根据 钢锭模 材质特性和工业实践，圆钢锭模的耐用性主要取决于材料抗热疲劳性、导热性和高温强度。结合新技术进展，不同材质的耐用性排序及核心特性如下：

一、材质耐用性综合排序（由高到低）

1. ‌蠕墨铸铁‌

‌耐用优势‌

石墨呈蠕虫状分布，兼具球墨铸铁的强度和灰铸铁的导热性，抗热疲劳性提升40%以上‌。

高温下组织稳定性强，连续使用中龟裂风险显著降低（对比灰铸铁寿命↑50%-80%）‌。

河铸重工实测案例：用于圆锭模时单模浇注次数突破300次，模耗降至3.5kg/t钢‌。

2. ‌球墨铸铁‌

‌耐用特性‌

球状石墨结构分散应力，抗拉强度达灰铸铁2倍以上（≥500MPa），抗变形能力突出‌。

韧性优异，抵抗钢水冲击性能好，但导热性略低于蠕墨铸铁（热导率低15%-20%）‌。

适用场景：需高抗冲击的中小型圆锭模，但大型模易因导热不均导致局部过热开裂‌。

3. ‌灰铸铁‌

‌经济性选择‌

成本低，工艺成熟，但片状石墨导致应力集中，热疲劳寿命仅为蠕墨铸铁的。

高温下易氧化生成微裂纹，连续浇注50次后模壁龟裂率超60%‌。

4. ‌合金钢（H13/8433系列）‌

‌特殊场景适用‌

耐温性能佳（工作温度＞600℃），但热膨胀系数高，频繁冷热交替易引发断裂‌。

更适用于压铸模具，圆钢锭模领域因成本高（单价为铸铁3-5倍）应用较少‌。

二、提升耐用性的关键工艺优化

1. ‌结构设计‌

采用‌波纹形模壁‌或‌凹面设计‌，减少热应力集中，延长裂纹萌生周期‌。

‌高径比（H/D）与锥度平衡‌：锥度1%-1.5%优化脱模流畅性，降低机械磨损‌。

2. ‌热处理强化‌

蠕墨铸铁经‌高温扩散+球化退火‌，消微观偏析，提升抗热冲击能力‌。

表面‌渗铝或铬化处理‌，形成氧化屏障，抑制高温氧化损耗‌。

3. ‌使用维护规范‌

浇注后模温降至280-330℃时进行‌氩气铁粉喷吹修复‌，填补表面微裂纹‌。

每10次浇注后‌退火处理‌，消除残余应力，延缓龟裂扩展‌。

三、选材建议

‌选蠕墨铸铁‌：适用于高频率浇注（＞200次需求）、大吨位圆锭（＞5吨）场景，综合寿命与经济性优‌。

‌替代方案‌

预算有限时：球墨铸铁+表面强化处理，寿命可达蠕墨铸铁的70%-80%‌。

高温环境（如不锈钢浇注）：短时选用H13模具钢，但需配合强制冷却系统‌。

四、 实测寿命对比（相同工况）

‌材质类型‌                 ‌平均浇注次数‌         ‌模耗（kg/t钢）‌‌                失效主因‌

蠕墨铸铁                   280-350次    3.2-3.8              模口变形（＞5mm）‌

球墨铸铁                    180-220次     4.5-5.2                    棱角热裂‌

灰铸铁        60-90次       8.0-10.5                      整体龟裂‌

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