铸造ZG35Cr24Ni7SiN炉底板耐热钢铸件耐磨损在钢铁冶金、热处理、陶瓷煅烧等领域，高温炉窑是生产的核心设备。而炉底板作为其关键承重与受热构件，需同时抵御持续高温、承受工件载荷，并在长期摩擦、刮擦、冲击工况下保证结构完整。

      铸造ZG35Cr24Ni7SiN炉底板：耐磨损性能支撑高温工业在钢铁冶金、热处理、陶瓷煅烧等领域，高温炉窑是生产的核心设备。而炉底板作为其关键承重与受热构件，需同时抵御持续高温、承受工件载荷，并在长期摩擦、刮擦、冲击工况下保证结构完整。传统材料在此严苛环境下易出现严重变形、磨损甚至失效。基于高合金耐热钢设计理念的ZG35Cr24Ni7SiN（简称ZG35Cr24Ni7SiN），凭借其杰出的高温强度与组织稳定性，成为制造高服役寿命炉底板的理想选择，尤其其的抗磨损性能是保障设备长周期稳定运行的核心优势。

一、高温磨损：炉底板的严苛挑战

炉底板的磨损环境极其复杂：铸造ZG35Cr24Ni7SiN炉底板耐热钢铸件耐磨损

*   高温氧化磨损： 长期服役于950℃以上（极限达1150℃），高温加速氧化并软化材料表层，降低抵抗机械磨损能力。

*   机械摩擦磨损： 工件移动装出炉、炉渣堆积导致的滑动、滚动摩擦对工作面造成持续刮擦与冲击。

*   热疲劳应力： 周期性加热-冷却诱发循环应力，加速表面微裂纹萌生扩展，促进磨损碎屑剥落。

*   附着磨损与腐蚀磨损： 高温工件或熔渣可能粘附或发生化学反应（如渗碳、渗硫），加速表面劣化。

二、ZG35Cr24Ni7SiN的合金设计：筑牢耐磨基石

ZG35Cr24Ni7SiN的高耐磨性源于其精心设计的化学成分与由此形成的稳定微观组织：

1.  高铬含量（~24%）： 核心元素，一方面在表面形成致密、高结合力的Cr₂O₃保护膜，显著延缓高温氧化进程，维持基体硬度；更重要的是在基体内形成大量高硬度、热稳定性的M₂₃C₆型初生与次生碳化物（主要成分为(Cr,Fe)₂₃C₆）。

2.  镍元素（~7%）： 稳定奥氏体组织，避免高温相变导致的体积变化与脆化；显著提升材料高温韧性，抵抗冲击载荷和热疲劳应力；改善氧化膜附着力。

3.  硅、氮元素协同强化： 硅促进氧化膜致密性，显著提高抗高温氧化能力（可提升服役温度上限）；氮的引入细化了组织晶粒，促进形成更细小弥散的碳氮化物（CN化物）强化相。硅氮联合显著提高了材料在高温下的强度和硬度。

4.  合理碳含量： 提供形成足够数量强化碳化物的基础，同时避免过量碳导致晶间碳化物粗化及韧性下降。

*(微观组织图示意：图中清晰展示高温固溶+时效热处理后的组织：强韧的奥氏体基体上均匀弥散分布着细小、圆整、高硬度的(Cr,Fe)₂₃C₆型碳化物，少量Si/N促进的碳氮化物。晶界析出物受控。)*

三、铸造与热处理工艺：耐磨性能的关键实现途径

优异的合金潜力需通过精准的铸造与热处理工艺转化为实际部件性能：铸造ZG35Cr24Ni7SiN炉底板耐热钢铸件耐磨损

1.  铸造成型工艺控制：

    *   熔炼精炼： 严格控制原辅材料、精确配料、确保化学成分达标。有效脱氧除气（如AOD/VOD精炼），降低气体夹杂。

    *   浇注优化： 设计合理的浇冒口系统，保证铸件顺序凝固，避免宏观偏析。控制适宜的浇注温度（一般在1480-1560℃范围），防止过高温度造成晶粒粗大及元素烧损。

