A magas mangántartalmú acél hőkezelési folyamata és repedésmegelőzése

1. Hogyan lehet megelőzni a repedéseket a magas mangántartalmú acélöntvényekben?

Tekintettel a magas mangántartalmú acélöntvények gyártásának minden fő láncszemére, a repedések elkerülése érdekében a következő szempontok szerint kell intézkedéseket tenni.

1). Öntvények szerkezeti kialakítása:

Az öntvények szerkezeti problémái, mint például a túl nagy falvastagság-különbség, a falvastagság nem megfelelő átmenete és a túl kicsi sajtátmenet könnyen repedéseket okoznak. Ezért az öntési tervezést szorosan össze kell kapcsolni az öntési folyamattal, hogy elkerüljük az ésszerűtlen öntési tervezést. Például megváltoztathatja a " plusz " részt "T" szakaszra.

2). Öntési folyamat tervezése (beleértve a különböző folyamattényezőket és a kapurendszert):

Az öntési folyamatban a legfontosabb tényező a forma rugalmassága, ezt követi a homokozó ésszerűtlen kialakítása. Például a doboz megerősítése megakadályozhatja a zsugorodást és repedéseket okozhat. Ezért a doboz megerősítésének bizonyos távolságra kell lennie az öntvénytől és a felszállótól.

A kapurendszer nem megfelelő kialakítása miatt a többszörös, decentralizált vezetős nyílások gyakran megrepednek az öntvény zsugorodása akadályozása miatt a nyílásnál. Külön kiemelendő, hogy az öntvény bejáratánál magas a helyi hőmérséklet és megtörténik a végső megszilárdulás. Az elégtelen betáplálás miatt a zsugorodási feszültség az öntvény megrepedését okozza, ezért általában felszálló betáplálást kell beállítani a nyíláson.

3). A felszálló és a hűtő beállítása magas mangántartalmú acélöntvényekhez:

A magas mangántartalmú acélöntvények felszállóját úgy kell beállítani, hogy ne használjunk közönséges felső emelőt, mert könnyen repedések keletkeznek, ha a felszállót acetilén lánggal vágják. Ezért jobb oldalsó és könnyen vágható emelőket használni, amelyeket általában kalapáccsal ütnek le. A felszállócső úgy van beállítva, hogy az öntvény táplálja a forró pontot, így az öntvény nem hoz létre zsugorodási üreget és porozitást, ami hatékony intézkedés a belső repedések megelőzésére. A felszálló vezeték azonban úgy van beállítva, hogy érintkezési forró pontot hozzon létre, és az egyéb folyamatintézkedéseket megfelelően össze kell hangolni vele. Ha a hideg vasat ésszerűen használjuk, a belső repedés megelőzhető, és nem keletkezik külső repedés.

A hűtés beállíthatja az öntvény egyes részeinek megszilárdulási sebességét, és elmozdíthatja az öntvény hibáját. A felszálló ág adagolási tartománya a felszállóhoz való illesztéssel bővíthető. Ha azonban a hideg vasat nem megfelelően használják, például hajlító alakváltozással rendelkező hideg vasat használnak, az öntvény egyenetlen megszilárdulási sebessége miatt repedések keletkeznek a nem megfelelő hidegvas hossztartományon belül. A hideg vasalások közötti nagy időköz repedéseket is okozhat. A nagy mangántartalmú acélöntvények erre nagyon érzékenyek, ezért különös figyelmet kell fordítani a folyamattervezésre.

4). Kémiai összetétel és olvasztási folyamat:

A magas mangántartalmú acélban a szén és a foszfor befolyásolja a legnagyobb mértékben a repedésképződést. Minél magasabb a széntartalom, annál könnyebben reped meg az öntvény.

Figyelmet kell fordítani az olvadt acél redukciós finomításának a magas mangántartalmú acélöntvények repedésére gyakorolt ​​hatására is. A magas mangántartalmú acél olvasztása során szigorúan ellenőrizni kell, hogy a salakban a FeO plusz MnO összege ne haladja meg az 1,2 százalékot, mert a salakban lévő FeO plusz MnO összegének növekedésével a FeO plusz MnO a salakban. az olvadt acél mennyiségének is növekednie kell, és a megszilárdulás után a szemcsehatáron lehulló csapadék törékennyé teszi az acélt.

Az öntési hőmérséklet és a nyitási hőmérséklet szabályozása szintén hatékony intézkedés a magas mangántartalmú acélöntvények repedéseinek megelőzésére. Az öntési hőmérséklet emelkedésével nő az öntvény zsugorodási feszültsége, és ami még fontosabb, a durva szemcsék és a súlyos oszlopos szemcsék nagymértékben gyengítik az acél szilárdságát. Ezen túlmenően a magas mangántartalmú acélöntvényeket nem szabad dobozba helyezni, amikor azok forróak, és hirtelen lehűlés céljából levegőnek vannak kitéve, hanem lassan kell lehűteni őket a formában. Összetett öntvényeknél a hőmérsékletet körülbelül 200 fokra kell csökkenteni a dobozba helyezés előtt.

5). A hőkezelési folyamat:

A repedésképződés szempontjából fontos tényező, hogy a kemence hőmérséklete és az öntvény közötti hőmérsékletkülönbség megfelelő-e a töltés során. Az öntvény kemencébe helyezése után a hőmérsékletet 1-1,5 órára ki kell egyenlíteni, majd fel kell melegíteni, hogy az öntvény lassan felmelegedjen. Az alacsony hőmérsékletű (650 fok alatti) fűtési sebesség a repedés kulcsa. Az összetettebb öntvények fűtési sebessége általában nem haladhatja meg az 50 fok/h értéket, különben az öntvények könnyen repedhetnek.

