高锰钢需要热处理来提高耐磨性能吗

2024-11-19 05:25:25
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回答1:

  需要。
  1.高锰钢常规热处理工艺
  普通热处理:1000~1100℃加热,保温或先加热到650~700℃保温一段时间再加热至1050~1100℃然后淬火。对厚薄悬殊、形状复杂的大件,在650~700℃保温一段时间,对减少变形开裂是有利的,而对厚薄均匀、形状简单的不易开裂的小件,则无保温的必要。对普通高锰钢采用普通热处理是经济有效的。
  1)ZGMn13高锰钢铸件热处理工艺,ZGMn13高锰钢铸件属于小件、简单件和不堆积加热的,可在<750℃入炉,以中、高速直接升温至淬火温度,按最大厚度1.3~1.4min/mm(火焰炉)保温后淬火,即可得到单一奥氏体组织。
  简单的大型重厚件、堆积装炉件、中等复杂件,可在≤650℃入炉,于650~700℃按最大厚度1.5 min/mm均温,并按堆积厚度修正,均温后塑性已有提高,宜用较快速度升温。火焰炉温度不均,升温速度可用250~400℃/h;电炉较均匀,可用300~650℃/h;盐浴炉温度更均匀。厚50mm的球磨机衬板,电炉680℃预热后,直接入1070℃盐浴炉内,保温15 min淬火,不致产生裂纹,并得到单一奥氏体组织。实践经验证明:火焰炉与电炉高温保温系数按≈0.8min/mm计算;盐浴炉按0.3~0.4 min/mm计算,即可获得单一奥氏体组织,并不致出现裂纹。
  特殊大、重、厚薄悬殊的复杂件,如大型鄂式破碎机齿板,外形尺寸50~100mmΧ850mmΧ1500mm,壁厚50~100mm,单重900kg,采用火焰炉加热。其热处理工艺为:采用<300℃入炉,至300℃保2h,再用60℃/h升温6h,至650~700℃保温3h,再以100℃/h升温4h,至1050~1100℃保温6h淬火,均未发现裂纹。高温保温系数可采用1.5~1.8min/mm;保温2.5~3h,甚至采用保温系数1~1.2min/mm;保温1.67~2h,都能使碳化物溶解扩散均匀,得到单一奥氏体组织,减少表层脱碳、脱锰,提高耐磨性,减少裂纹废品率,降低能耗。
  2)高锰钢水韧处理工艺,高锰钢耐磨铸件,须经1050~1100℃高温加热水韧处理,以获得高韧性的奥氏体组织;在高的冲击载荷作用下,钢件表面奥氏体组织不断发生形变硬化,具有良好的抗磨性能。原用高锰钢水韧处理工艺,工艺周期长,耗费能量较大。 高锰钢水韧处理工艺为:工件装炉后以≤70℃/h的升温速度缓慢加热到700℃,然后再以≤100℃/h的升温速度加热到1050~1100℃,均温2h,保温2~3.5h,保证足够的均热时间,便于碳化物充分溶解。
  由于取消了低温停留和中间保温时间,缩短了工艺周期,由16h缩短到14h,煤气消耗量由11694m3/炉下降到8256 m3/炉。产品质量合格,没有发生过裂纹。
  
  2.高锰钢节能热处理工艺——利用铸造余热直接淬火
  铸件浇注落砂后,在1050~1100℃直接淬火或高温出型后马上装炉升温1050~1100℃均匀化后出炉淬火。
  高锰钢破碎机牙板直接水淬工艺,高锰钢(Mn13)铸件为获得单一奥氏体组织,均需进行水韧处理,以提高寿命。以前是铸件浇注后在砂型中冷却,经过开箱清理再进窑加热到1050~1100℃,保温一段时间使奥氏体均匀化后在水中急冷,以获得常温下的奥氏体组织。但由于使用烧煤加热窑,升温速度、保温时间等均掌握不准,经常造成过烧或未烧透而发生淬裂报废,并且处理时间长,消耗大量的煤炭、电力和人力。当高锰钢铸件浇注后,在砂型中温度为1000~1100℃时,也具有单一奥氏体组织,这时如在水中急冷也能达到水韧处理的目的。因此,在不增加任何设备的情况下,对高锰钢牙板制造工艺进行了适当的改进,进行了直接水。
  根据牙板的重量和厚度,在牙板浇注后半小时到1小时开始将带牙板的铸型吊运到清砂工部,吊运过程中不开箱,只需将砂箱翻转180o,将牙板的牙面朝上露在外面即可。这时候铸件温度较高约为1100℃左右,立即将带着牙板砂箱入水爆池进行水爆。因这时铸件温度较高而砂型温度较低,所以一开始不产生水爆 ,必须采取引爆措施,即将砂箱在池壁上撞击数次,引起水爆,在水中冷却15~20min,当牙板温度将到200℃以下时,才能把牙板吊起,这样直接水淬过程就完成了。然后再去吊第二箱、第三箱……直到处理完。在水爆过程中,牙板入水深度控制在水面以下400~600mm,水温不超过40℃,水中含泥量不超过7%(质量分数)。
  
  3.高锰钢细晶处理
  
  细晶热处理:把铸件加热1000~1200℃固溶处理后,再在500~700℃进行珠光体化处理,最后在950~1100℃再进行固溶处理,以达到晶粒细化,提高韧性及耐磨性目的。

回答2:

需要水韧处理,即固溶处理才能在使用时发挥出耐磨性。

回答3:

高锰钢在铸态时的组织为奥氏体加大量碳化物,特别在晶界,碳化物形成网状。当碳含量在1.2%以上时,冲击韧性基本为零。假如以铸态服役,将产生“晶间剥落”,很不耐磨。为了解决上述问题,高锰钢须热处理后使用(称水韧处理或固溶处理)。热处理后,钢中的碳化物溶解于奥氏体晶内,韧性大幅提高,可达120J以上。在服役过程中,高锰钢在外力的作用下,表面将产生硬化。硬化的机理有位错、相变、孪晶等等。
其中ZG90Mn14Mi1的牌号,在产品厚度小于45mm,碳含量小于0.8%时,允许铸态使用。
具体可见GB/T5680--2010