2.5耐热铸铁件 (见表2.1-11、表2.1-12)
1.GB/T9437seZoo，《耐热铸铁件》代替GB/T9437一l，朋。适用于砂型铸造或导热性与砂型相仿的铸型中浇注而成
的且工作在1100℃以下的耐热铸铁件。
2.铸件的几何形状与尺寸应符合图样的要求。其尺寸公差和加工余量应符合GB/t6414的规定，其重量偏差应符合
GB/Tll351的规定。
3.铸件表面粗糙度应符合GB/T6060.1的规定，由供需双方商定标准等级。
4.铸件应清理干净，修整多余部分，去除浇冒口残余、芯骨、枯砂及内腔残余物等。铸件允许的浇冒口残余、披
缝、飞刺殊余、内腔清洁度等，应符合需方图样、技术要求或供需双方订货协定。
5.铸件上允许的缺陷，其形态、数量、尺寸与位里、可否修补及修补方法等由供需双方商定。
耐热铸铁室温力学性能、高温短时力学性能及应用(摘自GB/t9437-2009)
HTRCr
使用条件：在空气炉气中，耐热温度到550℃。具有高的性和体积稳定性
应用举例：适用于急冷急热的,薄壁，细长件。用于炉条、高炉支梁式水箱、金属型、玻璃模等
HTRCr2
使用条件：在空气炉气中，耐热温度到550℃。具有高的性和体积稳定性
应用举例：适用于急冷急热的,薄壁，细长件。用于煤气炉内灰盆、矿山烧结车挡板等
HTRCr16
使用条件： 在空气炉气中耐热温度到900℃。具有高的室温及高温强度，高的性，但常温脆性较大。
耐硝酸的腐蚀。
应用举例： 可在室温及高温下作抗磨件使用。用于退、煤粉烧嘴、炉栅、水泥焙烧炉零件、
化工机械等零件。
HTRSi5
使用条件： 在空气炉气中，耐热温度到700℃。耐热性较好，承受机械和热冲击能力较差。
应用举例：用于炉条、煤粉烧嘴、锅炉用梳形定位析、换热器针状管、二硫化碳反应瓶等。
QTRSi4
使用条件： 在空气炉气中耐热温度到650℃。力学性能抗裂性较RQTSi5好。
应用举例：用于玻璃窑烟道闸门、玻璃引上机墙板、加热炉两端管架等。
QTRSi4Mn
使用条件： 在空气炉气中耐热温度到680℃。高温力学性能较好。
应用举例：用于内然机排气岐管、罩式退火炉导向器、烧结机中后热筛板、加热护吊梁等。
QTRSi4Mn1
使用条件： 在空气炉气中耐热温度到800℃。高温力学性能较好。
应用举例：用于内然机排气岐管、罩式退火炉导向器、烧结机中后热筛板、加热护吊梁等。
QTRSi5
使用条件： 在空气炉气中耐热温度到800℃。常温及高温性能显著优于RTSi5。
应用举例：用于煤粉烧嘴、炉条、辐射管、烟道闸门、加热炉中间管架等。
QTRAL5Si4
使用条件： 在空气炉气中耐热温度到900℃。耐热性良好
应用举例：适用于高温轻载荷下工作的耐热件。用于烧结机蓖条、炉用件等。
QTRAL5Si5
使用条件： 在空气炉气中耐热温度到1050℃。耐热性良好
应用举例：适用于高温轻载荷下工作的耐热件。用于烧结机蓖条、炉用件等。
QTRAL22
使用条件：在空气沪气中耐热温度到1100℃。具有优良的能力，较高的室温和高温强度，韧性好，
抗高温硫蚀性好。
应用举例：适用于高温(1100℃)、载荷较小、温度变化较缓的工件。用于锅炉用侧密封块、链式
加热炉炉爪、黄铁矿焙烧炉零件等。
原材料缺陷引起的锻件缺陷通常有：
1.表面裂纹。表面裂纹多发生在轧制棒材和锻制棒材上，一般呈直线形状，和轧制或锻造的主变形方向一致。造成这种缺陷的原因很多，如钢锭内的皮下气泡在轧制时一面沿变形方向伸长，一面暴露到表面上或向内部深处发展。又如在轧制时，坯料的表面被划伤，造成应力集中，沿划痕开裂等等。这种裂纹若在锻造前不去掉，锻造时便可能扩展引起锻件裂纹。
