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1.耐磨高錳鋼鑄件的固溶熱處理——水韌處理耐磨高錳鋼的鑄態(tài)組織中有大量析出的碳化物,,因而其韌度較低,,使用中易斷裂。
高錳鋼鑄件固溶熱處理的主要目的,,是消除鑄態(tài)組織中晶內(nèi)和晶界上的碳化物,,得到單相奧氏體組織,提高高錳鋼的強度和韌度,,擴大其應(yīng)用范圍,。耐磨鋼
要消除其鑄態(tài)組織的碳化物,須將鋼加熱至1040,。C以上,,并保溫適當(dāng)時間,使其碳化物固溶于單相奧氏體中,,隨后快速冷卻得到奧氏體固溶體組織,。這種固溶熱處理又稱為水韌處理。
(1)水韌處理的溫度:水韌溫度取決于高錳鋼成分,,通常為1050~1100,。C。含碳量高或者合金含量高的高錳鋼應(yīng)取水韌溫度的上限,,如ZGMnl3鋼和GXl20Mnl7鋼,。但過高的水韌溫度會導(dǎo)致鑄件表面嚴重脫碳,并促使高錳鋼的晶粒迅速長大,,影響高錳鋼的使用性能,。圖ll-25為高錳鋼在1100。C保溫2h后鑄件表面碳和錳元素的變化,。
-(2)加熱速率:高錳鋼比一般碳鋼的導(dǎo)熱性差,,高錳鋼鑄件在加熱時應(yīng)力較大而易開裂,因此其加熱速率應(yīng)根據(jù)鑄件的壁厚和形狀而定,。一般薄壁簡單鑄件可采用較快速率加熱,;厚壁鑄件則宜緩慢加熱,。為減少鑄件在加熱過程中變形或開裂,生產(chǎn)上常采用預(yù)先在650,。C左右保溫,,使厚壁鑄件內(nèi)外溫差減小,爐內(nèi)溫度均勻,,之后再快速升到水韌溫度的處理工藝,。圖ll—26為典型高錳鋼件的熱處理工藝規(guī)范。
(3)保溫時間:保溫時間主要取決于鑄件壁厚,,以確保鑄態(tài)組織中的碳化物溶解和奧氏體的均勻化,。通常保溫時間可按鑄件壁厚25mm保溫lh計算。圖ll—27為保溫時間對高錳鋼表面脫碳層深度的影響,。
(4)冷卻:冷卻過程對鑄件的性能指標及組織狀態(tài)有很大的影響,。圖11—28為不同冷卻條件下高錳鋼的組織。
水韌處理時鑄件入水前的溫度在950,。C必上,,以免碳化物重新析出。為此,,鑄件從出爐到A水時間不應(yīng)超過30s,;水溫保持在30。C以下.淬火后**水溫不超過60,。C,。水溫對高錳鋼力學(xué)性能的影響見表11—17,水溫較高時高錳鋼的力學(xué)性能顯著下降,。水韌處理時水量須達到鑄件和吊欄重量的8倍以上,,若用非循環(huán)水需定期增加水量.**使用水質(zhì)干凈的循環(huán)水或采用壓縮空氣攪動池水。用吊籃吊淬時,,可采用擺動吊籃的方式加速鑄件的冷卻,。
高錳鋼水韌處理多用臺車式.熱處理爐。鑄件人水常用自動傾翻或吊籃吊淬方式,。前者對大件及形狀復(fù)雜的薄壁件易引起變形,,淬火后鑄件從水池中取出也較為困難;后者淬火后取出鑄件方便,,但吊籃消耗大,。
2•耐磨高錳鋼鑄件的鑄態(tài)余熱熱處理 為縮短熱處理周期,可利用鑄態(tài)余熱進行高錳鋼水韌處理,。其工藝為:鑄件于ll00~1180,。C時自鑄型中取出,經(jīng)除芯清砂后,,鑄件溫度允許冷卻到900~1000,。C,然后裝入加熱到l050,。1080,。C的爐內(nèi)保溫3~5h后水冷。該處理工藝簡化了熱處理工藝,,減少了鑄件在型內(nèi)的冷N啪3,但ue產(chǎn)操作上有一定難度,。表11—18為不同熱處理工藝的高錳鋼試樣的力學(xué)性能。
3.耐磨高錳鋼鑄件的沉淀強化熱處理 耐瞎高錳鋼沉淀強化熱處理的目的,,是在加入適量碳化物形成元素(如鉬,、鎢、釩,、鈦,、鈮和鉻)的基礎(chǔ)上,通過熱處理方法在高錳鋼中得到一定數(shù)量和大小的彌散分布的碳化物相質(zhì)點,,強化奧氏體基體,,提高高錳鋼的抗磨性能。但這種熱處理工藝較復(fù)雜,,并使生產(chǎn)成本增加,。
4.水韌處理后高錳鋼的金相組織
高錳鋼經(jīng)水韌處理后,如碳化物消除,,則為單一奧氏體組織(見圖lI-30),。這樣的組織,只有在薄壁鑄件上才可能得到,。通常允許奧氏體晶粒內(nèi)或晶界上有少量碳化物,。高錳鋼組織中的碳化物,按其產(chǎn)生的原因分為三種:其一為未溶碳化物,,是水韌處理未能溶解的鑄態(tài)組織中碳化物,;其二是析出碳化物,是因為水韌處理時冷卻速度不夠高,,在冷卻過程中析出的,;第三種是過熱碳化物,是因水韌處理時加熱溫度過高而析出的共晶碳化物,。前兩種碳化物,,可通過再次熱處理予以消除,過熱產(chǎn)生的共晶碳化物則不能借再次熱處理消除,。由于共晶碳化物超標而判定不合格的鑄件,,只能報廢,不允許再次熱處理,。
5.耐磨中鉻鋼鑄件的熱處理 耐磨中鉻鋼鑄件熱處理的目的,,是得到高強韌性和高硬度的馬氏體基體組織,,以提高鋼的強度、韌度及耐磨性,。
耐磨中鉻鋼因含有較多的鉻元素而具有較高的淬透性,,通常經(jīng)950~1000。C奧氏體化,,后在空氣中淬火,。
及時回火是必要的。為了**獲得較高的硬度并避免回火脆性,,通常經(jīng)200~300,。C的回火。
6.耐磨低合金鋼鑄件的熱處理 耐磨低合金鋼鑄件依合金成分及含碳量不同而采用水淬,、油淬及空淬熱處理,,某些工況下使用的珠光體耐磨鋼則采用正火+回火的熱處理方式。相應(yīng)的牌號參見本手冊第7章7.3節(jié),。
耐磨低合金鋼鑄件通常采用850~950,。C淬火,200~300,。C回火,,以獲得高強韌性、高硬度的馬氏體基體,,提高鋼的耐磨性,。
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