热型连铸近终形法铸造bfe30-1-1白铜管

热型连铸近终形法铸造bfe30-1-1白铜管

bf30-1-1白铜具有良好的耐腐蚀性、耐腐蚀性和抗微生物生长性。广泛应用于发电站，尤其是沿海电厂、内陆含盐量高、含碱量高的火力压力电站和船舱。作为制造隔离器的管道。目前主要采用半连铸铸锭、挤压穿孔、拉拔的生产工艺。由于该材料含Ni高达30%,导热性差,凝固温度范围达66℃,铸锭容易产生热裂、缩孔、缩松、偏析等缺陷,影响材料的力学性能和耐腐蚀性能。热型连铸是一种近终形连铸新工艺,它具有定向凝固的特点,能有效消除缩松、偏析等缺陷,赋予材料高强度、高韧性,提高耐腐蚀性。热型连铸的另一特点是铸件与铸型的摩擦力很小,可以铸出薄壁的管坯实现终形、近终形连铸。另一方面,薄壁铸件有利于减少铸造缺陷和偏析,提高性能。作者已采用水平式热型连铸工艺(图1)铸得外径10mm,壁厚2mm的白铜管坯。为便于检测性能,本文用该工艺连铸了准8mm白铜杆,用于研究定向凝固白铜管的组织和性能。1试样的检测和腐蚀将用热型连铸成的准8mm白铜杆加工成铸态拉伸试样和腐蚀试样,另外还从某厂提供的准130mm半连铸白铜铸锭中截取相关试样进行测试,以便比较。用菲利普XL30FEG场反射扫描电镜作微区成分分析,以计算元素的晶内偏析。用人工海水在室温下作6个月全浸腐蚀试验,每月换人工海水一次。人工海水的配方如下(单位为g/L):2结果2.1次枝晶圆管铸锭图2(a)是热型连铸白铜杆的组织。一次枝晶沿轴向排列,可见具有典型的定向凝固特征。由于连铸速度较慢(30mm/min),二次枝晶比较发达,二次枝晶臂间距约30～45μm,组织致密,没有气孔、热裂等缺陷。准130mm半连铸铸锭的组织是无方向的粗大树枝晶。(图2b),二次枝晶臂间距100～120μm,铸锭的横截面上有严重的气孔和缩松缺陷(气孔缺陷可能是半连铸过程中浇注的金属液卷入气体所致)。从显微组织看热型连铸明显优于半连铸。2.2管astm标准值热型连铸铸态试样的拉伸试验结果见表1,表中的标准值为白铜管ASTM标准值。与标准值相比,热型连铸的抗拉强度比标准值低约50MPa,而伸长率比标准值大得多。这表明热型连铸白铜管具有优良的塑性。经塑性加工后的加工硬化将会使强度提高。2.3准8mm及半连铸的准13mm铸锭的ni、fe、mn浓度分布在垂直于一次枝晶轴的截面,从枝晶中心到枝晶间取点作成分分析,取点位置如图3所示。用偏析比表示偏析程度。显然,SR越接近1,表示偏析程度越小。热型连铸准4mm、准8mm及半连铸的准130mm铸锭的Ni、Fe、Mn浓度分布见图4、图5、图6,偏析比见表2。可见定向凝固大大减轻了偏析,利于提高合金的耐腐蚀性能。本试验中熔炼用坩埚、金属液流道、铸型等均用石墨制成。由于合金中含Ni、Mn,使石墨铸型的C溶入合金液中,含C量达0.15%时,Mn与C的结合力较强,凝固后期,大量的Mn以碳化物形式存在于枝晶间,造成枝晶间的Mn含量比枝晶内的高。所以虽然Mn是正偏析元素,但由于C的影响,枝晶间的Mn仍比枝晶内的高,增碳将降低耐腐蚀性。2.4热型连铸铸杆横截面腐蚀试样经800#水砂纸磨光后放置在聚乙烯支架上,在人工海水中进行腐蚀试验,结果见表3。试样1～4为130mm半连铸铸锭试样,试样5、6为准8mm热型连铸铸杆纵截面试样,试样7、8为8mm热型连铸铸杆横截面试样。试验结果表明,热型连铸纵截面试样的腐蚀失重只有半连铸试样的一半,但横截面试样的腐蚀失重却大于半连铸试样。对腐蚀试样的扫描电镜观察发现,130mm试样的腐蚀发生在晶间的缩松位置,腐蚀坑呈深黑色,表明坑的深度较大,晶内腐蚀较少,见图7(b)。而热型连铸铸杆的横截面试样腐蚀面积较大,附近未见有缩松和杂质,从灰色形貌可判断腐蚀坑较浅。腐蚀发生在晶界位置,由于热型连铸试样晶粒细密、晶界面积大,因此腐蚀较严重。可见晶粒粗大,有助于提高耐腐蚀性。4抗腐蚀能力下降原因分析热型连铸法使BFe30-1-1白铜管获得定向凝固组织,有效地消除缩孔、缩松和热裂等缺陷,大大提高塑性,减轻元素偏析,提高抗海水腐蚀能力。但在垂直于枝晶主干的截面,抗腐蚀能力降低,原因有待进一步研究。NaCl:24.53KBr:0.101H3BO:0.027