耐磨材料应用手册

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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划耐磨材料应用手册　　细晶化在高锰钢铸件生产中的应用　　郭儒欢　　提要：根据Hall-Pitch关系，即金属材料的屈服强度与晶粒尺寸的平方根成反比，表明　　通过细化晶粒可以使钢的强度成倍增加。本文着重从生产实际，通过细化晶粒的方式来改善高锰钢件的力学性能。　　关键词：高锰钢细化晶粒新工艺提高　　高锰钢是历史最悠久的一种耐磨材料，它是由英国的RobertHadfield研制，于1883年获得英国专利。一百多年来，高锰钢的成份范围没有任何大的改变。目前材料界研究的主导

2、方向之一就是细晶化，力图通过细化晶粒来改善高锰钢的力学性能，拓宽高锰钢的应用范围，延长高锰钢产品的服役期，从而达到节省资源及社会经济可持续发展的目的。　　通过多年生产实践，本着控制生产成本、简化生产工艺的原则，我们采取了以下措施来改善高锰钢的力学性能，提高高锰钢产品的使用寿命。　　一、加入微量合金元素目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　高锰钢的热导率比碳钢低得多(仅为中

3、碳钢热导率的1/3~1/2)。由于热导率低，使得钢液凝固缓慢。在钢的凝固过程中，树状晶长得粗大，很容易长成条状的柱状晶。在厚大断面情况下，特别是在铸型导热性不良时，可能出现穿晶。如果外力作用和柱状晶生长方向一致，严重的会引起断裂和破碎。　　为此，我们的做法是：加入钒、钛合金元素作生核剂。钒、钛的碳化物和氮化物的颗粒细小，成弥散状悬浮在钢液中。它们的熔点远高于钢液温度，能保持长时间不被熔化。并且这两种元素的碳化物和氮化物与高锰钢的结晶相具有相同的晶格类型，晶格常数也相近，因此在高锰钢的结晶过程中能起到外来核心的作用。故能明显细化晶粒。晶粒细化能使位错密度增加，而高锰钢加工硬

4、化的基础就是位错，位错密度增加，促使加工硬化能力提高。另外，少量的高硬质点在钢中弥散分布，能增加高锰钢抗磨料磨损能力。　　加入时采取炉前加入的方式，即先将敲碎的钒、钛合金颗粒预先放入钢水包内，用钢液流冲化。这种方式的利用率最高，并且各种试验结果显示钒、钛结合使用，高锰钢的性能提高更明显。　　二、控制浇注温度及外冷铁激冷　　浇注温度对高锰钢的晶粒大小有着显著的影响。浇注温度高时，钢液积蓄的热量多，钢的凝固速度慢，因而力学性能低。表1中的数据表明了浇注温度对钢的晶粒度及力学性能的影响。在保证目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其

5、的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　充满铸型的条件下，采用较低的浇注温度，有利于得到比较细的晶粒和较高的力学性能　　另外，对于有厚大断面或热节的铸件，我们采用外冷铁激冷的方式。这样既能提高工艺出品率，又可局部细化晶粒。　　三、热处理新工艺细化晶粒　　从高锰钢加热过程中行为得知，加热到550℃~600℃温度区间，部分奥氏体转变为珠光体。当温度超过Ac1点，珠光体晶团转变为奥氏体，此为奥氏体的重结晶。珠光体转变在奥氏体晶界上形核，其引领相为渗碳体。这样在一个

6、奥氏体晶界上形成数个晶核，则一个奥氏体晶粒就变成了数个珠光体晶团。珠光体分散度愈高，奥氏体重结晶形核愈多;珠光体晶团数量愈多，转变后奥氏体晶粒增加愈多，从而达到细化晶粒的目的。　　据此，我们制定的工艺是：加热到500℃时保温1~3h，后升温到600℃保温1~2h。这样既可增加珠光体晶团，以细化晶粒;又可减小铸件内外温差，从而减少高锰钢件在加热过程中变形或开裂。随后连续升温至1050℃~1080℃，在含碳量高或合金含量高时取上限。保温时间按照壁厚25mm保温1h计算，确保高锰钢中碳化物完全溶解和奥氏体均匀化。保温时间不能过久，否则会导致铸件表面脱碳。　　在出炉前10~15m

7、in，再将炉温升高10℃~15℃，最高不要超过目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　1100℃。水韧固溶处理时，高锰钢件入水前的温度应在960℃以上，以避免碳化物重新析出。为此，高锰钢件从出炉到入水的时间不应超过30s。入水时的水温保证在40℃以下，淬火后最高水温不超过60℃。水温对高锰钢力学性能的影响见表2。水韧处理时的水量