Предотвращение трещин в стали с высоким содержанием марганца и процесс термообработки

1. Как предотвратить появление трещин в отливках из стали с высоким содержанием марганца

1). Конструктивное проектирование отливок

Структурные проблемы, такие как слишком большая разница в толщине стенок отливок, неправильный переход толщины стенок и слишком маленький переход галтелей отливок, склонны к образованию трещин.Поэтому проектирование литья должно быть тесно связано с процессом литья, чтобы избежать необоснованного проектирования литья.Например, вы можете изменить поперечное сечение «+» на Т-образное сечение и т. д.

2). Проектирование процесса литья (включая различные технологические факторы и систему разливки)

Среди различных факторов процесса литья наиболее важным является уступка литейной формы, за которой следует необоснованная конструкция песочницы.Например, усиление коробки может вызвать трещины, если оно препятствует усадке.Поэтому между арматурой короба и отливками и стояками должно быть определенное расстояние.

При неправильной конструкции литниковой системы несколько вставок, введенных отдельно, часто трескаются в месте соединения с литниками, поскольку препятствуют усадке отливки.Следует, в частности, отметить, что на входе в отливку местная температура высока и она окончательно затвердевает.Поскольку недостаточная подача не достигается, усадочное напряжение приводит к растрескиванию отливки, поэтому подача стояка обычно осуществляется у впускного отверстия.

3). Настройки стояка и охладителя для отливок из стали с высоким содержанием марганца

Установка стояков для отливок из стали с высоким содержанием марганца основана на принципе отказа от использования обычных верхних стояков, поскольку при резке стояков ацетиленовым пламенем легко вызвать трещины.Поэтому лучше всего использовать боковые и легко обрезаемые стояки.Стояки обычно снимают молотком.Отливки снабжены стояками для подачи горячих соединений, чтобы в отливках не образовывались усадочные полости и усадочная пористость.Это эффективная мера предотвращения внутренних трещин.Однако установка стояка также приводит к образованию контактных горячих соединений, и с ней необходимо правильно согласовывать другие технологические мероприятия.Если холодное железо используется рационально, оно может предотвратить внутренние и внешние трещины.

Холодный утюг может регулировать скорость затвердевания каждой части отливки и вызывать перемещение дефектов отливки.Сотрудничая со стояком, он может расширить диапазон подачи стояка.Однако неправильное использование холодного чугуна, например, использование изогнутого и деформированного холодного чугуна, часто приводит к появлению трещин в отливке из-за неравномерной скорости затвердевания в пределах неподходящего диапазона длины холодного чугуна.Большие интервалы между холодными утюгами также могут стать причиной появления трещин.Отливки из высокомарганцовистой стали очень чувствительны к этому, поэтому проектированию процесса следует уделять особое внимание.

4). Химический состав и процесс плавки

В стали с высоким содержанием марганца наибольшее влияние на образование трещин оказывают углерод и фосфор.Чем выше содержание углерода, тем больше вероятность растрескивания отливки.

Следует также обратить внимание на влияние восстановления и рафинирования расплавленной стали на трещины в отливках из стали с высоким содержанием марганца.В процессе выплавки высокомарганцевой стали сумму FeO+MnO в шлаке следует строго контролировать, чтобы она не превышала 1,2%, поскольку по мере увеличения суммы FeO+MnO в шлаке содержание FeO+MnO в расплавленной стали должно также увеличить.Выпадение осадков на границах зерен сделает сталь хрупкой.

Контроль температуры заливки и температуры распаковки также является эффективной мерой предотвращения образования трещин в отливках из стали с высоким содержанием марганца.С повышением температуры заливки усадочное напряжение отливки увеличивается.Что еще более важно, зерна становятся грубыми, а столбчатые кристаллы становятся серьезными, что значительно ослабляет прочность стали.Кроме того, отливки из стали с высоким содержанием марганца не следует упаковывать в раскаленном состоянии, а отливки следует подвергать воздействию воздуха для быстрого охлаждения.Вместо этого их следует медленно охлаждать в форме.Для сложных отливок перед упаковкой температуру следует снизить примерно до 200°C.

5). Процесс термообработки

Правильная ли разница температур между температурой печи и отливкой при загрузке печи является важным фактором возникновения трещин.После того, как отливка помещена в печь, перед нагревом ее следует равномерно прогреть в течение 1–1,5 часов, чтобы отливка могла нагреваться медленно.Скорость нагрева при низкой температуре (ниже 650°С) является ключом к образованию трещин.Обычно скорость нагрева более сложных отливок не должна превышать 50°С/ч, в противном случае отливки склонны к растрескиванию.