    *   铸件结构设计： 避免壁厚急剧变化，减少铸造应力集中区域，降低后续服役中裂纹萌生风险。

2.  关键热处理工艺： “固溶+时效"是核心，为耐磨组织定调

    *   高温固溶处理： 通常在1150℃-1180℃保温（时间视壁厚定）。目的：溶解晶界和大块初生碳化物；实现合金元素奥氏体化均匀分布；获得过饱和固溶体。（*具体温度保温时间依据铸件厚度与装炉情况精确制定*）

    *   快速冷却： 固溶后通常选择油淬或强制风冷（大型件需防止淬裂），使高温组织“冻结"，抑制粗大碳化物析出。

    *   时效（稳定化）处理： 于850℃-950℃保温较长时间（通常8-15小时）。在此温度区间，细小的次生碳化物（M₂₃C₆为主，含部分CN化物）从过饱和奥氏体基体中均匀、弥散地析出。这种细小弥散的析出相是提供高温强度和抗磨损能力的关键。

    *   冷却： 时效后可采用空冷。

*(热处理工艺图示意：典型工艺曲线展示：从室温加热到固溶温度保温后快冷，然后升温至时效温度长时间保温，最后空冷至室温。关键控温点（如固溶温度1150℃、时效温度900℃）需精确监控。)*

四、耐磨损性能的微观机理与优势

ZG35Cr24Ni7SiN炉底板优异的耐磨性主要表现为：

*   高硬度保持： 细小弥散的碳化物作为硬质相（硬度远高于氧化皮或矿渣），有效抵抗磨粒的犁削、微切削作用，降低了磨料磨损深度。即使在高温下，组织稳定性好，显著优于同等温度下的普通耐热钢。

*   强韧基体支撑： 奥氏体基体良好的高温强度和韧性，有效支撑起表面的硬质碳化物点阵，防止其在摩擦冲击下因基体软化而被整块压碎或剥落。

*   良好高温组织稳定性： 在长期服役温度下，析出相形态、大小变化微小，组织不易粗化疏松（俗称“长大"），避免了因组织劣化导致的强度和耐磨性衰减。

*   耐高温氧化/粘附磨损： 致密Cr₂O₃保护层隔绝环境侵蚀，减少了氧化磨损机制及有害介质与基体的直接粘附磨损风险。

*   耐热疲劳损伤： 良好的高温塑性（源于镍和奥氏体组织）降低了热应力诱发的疲劳开裂倾向，维持了表面完整性，抑制了因裂纹扩展导致的磨损加速。

五、铸造过程中的关键耐磨性控制要点

1.  成分精准控制： 严格监控Cr、Ni、Si、N含量及C平衡，确保目标组织。炉前快速分析及光谱检测。

2.  冶金质量保障： 精炼工艺优化以降低氧化物夹杂（如Al₂O₃）和气体（H、O、N）含量。夹杂物是应力集中点和疲劳裂纹源。

3.  凝固组织优化： 通过铸造工艺设计（冷铁、保温冒口等）、低过热度浇注、孕育/变质处理（若适用）等手段，细化铸态组织晶粒，减小二次枝晶臂间距（SDAS），均匀成分分布，减轻铸造缺陷。

4.  热处理精确执行： 是发挥材料潜力的关键！重点在于固溶温度/时间的充分（溶解粗大碳化物）与时效温度/时间的精确（调控析出相尺寸、分布、数量）。炉温均匀性、保温时间依厚度合理延长是大型炉底板的关键。

5.  精整与检验： 清理铸件表面粘砂、飞边毛刺；重点检查承重面及装配面的探伤缺陷（如X射线、超声波）；精确划线加工保证尺寸精度与平整度。

结论：

ZG35Cr24Ni7SiN高合金耐热铸钢凭借其高温组织稳定性和突出的抗磨损能力，成为制造苛刻工况下高温炉窑关键承重部件——炉底板的理想材料。通过精确的合金设计（高铬、镍、配Si/N）、优质的熔炼铸造成型（低夹杂、细化组织）及至为关键的“高温固溶+适宜时效"热处理工艺，促使细小的硬质强化相均匀弥散分布于强韧的奥氏体基体上，赋予其优异的抵抗高温氧化、机械摩擦、热疲劳及附着磨损的综合能力。精准控制铸造与热处理全过程，充分释放该材料的耐磨潜能，是铸造高品质、长寿命ZG35Cr24Ni7SiN炉底板，保障现代高温工业高效、可靠运行的坚实技术保障。