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高锰钢需要多大的冲击功才能达到最好的硬化

归档日期:07-31       文本归类:登陆冲击      文章编辑:爱尚语录

  这类钢含锰10%~15%,碳含量较高,一般为0.90%~1.50%,大部分在1.0%以上。其化学成分为(%):

  Si0.30~1.0 S≤0.05 P≤0.10这类高锰钢的用量最多,常用来制作挖掘机的铲齿、圆锥式破碎机的轧面壁和破碎壁、颚式破碎机岔板、球磨机衬板、铁路辙岔、板锤、锤头等。

  上述成分的高锰钢的铸态组织通常是由奥氏体、碳化物和珠光体所组成,有时还含有少量的磷共晶。碳化物数量多时,常在晶界上呈网状出现。因此铸态组织的高锰钢很脆,无法使用,需要进行固溶处理。通常使用的热处理方法是固溶处理,即将钢加热到1050~1100℃,保温消除铸态组织,得到单相奥氏体组织,然后水淬,使此种组织保持到常温。热处理后钢的强度、塑性和韧性均大幅度提高,所以此种热处理方法也常称为水韧处理。热处理后力学性能为:σb615~1275MPa σs340~470MPa ζ15%~85% ψ15%~45% aKl96~294J/cm2 HBl80~225

  高锰钢经过固溶处理后还会有少量的碳化物未溶解,当其数量较少符合检验标准时,仍可使用。

  奥氏体组织的高锰钢受到冲击载荷时,金属表面发生塑性变形。形变强化的结果,在变形层内有明显的加工硬化现象,表层硬度大幅度提高。低冲击载荷时,可以达到HB300~400,高冲击载荷时,可以达到HB500~800。随冲击载荷的不同,表面硬化层深度可达10~20mm。高硬度的硬化层可以抵抗冲击磨料磨损。高锰钢在强冲击磨料磨损条件下,有优异的抗磨性能,故常用于矿山、建材、火电等机械设备中,制作耐磨件。在低冲击工况条件下,因加工硬化效果不明显,高锰钢不能发挥材料的特性。

  在冲击载荷作用的冷变形过程中,由于位错密度大量增加,位错的交割、位错的塞积及位错和溶质原子的交互作用使钢得到强化。这是加工硬化的重要原因。另一个重要原因则是高锰奥氏体的层错能低,形变时容易出现堆垛层错,从而为ε马氏体的形成和形变孪晶的产生创造了条件。常规成分的高锰钢的形变硬化层中常可以看到高密度位错、位错塞积和缠结。ε马氏体和形变孪晶的出现使钢难以变形,尤其是后者的作用更大。上述各种因素都使高锰钢的硬化层得到很高程度的强化,硬度大幅度提高。

  高锰钢极易加工硬化,因而很难加工,绝大多数是铸件,极少量用锻压方法加工。高锰钢的铸造性能较好。钢的熔点低(约为1400℃),钢的液、固相线℃),钢的导热性低,因此钢水流动性好,易于浇注成型。高锰钢的线倍,故铸造时体积收缩和线收缩率均较大,容易出现应力和裂纹。

  为提高高锰钢的性能进行过很多合金化、微合金化、碳锰含量调整和沉淀强化处理等方面的研究,并在生产实践中得到应用。介稳奥氏体锰钢的出现则可较局gao大幅度降低钢中碳、锰含量并使钢的形变强化速度提高,可适用于高和中低冲击载荷的工况条件,这是高锰钢的新发展。 这里着重讲加料顺序,无论用中频炉,还是电弧炉熔炼,总是先熔炼碳素钢,而各类锰铁和其他贵重合金材料,要分多次,每次少量入炉,贵重元素在最后加入,以减少烧损。料块应尽量小些,以50-80mm为宜。熔清后,炉温达到1580-1600℃时,要脱氧、脱氢、脱氮,可用铝丝,也可用Si-Ca合金或SiC等材料。将脱氧剂一定压到炉内深处。金属液面此时用覆盖剂盖严,隔断外界空气。还要镇静一段时间,使氧化物、夹杂物有充足时间上浮。然而,不少企业,只将铝丝甚至铝屑,撒再金属液面上,又不加覆盖,岂不白白浪费!在此期间,及时用中碳锰铁来调整锰与碳的含量。

  钢液出炉前,将浇包烘烤到400℃以上是十分必要的。在出炉期间用V-Fe、Ti-Fe、稀土等多种微量元素做变质处理,是使一次结晶细化的必要手段,它对产品性能影响是至关重要的。 要延长炉令,当分清钢种与炉衬的属性。锰钢属碱性,炉衬当然选用镁质材料。捣打炉衬要轮番周而复始换位操作。添加炉衬材料不可过厚,每次80厘米左右为宜,捣毕要低温长时间烘烤。如提高生产效率,笔者建议采用成型坩埚(沈阳力得厂和恒丰厂均又成品出售),从拆炉捣装成,不用1小时,即可投入生产,同时成型坩埚对防穿炉大裨益。当然,炉令的长短与操作者大又关系。不少操作者像掷铅球的运动员一样,把炉料从三四米之外投入炉内,既不安全又伤炉令,应将炉料置于炉口旁预热,然后用夹子慢慢地将炉料顺炉料置于炉口旁预热,然后用夹子慢慢地将炉料顺炉壁放入。

  造型材料和涂料也应与金属液属性相一致,或者用中兴材料(如铬铁矿砂、棕刚玉等)。若想获得一次结晶细化的集体,采用蓄热量大的铬铁矿砂是正确的,尤其是消失模生产厂,用它将克服散热慢的缺点。 因为锰钢热传导性能差,所以在切割浇冒口时应十分注意。最好将铸件置于水中,被切割部分露在水外,切割时留一定量的茬,热处理后磨掉。

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