下，具有極高的抗變形、抗塌陷、抗拉伸能力。這是作為料框（承載重物）最關(guān)鍵的性能。
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出色的抗熱疲勞性能：
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奧氏體基體配合良好的塑性，使材料在反復(fù)的加熱-冷卻（熱循環(huán)） 過(guò)程中，能夠承受由溫度劇烈變化引起的應(yīng)力，抵抗龜裂和早期開(kāi)裂的能力很強(qiáng)。這對(duì)于周期性進(jìn)出爐的料框至關(guān)重要。
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良好的高溫韌性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性：
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從室溫到高溫均無(wú)脆性相變，避免了因組織轉(zhuǎn)變導(dǎo)致的體積變化和脆化，抗沖擊性能好。
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三、 與其它常用耐熱工裝材料的對(duì)比
| 材料牌號(hào) | 類型 | 推薦使用溫度 | 主要特點(diǎn) | 適用場(chǎng)景對(duì)比 |
|---|---|---|---|---|
| ZG2Cr20Mn9Ni2Si2N | 高合金奧氏體耐熱鑄鋼 | 1100℃ (連續(xù)) | 綜合性能：高溫強(qiáng)度、抗氧化、抗熱疲勞。成本高。 | 高端、重載、高腐蝕性氣氛的調(diào)質(zhì)、滲碳、燒結(jié)等料框、料盤。 |
| ZG4Cr25Ni20Si2 (HP) | 奧氏體耐熱鑄鋼 | 1150℃ | 抗氧化性極好，但高溫強(qiáng)度和抗蠕變性稍遜于錳氮型。 | 輻射管、爐輥、氣氛要求高的部件。 |
| ZG3Cr24Ni7SiN (RE) | 奧氏體耐熱鑄鋼 | 1100℃ | 性價(jià)比高，強(qiáng)度和抗?jié)B碳性好。 | 廣泛使用的滲碳爐料具、料盤。 |
| 310S (0Cr25Ni20) | 奧氏體耐熱軋/鍛鋼 | 1150℃ | 抗氧化好，但高溫強(qiáng)度（承載）和抗蠕變遠(yuǎn)低于鑄鋼。 | 制作結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單的輕型料架、內(nèi)襯，不適用于重型承載。 |
| 253MA (S30815) | 奧氏體耐熱軋/鍛鋼 | 1150℃ | 含稀土，高溫強(qiáng)度優(yōu)于310S。 | 輕型工裝、緊固件，替代310S。 |
結(jié)論：ZG2Cr20Mn9Ni2Si2N是追求長(zhǎng)壽命、高可靠性、重載條件下的選擇之一，尤其適合條件苛刻的調(diào)質(zhì)生產(chǎn)線。
四、 熱處理工裝（調(diào)質(zhì)料框）設(shè)計(jì)制造要點(diǎn)
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結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：
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均勻承載：框架結(jié)構(gòu)需科學(xué)計(jì)算，避免局部應(yīng)力集中。
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熱膨脹預(yù)留：必須考慮奧氏體鋼線膨脹系數(shù)大的特點(diǎn)，在連接處設(shè)計(jì)膨脹間隙。
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通風(fēng)透氣：確保爐內(nèi)氣氛循環(huán)和溫度均勻，避免工件冷卻/加熱不均。
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吊裝便利：設(shè)計(jì)堅(jiān)固的吊耳或叉車孔，確保重載下安全轉(zhuǎn)移。
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鑄造與加工：
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采用精密鑄造（失蠟法）或樹(shù)脂砂鑄造，保證尺寸精度和表面質(zhì)量，減少后續(xù)加工量。
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焊接性能較差，需采用專用配套焊材（如Cr25Ni13Mn8型）并由經(jīng)驗(yàn)豐富的焊工操作，主要用于修復(fù)，不建議用于主要結(jié)構(gòu)制造。
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預(yù)處理：
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投入使用前，建議在高溫（如950℃以上）進(jìn)行“預(yù)氧化”處理，使其表面形成一層完整、致密的保護(hù)性氧化膜，延長(zhǎng)使用壽命。
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五、 典型應(yīng)用場(chǎng)景
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重型調(diào)質(zhì)（淬火+高溫回火）生產(chǎn)線料框/料籃：承載大型軸承、齒輪、軸類等工件，反復(fù)經(jīng)歷800-950℃加熱后油淬或水基淬火，以及高溫回火。
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滲碳/碳氮共滲料盤、導(dǎo)軌：長(zhǎng)期處于900-950℃的強(qiáng)滲碳?xì)夥罩小?
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等溫淬火（貝氏體淬火）工裝：在鹽浴或可控氣氛中長(zhǎng)時(shí)間使用。
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高溫?zé)Y(jié)爐（粉末冶金）料具：承受極高溫度和粉末介質(zhì)侵蝕。
六、 使用與維護(hù)注意事項(xiàng)
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平穩(wěn)操作：避免在高溫下撞擊、敲打工裝，防止機(jī)械損傷。
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清潔：定期清除工裝表面的氧化皮、焊渣和結(jié)焦物，但避免用尖銳工具暴力清除損傷基體。
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檢查：定期檢查有無(wú)嚴(yán)重變形、開(kāi)裂或組織劣化（如晶粒過(guò)分粗大、脆化）。當(dāng)變形影響裝爐或存在貫穿性裂紋時(shí)，應(yīng)考慮報(bào)廢。
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堆焊修復(fù)：對(duì)于局部磨損或開(kāi)裂，可采用專用焊條進(jìn)行堆焊修復(fù)，修復(fù)后需進(jìn)行去應(yīng)力退火。
