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高錳鋼鑄件裂紋產(chǎn)生的機(jī)理和控制措施分析

友利通達(dá)金屬主營(yíng):65mn鋼板,NM360耐磨板,NM400耐磨板,40cr鋼板,MN13耐磨板

    化學(xué)成份和組織的影響  

     高錳鋼發(fā)明之初的化學(xué)成份是C：1.0％～ 1.4％，Mn：10％～14％。國(guó)內(nèi)外在試驗(yàn)研究中曾添加合金成份 Cr、Ni、V等企圖提高屈服強(qiáng)度和硬度，也有的加Ti、Al等促進(jìn)晶粒細(xì)化。

我們的履帶板、前后導(dǎo)輪等鑄件用材就需要這樣。但不管合金成份如何變化，必 須控制在一定的范圍內(nèi)才能起到好的作用。

這些作用是以提高高錳鋼性能為主要目的，對(duì)控制裂紋并不明顯。

研究標(biāo)準(zhǔn)成份高錳鋼的各元素對(duì)裂紋的影響能得到理想 的效果。碳、錳是高錳鋼的主要成分，正常情況下高錳鋼的組織是奧氏體單相。在含碳量偏低時(shí)易形成馬氏體和8相 (密排六方體)。在含碳量高時(shí)。水韌處理狀態(tài)下不能避免碳化物析出，還會(huì)降低鋼的性能。較高的含碳量可提高屈服點(diǎn)，但會(huì)降低延伸性。

含碳量低而含錳量高的 鋼具有高韌性，對(duì)高錳鋼的碳含量在保證性能的前提下盡可能控制在中下限。錳含量控制在中上限。保持在狹小范圍內(nèi)，防止碳化物析出，避免造成延伸性和韌 性降低而產(chǎn)生裂紋。硅含量一般在 1．0％以下，它對(duì)錳鋼的機(jī)械性能沒有顯著影響，超過1.0％并逐漸增大時(shí)，強(qiáng)度和延伸性會(huì)劇烈下降。

生產(chǎn)中硅含量都比較低。錳鋼中含硫量較低，因?yàn)榱蛞?和錳化合成硫化錳大部分進(jìn)入爐渣中。鋼中殘留少量的硫化物成為非金屬夾雜物存在，它對(duì)鋼的性能影響極微，可忽略不計(jì)。磷含量在 0．06％以上時(shí)，延伸性急劇下降，易引起鑄件熱裂紋產(chǎn)生。生產(chǎn)時(shí)要控制磷含量?；瘜W(xué)成份及其含量與機(jī)械性能密不可分。在滿足性能的成份范圍內(nèi)，有時(shí)制造 就很困難，因此生產(chǎn)時(shí)應(yīng)考慮其兼顧性。這樣可避免因成份上的差異而產(chǎn)生裂紋。

耐熱鋼生產(chǎn)工藝

在實(shí)際生產(chǎn)中也常按用途將耐熱鋼分為：電站鍋爐用低合金鋼；汽輪機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)用葉片鋼；汽車、艦船用閥門鋼；石油化工和爐用耐熱鋼及耐熱鑄鋼等。

生產(chǎn)工藝耐熱鋼生產(chǎn)工藝主要有冶煉、軋制及熱處理等。

(1)冶煉。耐熱鋼一般采用電弧爐及爐外精煉工藝，葉片鋼則采用電弧爐加電渣工藝，要求較高的高合金耐熱鋼可采用真空感應(yīng)爐冶煉再經(jīng)電渣重熔的工藝。低合金耐熱鋼或奧氏體耐熱鋼(Cr18Ni9型)可采用連鑄工藝。

(2)軋制。低合金珠光體鋼和Cr18Ni9、Cr25Ni20等奧氏體鋼可采用初軋開坯，馬氏體或含合金元素較多的奧氏體鋼采用鍛造開坯。奧氏體鋼由于導(dǎo)熱性差，加熱時(shí)要均熱透燒，馬氏體鋼及合金化較高的珠光體鋼則應(yīng)注意鋼錠和軋坯的退火和緩冷，以防裂紋。

(3)熱處理。珠光體鋼一般正火加回火或調(diào)質(zhì)后使用，馬氏體耐熱鋼采用調(diào)質(zhì)處理，以穩(wěn)定組織，獲得良好綜合力學(xué)性能。

