一体式钢锭模材质的导热性对其使用寿命有重要影响,具体表现如下:
1. 热应力方面:
- 热应力减小,寿命延长:导热性好的材质,如灰铸铁,在钢液浇注后能够快速地将钢液的热量传递出去,使钢锭模内部的温度分布更加均匀。温度均匀性的提高可以减少因温度不均匀而产生的热应力。热应力的减小能够降低钢锭模出现裂纹的可能性,从而延长其使用寿命。因为热应力会使钢锭模的内部结构受到破坏,当热应力超过材料的承受,就会产生裂纹,随着使用次数的增加,裂纹不断扩展,终导致钢锭模失效报废。
- 热应力增大,寿命缩短:而导热性差的材质,如球墨铸铁,在高温区时,热量不易散发出去,容易导致局部温度过高,产生较大的热应力。较大的热应力会加速钢锭模的损坏,使其使用寿命缩短。例如,在钢锭模的某些部位,如果热量积聚无法及时散发,这些部位的材料性能会发生变化,强度降低、硬度下降,容易出现变形、破裂等问题。
2. 热疲劳方面:
- 热疲劳抗性增强,寿命延长:良好的导热性可以使钢锭模在反复的加热和冷却过程中,温度变化相对平缓,降低了热疲劳的影响。热疲劳是指材料在反复的温度变化作用下,由于内部结构的损伤和累积,导致材料性能逐渐下降的现象。导热性好的钢锭模能够更好地适应这种温度变化,减少热疲劳对材料的破坏,从而延长使用寿命。例如,在一些钢锭生产过程中,钢锭模需要频繁地接触高温钢液和冷却介质,如果导热性好,钢锭模就能够更快地适应这种温度变化,减少热疲劳的产生。
- 热疲劳抗性降低,寿命缩短:导热性差的材质在经历热循环时,热量传递不及时,会导致材料内部的温度梯度较大,热疲劳抗性降低。这种情况下,钢锭模更容易受到热疲劳的影响,内部结构容易产生损伤,随着使用时间的延长,钢锭模会因热疲劳而逐渐失效。
3. 氧化和磨损方面:
- 氧化和磨损减缓,寿命延长:导热性好的钢锭模能够快速将热量传递出去,使钢锭模表面的温度相对较低,这样可以减缓钢锭模的氧化速度。氧化会使钢锭模的表面形成一层氧化膜,这层氧化膜会影响钢锭模的导热性能,并且随着氧化的不断进行,氧化膜会逐渐增厚,导致钢锭模的散热能力进一步下降。同时,较低的温度也可以减少钢锭模与钢液之间的摩擦和磨损,因为高温会使钢液的流动性增加,对钢锭模的冲刷作用增强,从而加速钢锭模的磨损。
- 氧化和磨损加剧,寿命缩短:导热性差的材质由于热量积聚在内部,会使钢锭模表面的温度升高,加速氧化过程。而且,高温还会使钢锭模的材料软化,增加其与钢液之间的摩擦系数,从而加剧磨损。例如,在一些高温环境下工作的钢锭模,如果导热性不好,表面会很快出现氧化皮和磨损痕迹,这些都会影响钢锭模的使用寿命。