Термическая обработка отливок из марганцовистой стали

Обновить:21-11-2018
Резюме:

Международный стандарт определяет аустенитные стали с в […]

Международный стандарт определяет аустенитные стали с высоким содержанием марганца для износостойкого обслуживания. Классы, охватываемые ISO 13521, имеют GX120MnMo7-1 (C: от 1,05 до 1,35%, Mn: от 6 до 8%, Mo: от 0,9 до 1,2%), GX100Mn13, GX120Mn13, GX110MnMo13-1, GX120MnCr13-2, GX120MnN13 -3, Mn: от 11,0% до 14,0%), GX120Mn18, GX120MnCr18-2 (C: от 1,05% до 1,35%, Mn: от 16,0% до 19,0%) и GX90MnMo14 (C: от 0,7% до 1,00%, Mn: от 13% до 15%, Мо: от 1,0 до 1,8%). Термическая обработка стали с высоким содержанием марганца состоит в том, чтобы нагреть отливки из стали с высоким содержанием марганца до температуры твердого раствора карбида и выдержать ее в течение определенного времени, а затем быстро охладить в воде с образованием единой аустенитной структуры, которая значительно повышает прочность и прочность. ударная вязкость. В отличие от обычной углеродистой стали, сталь с высоким содержанием марганца не становится твердой после закалки в воде, но становится мягкой. Следовательно, термическая обработка стали с высоким содержанием марганца называется обработкой, улучшающей упрочнение воды. В процессе термической обработки карбид растворяется в аустените в состоянии твердого раствора, поэтому его также называют обработкой, усиливающей твердый раствор. Параметры обработки твердого раствора марганцевой стали в основном включают температуру печи, скорость нагрева, температуру выдержки, время выдержки и положение размещения.

    Перед помещением в печь отливок с высоким содержанием марганца необходимо очистить пескоструйную систему на поверхности отливок. Липкий песок оказывает теплоизоляционное воздействие на нагрев или охлаждение отливки, так что охлаждение отливки и охлаждение после входа в воду не являются равномерными, а сильное шлифование снизит скорость охлаждения отливки после ввода воды , что приводит к повторному осаждению карбида границы зерна. Сталь с высоким содержанием марганца имеет низкую теплопроводность и большой коэффициент теплового расширения. Хотя отливка не подвергается фазовому превращению во время низкотемпературного нагрева, нагрев до 300 ° C или выше вызывает явление хрупких карбидов на границах кристаллов и зерен, и иногда происходит перлитное превращение. Например, конструкция лягушки из стали с высоким содержанием марганца сложна, и толщина стенок одной и той же отливки очень различна, а сама отливка имеет литейные напряжения в диапазоне от малых до больших. В процессе нагревания или охлаждения термической обработки в разных частях имеется большая разница температур, и возникает тепловое напряжение. Таким образом, тепловое напряжение и напряжение литья накладываются, что вызывает трещины в лягушке. Следовательно, необходимо контролировать температуру печи и скорость нагрева лягушки с высоким содержанием марганца.

    Температура обработки раствора и время выдержки определяются на основании достаточного растворения карбидов, соответствующего размера зерна аустенита, однородного химического состава стали, оптимальных механических свойств и предотвращения перегрева структур. В промышленных условиях закалку отливок проводят при 1050-1150 ° С и затем охлаждают в холодной проточной воде, чтобы обеспечить полное растворение карбидов и ускорить диффузионные процессы при аустенизации. Когда температура закалки повышается до 1200 ° C, зерна аустенита в отливке растут и появляются вызванные перегревом карбиды.

    Для лягушек с высоким содержанием марганца и стали без других легирующих элементов температура водостойкости составляет около 1000-1100 ° C. Процесс растворения карбида цементитного типа - это диффузия углерода из карбидов в аустенит. Атомы железа исходной фазы цементита самодиффузны и образуют гранецентрированный кубический аустенит. Атомы углерода и другие атомы в карбиде типа (Fe, Mn) 3 C имеют более слабую силу, процесс диффузии протекает легко, а скорость растворения выше. При нагревании до 1000 ° С (Fe, Mn) 3 C может полностью разлагаться. Чтобы ускорить разложение, растворение и диффузию и способствовать гомогенизации компонентов, достаточно температуры твердого раствора от 1050 до 1100 ° С. Когда температура превышает 1050 ° C, зерна аустенита начинают расти. Когда температура достигает 1120 ° C, зерна аустенита значительно растут. Когда температура превышает 1150 ° C, кристаллические зерна являются крупными, и генерируется избыточное тепло.

    Для стали с высоким содержанием марганца, содержащей карбидообразующие элементы, такие как хром, молибден, ванадий, титан и т. Д., В структуре имеются специальные карбиды, которые трудно растворить, и температуру твердого раствора следует повысить на 30-50 ° C. Время выдержки может быть таким, что карбид в достаточной степени растворяется, а компоненты являются практически однородными. Чрезмерное время выдержки не способствует механическим свойствам.

    Для марки GX90MnM014 стальные оболочки могут поставляться без термообработки, если толщина отливки составляет менее 45 мм, а содержание углерода составляет менее 0,8% в соответствии со стандартом ISO 13521: 2015 (E).