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      Mn13耐磨板

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      Mn13耐磨板廠家介紹Mn13高錳鋼熱處理工藝研?
      Mn13高錳鋼的鑄態組織中除奧氏體相外,還有析出的碳化物。為獲得高韌性,必須予以熱處理,以消除鑄態組織中晶內和晶界上的碳化物。Mn13高錳鋼的含碳量通常為1.3%左右,要消除其鑄態組織的碳化物,需將鋼加熱到1000℃以上,并保溫適當時間,使其碳化物完全溶解,隨后迅速冷卻,這種熱處理通常稱為水韌處理。水韌溫度取決于鑄鋼成分,通常為1000~1100℃。過高的水韌溫度會導致鑄件表面嚴重脫碳,而且奧氏體晶粒中和晶界上將析出共晶碳化物。由于共晶碳化物是不能通過重新熱處理來消除的脆性相,應盡量避免產生。

      Mn13高錳鋼鑄件在入爐之前,鑄件表面的粘砂、披縫和澆注冒口要清理干凈。粘砂對鑄件加熱或冷卻都有隔熱作用,使鑄件加熱和入水后的冷卻不均勻,嚴重粘砂會降低鑄件入水后的冷卻速度,造成晶界碳化物重新析出。披縫較薄,在熱處理加熱時會產生脫碳,水淬后轉變成馬氏體,馬氏體相變體積膨脹,Mn13耐磨板生產流程可能會使鑄件基體受到拉應力而開裂。Mn13高錳鋼導熱系數低,100℃以下為碳鋼的1/4~1/6,600℃時為碳鋼的1/2~5/7。高錳鋼的熱膨脹系數大,為碳鋼的2倍,500℃以上時更大。雖然鑄件在低溫加熱過程中無相變應力產生,但加熱到300℃以上后會出現晶內和晶界上脆性碳化物增多的現象,有時會發生珠光體轉變。Mn13高錳鋼轍叉結構復雜,同一鑄件壁厚相差懸殊,鑄件本身存在不小的鑄造應力。在熱處理的加熱或冷卻過程中不同部位存在較大的溫差,會產生熱應力。這樣,熱應力和鑄造應力疊加,使轍叉產生裂紋。因此,必須控制Mn13高錳鋼轍叉的入爐溫度和加熱速度。

      Mn13耐磨板生產廠家生產的Mn13高錳鋼轍叉的熱處理分冷轍叉處理和熱轍叉處理。對于熱轍叉,如果裝入同一窯的所有轍叉的裝窯溫度基本和窯溫一致,則這種工藝可以節約能源,提高效率。但在實際生產中裝窯溫度很難與窯溫一致,且相差較大,主要原因有:不同爐次的轍叉開箱水爆后在同一窯中進行熱處理,造成同一窯中轍叉的初始溫度不同;由于連續生產,每天窯的初始溫度也不盡相同;季節性的溫度變化導致轍叉與窯的溫度變化較大;轍叉在窯內的排序不同會造成一定的溫差。這樣導致轍叉與爐窯存在較大溫差,導致轍叉在水韌處理后開裂。冷轍叉的裝窯溫度降到室溫,熱轍叉的裝窯溫度降到150℃。兩種轍叉入窯后都均溫1.0~1.5h后再升溫。在650℃以下升溫時,由于高錳鋼晶界和晶內會析出碳化物,有時還會發生珠光體轉變,因此升溫速度要慢。改進后的工藝中,冷、熱兩種轍叉從150℃升溫到650℃時,升溫速度均為90℃/h,冷轍叉在150℃以下升溫速度要降到70℃/h。此外,在650℃以下升溫時,升溫速度隨高錳鋼中C、P含量增加而放慢,這是因為C、P含量與熱處理時加熱裂紋密切相關。升溫到650~700℃時,要保溫1~2h,目的是使轍叉溫度均勻,消除鑄造應力。溫度大于650℃,超過了高錳鋼的彈性變形溫度,高錳鋼由彈性狀態進入塑性狀態,而且脆性碳化物逐漸溶解到奧氏體中,鋼的強度和塑性得到改善,加上保溫處理,鑄造應力得到消除。因此隨后可以快速升溫。

      TB/T447-2004規定對不含其他合金元素高錳鋼轍叉的水韌處理溫度為1000~1100℃。滲碳體型的碳化物溶解過程是碳從碳化物中向奧氏體中擴散,原來滲碳體相的鐵原子自擴散并形成面心立方的奧氏體。(Fe,Mn)3C型碳化物中的碳原子和其他原子作用力較弱,擴散過程容易進行,溶解速度較快,加熱到1000℃,(Fe,Mn)3C即可全部分解。為了加速分解、溶解和擴散,促進成分均勻化,固溶溫度選為1050~1100℃。溫度超過1050℃時,奧氏體晶粒已開始長大。當溫度達到1120℃時,奧氏體晶粒長大明顯。溫度大于1150℃時,晶粒粗大,出現過熱組織。在1100℃奧氏體轉變完全,晶粒細小,碳化物彌散其中,并有較好的力學性能。而水韌溫度為1150℃時,晶粒有變大趨勢。保溫時間只要能使碳化物充分溶解、成分基本均勻即可,過長的保溫時間對力學性能無益。

      冷卻的目的是得到過冷奧氏體,即把高溫奧氏體組織保留到常溫。為保持碳化物完全溶解和獲得穩定的奧氏體組織,必須從Mn13高錳鋼奧氏體化溫度快速冷卻。Mn13高錳鋼經高溫保溫后,要以盡量快的速度冷卻,以使高溫時得到的單相奧氏體組織保持到常溫。

      Mn13高錳鋼轍叉產生裂紋的幾率與其在窯爐中的位置大有關系,且不同的位置均有可能產生裂紋,無論是中間位置,還是頂部和邊緣位置。此外,相同層次不同結構的轍叉出現裂紋的幾率也不一樣。復雜型結構轍叉比單開轍叉出現裂紋的幾率要大,這是因為復雜型結構復雜,鑄造殘留應力大,同時,不同部位溫差也大。

      通過均衡入爐溫度、降低加熱速率及合理安排碼放位置等,經(1050~1100)℃×2h固溶,可有效地減少裂紋的產生,提高了Mn13高錳鋼力學性能及產品質量。


       

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