2.折叠。折叠形成的原因是金属坯料在轧制过程中，轧辊上的型槽定径不正确，或因型槽磨损面产生的毛刺在轧制时被卷渗入渗出，形成和材料表面成一定倾角的折缝。对钢材，折缝内有氧化铁夹杂，四周有脱碳。折叠若在锻造前不去掉，可能引起锻件折叠或开裂。
3.结疤。结疤是在轧材表面局部区域的一层可剥落的薄膜。结疤的形成是由于浇铸时钢液飞溅而凝结在钢锭表面，轧制时被压成薄膜，贴附在轧材的表面，即为结疤。锻后锻件经酸洗清理，薄膜将会剥落而成为锻件表面缺陷。
4.层状断口。层状断口的特征是其断口或断面与折断了的石板、树皮很相似。层状断口多发生在合金钢（铬镍钢、铬镍钨钢等），碳钢中也有发现。这种缺陷的产生是由于钢中存在的非金属夹杂物、枝晶偏析以及气孔疏松等缺陷，在锻、轧过程中沿轧制方向被拉长，使钢材呈片层状。如果杂质过多，锻造就有分层破裂的危险。层状断口越严重，钢的塑性、韧性越差，尤其是横向力学性能很低，所以钢材如具有明显的层片状缺陷是不合格的。
5.亮线（亮区）。亮线是在纵向断口上呈现结晶发亮的有反射能力的细条线，多数贯穿整个断口，大多数产生在轴心部分。亮线主要是由于合金偏析造成的。轻微的亮线对力学性能影响不大，严重的亮线将明显降低材料的塑性和韧性。
6.夹渣。熔炼或浇铸的钢水由于成分之间或金属与炉气、容器之间的化学反应形成的，或者由于耐火材料落入钢液中形成。在锻件的横断面上，夹渣可以呈点状、片状、链状或团块状分布。严重的夹渣容易引起锻件开裂或降低材料的使用性能。
7.碳化物偏析。碳化物偏析经常在含碳高的合金钢中出现，其特征是在局部区域有较多的碳化物聚集。形成原因是钢中的莱氏体共晶碳化物和二次网状碳化物，在开坯和轧制时未被打碎和均匀分布造成的。碳化物偏析将降低钢的锻造变形性能，易引起锻件开裂。锻件热处理淬火时容易局部过热、过烧和淬裂。制成的刀具使用时刃口易崩裂。
层状断裂区高倍形貌，有大量的颗粒状碳化物覆盖，经能谱仪分析，该区域的钨含量较高，达18.5％，为材料正常含量的3倍，说明断裂主要沿碳化物偏析区发生。
8.铝合金氧化膜。铝合金氧化膜一般存在于模锻件的腹板和分模面附近。在低倍组织上呈微细的裂口，在高倍组织上呈涡纹状，在断口上的特征可分两类：其一，呈平整的片状，颜色从银灰色、浅黄色直至褐色、暗褐色；其二，呈细小密集而带闪光的点状物。铝合金氧化膜是熔铸过程中敞露的熔体液面与大气中的水蒸气或其它金属氧化物相互作用时所形成的氧化膜在铸造过程中被卷人液体金属的内部形成的。 锻件和模锻件中的氧化膜对纵向力学性能无明显影响，但对高度方向力学性能影响较大，它降低了高度方向强度性能，特别是高度方向的伸长率、冲击韧度和高度方向抗腐蚀性能。
9.白点。白点的主要特征是在钢坯的纵向断口上呈圆形或椭圆形的银白色斑点，在横向断口上呈细小的裂纹。白点的大小不一，长度由1～20mm或更长。白点在镍铬钢、镍铬钼钢等合金钢中常见，普通碳钢中也有发现，是隐藏在内部的缺陷。白点是在氢和相变时的组织应力以及热应力的共同作用下产生的，当钢中含氢量较多和热压力加工后冷却（或锻后热处理）太快时较易产生。用带有白点的钢锻造出来的锻件，在热处理时（淬火）易发生龟裂，有时甚至成块掉下。白点降低钢的塑性和零件的强度，是应力集中点，它像尖锐的切刀一样，在交变载荷的作用下，很容易变成疲劳裂纹而导致疲劳破坏。所以锻造原材料中不允许有白点。
10.粗晶环。粗晶环常常是铝合金或镁合金挤压棒材上存在的缺陷。经热处理后供应的铝、镁合金的挤压棒材，在其圆断面的外层常常有粗晶环。粗晶环的厚度，由挤压时的始端到末端是逐渐增加的。若挤压时的润滑条件良好，则在热处理后可以减小或避免粗晶环。反之，环的厚度会增加。粗晶环的产生原因与很多因素有关。但主要因素是由于挤压过程中金属与挤压筒之间产生的摩擦。这种摩擦致使挤出来的棒材横断面的外表层晶粒要比棒材中心处晶粒的破碎程度大得多。但是由于筒壁的影响，此区温度低，挤压时未能再结晶，淬火加热时未再结晶的晶粒再结晶并长大吞并已经再结晶的晶粒，于是在表层形成了粗晶环。有粗晶环的坯料锻造时容易开裂，如粗晶环保留在锻件表层，则将降低零件的性能。有粗晶环缺陷的坯料，在锻造前将粗晶环车去。