鐵素體鋼不能通過熱處理強(qiáng)化，為消除冷變形或焊后所導(dǎo)致的內(nèi)應(yīng)力，可在650～830℃進(jìn)行退火，退火后快速冷卻，以迅速通過475℃脆性溫度范圍。

奧氏體鋼采用高溫固溶處理，以獲得良好的冷變形性。奧氏體熱強(qiáng)鋼則先用高溫固溶處理，然后在高于使用溫度60～100℃條件下進(jìn)行時(shí)效處理，使組織穩(wěn)定化，同時(shí)析出第二項(xiàng)，達(dá)到彌散強(qiáng)化目的。奧氏體耐熱鑄鋼多在鑄態(tài)下使用。

鑄造在耐熱鋼中耐熱鑄鋼占有相當(dāng)大的比例，尤其是奧氏體耐熱鑄鋼。鑄造方法，一般的爐用耐熱構(gòu)件除采用砂型鑄造外，對(duì)于表面要求較高的精細(xì)零件采用失蠟或樹酯砂等精密鑄造工藝，以獲得表面光滑、尺寸的產(chǎn)品。對(duì)于合成氨、乙烯裂解爐用高溫爐管及爐底輥和輻射管則采用離心澆注的方法生產(chǎn)。

鑄造工藝

友利通達(dá)金屬公司是一家專業(yè)從事耐磨鋼板、NM360耐磨鋼板,NM400耐磨鋼板,NM450耐磨鋼板,NM500耐磨鋼板,NM600耐磨鋼板批發(fā)零售、精密加工的企業(yè)，是一家鋼材產(chǎn)品銷售以及鋼材精密加工，工程制作，物流配送為一體的廠家。

    鑄造工藝是保證高錳鋼鑄件質(zhì)量的關(guān)鍵。編制這種鋼的工藝時(shí)主要考慮避免裂紋生成。影響裂紋產(chǎn)生的主要因素有：鑄件結(jié)構(gòu)、工藝參數(shù)、澆冒口設(shè)置、型芯結(jié)構(gòu)形 式、澆注溫度等。高錳鋼鑄件結(jié)構(gòu)形式應(yīng)在保證使用的前提下盡可能使相連接壁的厚差小。

避免因溫差大產(chǎn)生收縮應(yīng)力出現(xiàn)裂紋。雖然有的件壁厚差合理，但設(shè)計(jì) 厚度值過大，在冷卻速度慢時(shí)碳化物析出多，受收縮應(yīng)力影響也會(huì)出現(xiàn)裂紋。設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)無法改變時(shí)，工藝編制就要考慮鋼水冶煉時(shí)加一些能細(xì)化晶粒的元素，增加型 芯的退讓性。

其它結(jié)構(gòu)問題應(yīng)視情況而定，如增大圓角、加過渡壁、拉筋等。高錳鋼的收縮率比普碳鋼、合金鋼高。

鑄造的毛坯在水韌處理前都處于脆性狀態(tài)，任何 影響收縮的因素都會(huì)使鑄件在澆注后的收縮階段產(chǎn)生裂紋，比較明顯的是箱式鑄件，這種件由砂芯形成內(nèi)腔，砂芯退讓性好，高應(yīng)力區(qū)非常容易產(chǎn)生裂紋。解決辦法 是往芯中加入鋸末、泡沫等保證砂芯有合適的退讓性。箱帶、冒口、飛邊毛刺都有阻礙收縮的條件。

采取適當(dāng)增加吃砂量、疏松層，減少型芯縫隙也是解決退讓性的 有效辦法。澆冒口位置和大小對(duì)裂紋的產(chǎn)生也有影響，設(shè)置位置不能影響鑄件的收縮，澆注系統(tǒng)盡可能分配均勻，鋼水流人應(yīng)平穩(wěn)以便減少鑄件各部位溫差，冒口應(yīng) 大小合適。

高錳鋼導(dǎo)熱性很差，如冒口尺寸過大，在鑄件冷卻后期冒口與鑄件溫差過大必然產(chǎn)生高應(yīng)力，常會(huì)促成冒口下與鑄件連接處產(chǎn)生裂紋。工藝設(shè)計(jì)時(shí)冒口模 數(shù)應(yīng)控制在鑄件模數(shù)的1.2～1.3倍范圍內(nèi)。標(biāo)準(zhǔn)成份的高錳鋼液相線溫度1400℃，固相線溫度1350℃，凝固溫度范圍比較窄，對(duì)澆注溫度的反應(yīng)非常 敏感。