Proces obróbki cieplnej i zapobieganie pęknięciom stali o wysokiej zawartości manganu

1. Jak zapobiegać pęknięciom odlewów ze stali wysokomanganowych?

Ze względu na każde główne ogniwo w produkcji odlewów ze staliwa o wysokiej zawartości manganu, należy podjąć środki zapobiegające pęknięciom w następujących aspektach.

1). Projekty konstrukcyjne odlewów:

Problemy konstrukcyjne, takie jak zbyt duża różnica grubości ścianek, niewłaściwe przejście grubości ścianki i zbyt małe przejście zaokrąglenia odlewów, są łatwe do powstania pęknięć. Dlatego projekt odlewu powinien być ściśle powiązany z procesem odlewania, aby uniknąć nieracjonalnego projektowania odlewów. Na przykład możesz zmienić sekcję „ plus ” na sekcję „T”.

2). Projekt procesu odlewania (w tym różne czynniki procesu i system wlewowy):

Najważniejszym czynnikiem w procesie odlewania jest elastyczność formy, a następnie nierozsądna konstrukcja piaskownicy. Na przykład wzmocnienie pudełka może zapobiegać kurczeniu się i powodować pęknięcia. Dlatego zbrojenie skrzynki musi znajdować się w pewnej odległości od odlewu i pionu.

Z uwagi na niewłaściwą konstrukcję układu wlewowego, wlewki wielowlewowe z zdecentralizowanymi prowadnicami często pękają na styku z wlewkiem utrudniając skurcz odlewu. Na szczególną uwagę zasługuje fakt, że na wejściu do wlewu odlewu lokalnie panuje wysoka temperatura i następuje ostateczne krzepnięcie. Ze względu na niedostateczne podawanie, naprężenia skurczowe powodują pękanie odlewu, dlatego generalnie na wlocie należy ustawić zasilanie wlewu.

3). Ustawienie pionu i agregatu chłodniczego dla odlewów ze stali o wysokiej zawartości manganu:

Nadlew z odlewów ze stali wysokomanganowych należy ustawiać na zasadzie niestosowania nadlewu zwykłego, ponieważ przy przecinaniu nadlewu płomieniem acetylenowym łatwo powstają pęknięcia. Dlatego lepiej jest używać podstopnic bocznych i podstopnic łatwych do cięcia, które zwykle wybija się młotkiem. Rura pionowa jest ustawiona do odlewu w celu zasilania gorącego punktu, dzięki czemu odlew nie spowoduje wnęki skurczowej i porowatości, co jest skutecznym środkiem zapobiegającym pęknięciom wewnętrznym. Jednak pion jest ustawiony na wytwarzanie gorącego punktu kontaktowego, a inne środki procesowe powinny być z nim odpowiednio skoordynowane. Jeśli zimne żelazo jest używane rozsądnie, można zapobiec pęknięciom wewnętrznym i pęknięciom zewnętrznym.

Chłód może regulować prędkość krzepnięcia każdej części odlewu i powodować wadę ruchu odlewu. Zakres podawania pionu można rozszerzyć, dopasowując go do pionu. Jednakże, jeśli zimne żelazo jest używane niewłaściwie, na przykład, gdy używane jest zimne żelazo z odkształceniem na zginanie, pęknięcia będą spowodowane nierównomierną szybkością krzepnięcia odlewu w nieodpowiednim zakresie długości zimnego żelaza. Duży odstęp między zimnymi żelazkami może również powodować pęknięcia. Odlewy ze stali wysokomanganowych są na to bardzo wrażliwe, dlatego należy zwrócić szczególną uwagę na projektowanie procesów.

4). Skład chemiczny i proces wytopu:

W stali wysokomanganowej największy wpływ na powstawanie pęknięć mają węgiel i fosfor. Im wyższa zawartość węgla, tym łatwiej odlew pęka.

Na uwagę zasługuje również wpływ rafinacji redukcyjnej stopionej stali na pękanie odlewów ze staliwa wysokomanganowego. W procesie wytapiania stali wysokomanganowej suma FeO plus MnO w żużlu powinna być ściśle kontrolowana, aby nie przekraczała 1,2 procent, ponieważ wraz ze wzrostem sumy FeO plus MnO w żużlu FeO plus MnO w stopiona stal również musi wzrosnąć, a opady na granicy ziaren po zestaleniu sprawią, że stal stanie się krucha.

Kontrolowanie temperatury zalewania i temperatury otwarcia jest również skutecznym środkiem zapobiegającym pękaniu odlewów ze staliwa o wysokiej zawartości manganu. Wraz ze wzrostem temperatury odlewania wzrasta naprężenie skurczowe odlewu, a co ważniejsze, grube ziarna i poważne ziarna słupkowe znacznie osłabiają wytrzymałość stali. Ponadto odlewów ze stali o wysokiej zawartości manganu nie należy pakować w pudełka, gdy są gorące i wystawione na działanie powietrza w celu nagłego ochłodzenia, ale należy je powoli schładzać w formie. W przypadku złożonych odlewów temperaturę należy obniżyć do około 200 stopni przed zapakowaniem w pudełko.

5). Proces obróbki cieplnej:

To, czy różnica temperatur między temperaturą pieca a temperaturą odlewu jest odpowiednia podczas załadunku, jest ważnym czynnikiem powstawania pęknięć. Po włożeniu odlewu do pieca należy wyrównać temperaturę przez 1 ~ 1,5 h, a następnie podgrzać, aby odlew powoli się nagrzał. Szybkość ogrzewania na etapie niskiej temperatury (poniżej 650 stopni) jest kluczem do pęknięcia. Ogólnie rzecz biorąc, szybkość ogrzewania bardziej złożonych odlewów nie powinna przekraczać 50 stopni / h, w przeciwnym razie odlewy są łatwe do pęknięcia.