2.Как выполнить термическую обработку высокомарганцовистой стали

1). Назначение термообработки на твердый раствор отливок из износостойкой высокомарганцовистой стали:

Карбиды внутри зерен и границ зерен в литой структуре устраняются для получения однофазной аустенитной структуры, что повышает прочность и ударную вязкость высокомарганцовистой стали и расширяет область ее применения.Чтобы удалить карбиды из литой структуры, сталь необходимо нагреть до температуры выше 1040°C и выдержать соответствующее время, чтобы карбиды полностью растворились в однофазном аустените, а затем быстро охладить до получения твердого раствора аустенита. состав.Эту термическую обработку на раствор также называют обработкой закалки воды.

В литой структуре водозакаленной износостойкой высокомарганцовистой стали содержится большое количество выделенных карбидов, поэтому ее вязкость невысока и ее легко сломать в процессе эксплуатации.

A.Температура обработки воды ужесточением

Температура водной закалки зависит от состава высокомарганцовистой стали.Обычно это 1050~1100℃.Сталь с высоким содержанием марганца с высоким содержанием углерода или высоким содержанием легированных сплавов должна иметь верхний предел температуры закалки в воде, например, сталь ZGMnl3 и сталь GXl20Mnl7.Однако чрезмерно высокая температура закалки в воде приведет к сильному обезуглероживанию поверхности отливки и к быстрому росту зерен стали с высоким содержанием марганца, влияя на характеристики стали с высоким содержанием марганца.

B.Степень нагрева

Сталь с высоким содержанием марганца имеет меньшую теплопроводность, чем обычная углеродистая сталь.Отливки из стали с высоким содержанием марганца подвергаются большим нагрузкам и склонны к растрескиванию при нагревании.Поэтому скорость нагрева следует определять в зависимости от толщины стенок и формы отливки.Обычно тонкостенные простые отливки можно нагревать быстрее, а толстостенные следует нагревать медленно.Чтобы уменьшить деформацию или растрескивание отливок в процессе нагрева, на производстве часто применяют процесс предварительного нагрева до температуры около 650°С, чтобы уменьшить разницу температур внутри и снаружи толстостенных отливок, сделать температуру в печь однородна, а затем быстро поднять ее до температуры жесткости воды.

C.Сохранение времени

Время выдержки в основном зависит от толщины стенок отливки, обеспечивающей полное растворение карбидов в структуре отливки и гомогенизацию аустенита.Обычно время сохранения тепла можно рассчитать, исходя из толщины стенки отливки 25 мм и 1 часа сохранения тепла.

D.Остывать

Процесс охлаждения оказывает большое влияние на эксплуатационные показатели и организационное состояние отливок.

Во время обработки водой температура отливки перед попаданием в воду должна быть выше 950°C, чтобы предотвратить повторное осаждение карбидов.

Универсальная печь для термообработки тележного типа используется для закалки стали с высоким содержанием марганца.При попадании отливок в воду обычно используются методы автоматического опрокидывания или закалки в подвесной корзине.Первые легко могут вызвать деформацию крупных деталей и тонкостенных деталей сложной формы, а также затруднить вынимание отливок из ванны после закалки.Последнюю легко вынимать отливки после закалки, но подвесная корзина отнимает много денег.

2). Термическая обработка отливок из отливок из износостойкой высокомарганцовистой стали:

Чтобы сократить цикл термообработки, отходящее тепло литья можно использовать для упрочнения стали с высоким содержанием марганца.Процесс происходит следующим образом: отливку вынимают из формы при температуре 1100~1180°С.После удаления стержня и очистки песка температуре отливки дают остыть до 900–1000°C, а затем помещают в печь, нагретую до 1050–1080°C, и выдерживают в течение 3–5 часов.После водяного охлаждения.Такой процесс обработки упрощает процесс термообработки, но возникают определенные трудности в производственных операциях.

3). Дисперсионно-упрочняющая термообработка износостойких отливок из высокомарганцовистой стали:

Целью дисперсионно-упрочняющей термической обработки износостойкой высокомарганцевой стали является получение определенного количества и размера высокомарганцевой стали путем термической обработки на основе добавления соответствующего количества карбидообразующих элементов (таких как молибден, вольфрам, ванадий, титан, ниобий и хром).Дисперсное распределение частиц второй фазы карбидов упрочняет аустенитную матрицу и повышает износостойкость высокомарганцовистой стали.Этот метод термообработки дороже и процесс сложнее.