2. Hogyan kell elvégezni a magas mangántartalmú acél hőkezelését?

1). A kopásálló, magas mangántartalmú acélöntvények oldatos hőkezelésének célja:

Kiküszöbölheti a karbidokat a szemcsékben és a szemcsehatáron az öntött szerkezetben, egyfázisú ausztenit szerkezetet kaphat, javíthatja a magas mangántartalmú acél szilárdságát és szívósságát, és kiterjesztheti alkalmazási körét. A keményfém öntött szerkezetében történő eltávolítása érdekében az acélt 1040 fok fölé kell melegíteni, és megfelelő ideig melegen kell tartani, hogy a keményfém egyfázisú ausztenitben teljesen megszilárduljon, majd gyorsan le kell hűteni az ausztenit szilárd anyag előállításához. megoldás szerkezete. Ezt az oldatos hőkezelést vízkeményítő kezelésnek is nevezik.

A vízzel edzett, kopásálló, magas mangántartalmú acél öntött szerkezetében sok karbid válik ki, így szívóssága alacsony, használat közben könnyen törhető.

A). A vízkeményítő kezelés hőmérséklete:

A vízszilárdítási hőmérséklet a magas mangántartalmú acél összetételétől függ. Általában a magas széntartalmú vagy magas ötvözettartalmú, 1050-1100 fokos magas mangántartalmú acélnak a vízedzés hőmérsékletének felső határát kell vennie, mint például a ZGMn13 acél és a GXl20Mn17 acél. A túl magas vízszilárdítási hőmérséklet azonban az öntvényfelület súlyos dekarbonizációjához vezet, és elősegíti a magas mangántartalmú acélszemcsék gyors növekedését, ami befolyásolja a magas mangántartalmú acél üzemi teljesítményét.

B) Fűtési sebesség:

A magas mangántartalmú acél hővezető képessége rosszabb, mint a közönséges szénacélé. A magas mangántartalmú acélöntvények nagy igénybevételnek vannak kitéve, és melegítés közben könnyen repednek. Ezért a fűtési sebességet az öntvények falvastagságának és alakjának megfelelően kell meghatározni. Általában a vékony falú egyszerű öntvények gyorsabban hevíthetők; A vastag falú öntvényeket lassan kell felmelegíteni. Az öntvények hevítés közbeni deformációjának vagy repedésének csökkentése érdekében a gyártás során gyakran használják a körülbelül 650 fokos hőmegőrzési folyamatot a vastagfalú öntvények belső és külső hőmérséklet-különbségének csökkentésére, a kemence hőmérsékletének egyenletessé tételére, majd gyorsan emelje fel a vízállósági hőmérsékletet.

C) Hőmérséklettartási idő:

A tartási idő elsősorban az öntvény falvastagságától függ, hogy biztosítsa a karbidok teljes kioldódását az öntött szerkezetben és az ausztenit homogenizálását. Általában a hőmegőrzési időt a 25 mm-es öntvényfal vastagságának hőmegőrzése lh alapján lehet kiszámítani.

D) Hűtés:

A hűtési folyamat nagyban befolyásolja az öntvények tulajdonságait és mikroszerkezetét.

A vízszilárdítás során az öntvény vízbe lépése előtti hőmérsékletének 950 fok felett kell lennie, hogy megakadályozzuk a keményfém kicsapódását.

Többcélú kocsi típusú hőkezelő kemence magas mangántartalmú acél vízedző kezeléséhez. Az öntvényvíz bevezetésére általában az automatikus dönthető vagy függő kosárhűtést használják. Előbbi könnyen deformációt okoz a nagyméretű, összetett alakú vékonyfalú részeken, és az öntvények oltás után nehezen kiemelhető a medencéből; Utóbbit kényelmes kioltás után kivenni az öntvényből, de a függőkosár fogyasztása nagy.

2) Kopásálló, magas mangántartalmú acélöntvények hulladék-hőkezeléseként:

A hőkezelési ciklus lerövidítése érdekében az öntött hulladékhő felhasználható magas mangántartalmú acélok vízedzéses kezelésére. A folyamat a következő: az öntvényt 1100-1180 fokon kivesszük a formából. A mag eltávolítása és a homoktisztítás után az öntési hőmérsékletet hagyjuk lehűlni 900-1000 fokra, majd a vízhűtés előtt 1050-1080 fokra felmelegített kemencébe helyezzük hőmegőrzés céljából 3-5 órára. A hőkezelési folyamat leegyszerűsödik, de a gyártási művelet nehézkes.

3) Kopásálló, magas mangántartalmú acélöntvények csapadékerősítő hőkezelése:

A kopásálló, nagy mangántartalmú acél csapadékerősítő hőkezelésének célja, hogy a magas mangántartalmú acélban meghatározott mennyiségű és méretű diszpergált karbid második fázis részecskéket nyerjünk hőkezelési módszerrel megfelelő keményfémképző elemek (pl. molibdén, stb.) hozzáadása alapján. volfrám, vanádium, titán, nióbium és króm), erősítik az ausztenites mátrixot és javítják a magas mangántartalmú acél kopásállóságát. Ez a fajta hőkezelés költséges és a folyamat összetett.