水平连铸是现代各大钢(管)厂生产各类型钢的主要方法,结晶器铜合金内套是水平连铸设备中最为关键的易耗部件。在使用过程中由于铜套表面直接与1475～1570℃的高温钢液接触,内表面工作条件极其恶劣,易产生多种形式的失效,失效的主要形式是产生热裂纹、磨损、剥落、划伤和腐蚀等。铜套的质量高低直接影响炼钢的效率、效益及劳动强度。自上世纪八十年代水平连铸技术快速发展以来,国内外一些钢铁企业及研究单位,为了提高结晶器铜合金内套的使用寿命,主要从提高铜合金内套的材料质量及其表面强化、表面改性二个方面进行了大量研究工作。本文结合国内某大型钢厂生产中存在的问题,在对结晶器铜合金内套的失效形式、机制进行较全面分析研究的基础上,对材料CuCo2Be内套合金进行热处理工艺优化试验及对铜合金内套进行表面改性—电弧喷涂强化工艺试验。研究结果表明:(1)造成铜套失效的主要原因为内部出现划痕、掉块及热裂纹。划痕及掉块的形成与材料的材质有关,前者主要由有刮损机制形成,后者主要由刮损机制和黏着机制共同作用形成;热裂纹的形成与晶界存在低熔点化合物有关,在热应力作用下主要形成横向热裂纹。铜套过快失效的主要原因不仅与合金中含杂质多有关,还与铸造、锻造造成的组织缺陷,导致高温性能下降有关。(2)新制备的CuCo2Be合金经960℃×1.5h固溶+30%冷变形+480℃×4h时效可获得较佳的综合性能。此工艺条件下合金的室温布氏硬度为HB256,导电率e达到48.75%IACS,σ_s和δ分别为800MPa、17%,σ_b达到859MPa,软化温度为540℃,拉伸断口由大量的韧窝和少量细小化合物组成,属于韧性断裂;(3)在喷涂空气压力不变的情况下,喷涂电压35V,喷涂电流140A,喷涂距离150mm,涂层结合强度达到34.1MPa,热震41次后涂层没有出现裂纹或剥落,微观组织呈层状结构特征,涂层的显微硬度390.65HV,具有较好的结合强度和耐热性能。