2. Jak przeprowadzić obróbkę cieplną stali wysokomanganowej?

1). Cel obróbki cieplnej roztworu do odpornych na zużycie odlewów ze stali o wysokiej zawartości manganu:

Może wyeliminować węgliki w ziarnie i na granicy ziaren w strukturze odlewu, uzyskać jednofazową strukturę austenitu, poprawić wytrzymałość i wiązkość stali o wysokiej zawartości manganu oraz rozszerzyć zakres jej zastosowania. Aby wyeliminować węglik w jego odlanej strukturze, stal musi zostać podgrzana do temperatury powyżej 1040 stopni i utrzymywana w cieple przez odpowiedni czas, aby jej węglik stał się całkowicie stałym roztworem w austenicie jednofazowym, a następnie szybko schłodzony w celu uzyskania stałego austenitu struktura rozwiązania. Ta obróbka cieplna roztworu jest również nazywana obróbką hartowania wodnego.

Istnieje wiele węglików wytrąconych w odlanej strukturze hartowanej wodą, odpornej na zużycie stali o wysokiej zawartości manganu, więc jej wytrzymałość jest niska i łatwo pęka podczas użytkowania.

A). Temperatura hartowania wodnego:

Temperatura hartowania wodnego zależy od składu stali wysokomanganowej. Ogólnie rzecz biorąc, stal o wysokiej zawartości manganu o wysokiej zawartości węgla lub wysokiej zawartości stopów w temperaturze 1050 ~ 1100 stopni powinna przyjmować górną granicę temperatury hartowania wodą, taką jak stal ZGMn13 i stal GXl20Mn17. Jednak zbyt wysoka temperatura hartowania wodnego doprowadzi do silnego odwęglenia powierzchni odlewu i sprzyja szybkiemu wzrostowi ziaren stali o wysokiej zawartości manganu, co wpłynie na właściwości użytkowe stali o wysokiej zawartości manganu.

B). Szybkość ogrzewania:

Przewodność cieplna stali o wysokiej zawartości manganu jest gorsza niż zwykłej stali węglowej. Odlewy ze staliwa wysokomanganowego podlegają dużym naprężeniom i łatwo pękają podczas nagrzewania. Dlatego szybkość nagrzewania należy określić w zależności od grubości ścianki i kształtu odlewów. Ogólnie rzecz biorąc, cienkościenne proste odlewy można nagrzewać z większą szybkością; Odlewy grubościenne należy nagrzewać powoli. Aby zmniejszyć odkształcenia lub pękanie odlewów podczas ogrzewania, w produkcji często stosuje się proces konserwacji cieplnej z wyprzedzeniem około 650 stopni w celu zmniejszenia wewnętrznej i zewnętrznej różnicy temperatur odlewów grubościennych, ujednolicenia temperatury w piecu, a następnie szybko wzrosnąć do temperatury twardości wody.

C). Czas utrzymywania temperatury:

Czas utrzymywania zależy głównie od grubości ścianki odlewu, aby zapewnić całkowite rozpuszczenie węglików w strukturze odlewu i homogenizację austenitu. Zasadniczo czas zachowania ciepła można obliczyć na podstawie zachowania ciepła lh grubości ścianki odlewu 25 mm.

Chłodzenie:

Proces chłodzenia ma ogromny wpływ na właściwości i mikrostrukturę odlewów.

Podczas hartowania wodą temperatura odlewu przed wejściem do wody musi wynosić powyżej 950 stopni, aby zapobiec ponownemu wytrącaniu się węglika.

Wielozadaniowy piec do obróbki cieplnej na wózkach do obróbki cieplnej stali o wysokiej zawartości manganu. Automatyczne hartowanie w koszu przechylnym lub wiszącym jest powszechnie stosowane do wlewania wody. Ten pierwszy łatwo powoduje deformację dużych części i cienkościennych części o skomplikowanym kształcie, a także trudno jest wyjąć odlewy z jeziorka po hartowaniu; Ten ostatni jest wygodny do wyjęcia odlewu po hartowaniu, ale zużycie wiszącego kosza jest duże.

2).Jak odlewana obróbka cieplna odpadów odlewów ze stali wysokomanganowych odpornych na zużycie:

W celu skrócenia cyklu obróbki cieplnej, ponieważ odlewane ciepło odpadowe może być wykorzystane do hartowania wodnego stali wysokomanganowych. Proces przebiega następująco: odlew jest wyjmowany z formy w temperaturze 1100 ~ 1180 stopni. Po usunięciu rdzenia i oczyszczeniu piaskiem temperaturę odlewu pozostawia się do ostygnięcia do 900 ~ 1000 stopni, a następnie umieszcza się go w piecu nagrzanym do 1050 ~ 1080 stopni w celu zachowania ciepła przez 3 ~ 5 godzin przed schłodzeniem wodą. Proces obróbki cieplnej jest uproszczony, ale operacja produkcyjna jest trudna.

3). Obróbka cieplna wzmacniająca wydzieleniowa odlewów ze staliwa wysokomanganowego odpornych na zużycie:

Celem utwardzania wydzieleniowego obróbki cieplnej żaroodpornej stali wysokomanganowej jest uzyskanie określonej ilości i wielkości rozproszonych cząstek drugiej fazy węglików w stali wysokomanganowej metodą obróbki cieplnej na podstawie dodatku odpowiednich pierwiastków węglikotwórczych (takich jak molibden, wolfram, wanad, tytan, niob i chrom), wzmacniają osnowę austenityczną i poprawiają odporność stali wysokomanganowej na ścieranie. Ten rodzaj obróbki cieplnej jest kosztowny, a proces jest złożony.