用于锻造的原材料，来自特钢钢厂生产的钢锭或经过快锻油压机锻造的圆棒。由于不锈钢的合金元素较多，导热性不好，冷却速度较慢，钢锭在结晶凝固过程中容易产生较大的初生柱状晶，偏析比较严重，而且晶界富集杂质，在钢锭进行锻造或轧制时，晶界就成了薄弱环节，容易沿晶界开裂；在经过快锻油压机锻造或轧制的钢坯往往会出现许多表面缺陷，这些表面缺陷在加热及锻造时会继续扩展。因此，钢厂在供应坯料时，一般都进行车削剥皮，有的则用砂轮修磨。但是钢厂对表面缺陷的往往不够，特别是用砂轮修磨的表面，仔细检查仍可发现一些残留的细小裂纹。如：2016年元月份，某公司企业标准代号为KF436.1-1999、规格代号为65×1525的30Cr13氧气压缩机和氮气压缩机用活塞杆，原材料规格为φ120mm×970mm，材料表面有明显砂轮修磨的痕迹，且修磨得不够，缺陷较深。在锻造加热时，缺陷急剧向深处扩展，结果导致锻造以后发生断裂，因此必须加强材料的入库检验。如果在锻造过程中发现有裂纹，应将裂纹干净后再锻。11.缩管残余。缩管残余一般是由于钢锭冒口部分产生的集中缩孔未切除干净，开坯和轧制时残留在钢材内部而产生的。缩管残余四周区域一般会出现密集的夹杂物、疏松或偏析。在横向低倍中呈不规则的皱折的缝隙。锻造时或热处理时易引起锻件开裂。
加热与锻造温度
由于Cr13型马氏体不锈钢Cr含量较高，使Cr13型马氏体不锈钢在700～800℃以下的导热系数大大降低。例如，低碳钢的导热系数在100℃时为0.586J/cm·℃/s，而Cr13型马氏体不锈钢则为0.25～0.29J/cm·℃/s。由于Cr13型马氏体不锈钢这样低的导热系数，加热时入炉温度应低于400℃并缓慢加热，以避免由于热应力过大而出现内部横向裂纹，进入塑性区以后可以加快升温速度。加热时应采用四段或五段加热规范：阶段随炉缓慢升温至800～850℃；第二阶段在800～850℃时，视直径大小及装炉量确定保温时间，使坯料整个截面温度均匀，以减小热应力；第三阶段由于高温时Cr13型马氏体不锈钢的导热系数增大，这时可以以较大的速度继续升温至规定的加热温度；第四阶段在设定温度下保温一定的时间，使坯料整个截面温度均匀。
钢中由于Cr元素的大量加入，使Fe-Cr平衡图发生了很大的变化（图1），Cr13马氏体不锈钢出现δ铁素体的温度区域大致在1000～1260℃，温度越高，加热时间越长，δ铁素体的量越多。钢的牌号不同化学成分不同，形成δ铁素体的温度范围也有所不同。由于组织由δ+γ两相组成，材料的塑性降低，锻造时增加了开裂的风险，因此应将12Cr13钢的锻造加热温度控制在1100～1150℃（有些资料推荐1150～1180℃）。另外，如果加热温度过高，不仅是12Cr13，20Cr13也将形成大量的δ铁素体，因此20Cr13钢的锻造加热温度应不超过1150℃，微过共析成分的30Cr13钢的锻造加热温度控制在1100℃即可。Cr13型马氏体不锈钢中的δ铁素体很多时候是由原材料带来的，原材料在冶炼时由于配料不合理，奥氏体形成元素（如碳元素等）含量偏低，铁素体形成元素（如铬元素、钼元素及钒元素等）含量较高而操作又不规范，造成微区偏析，即形成铁素体元素微区偏聚，从而增加了δ铁素体含量，因此在原材料采购时有必要控制δ铁素体的含量，原材料进厂时应进行δ铁素体含量的检查
