防止高锰钢辙叉缩孔缺陷的工艺实践

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高锰钢铸件裂纹产生的原因及预防措施

高锰钢构件在经受强烈的冲击或重力的挤压下, 其表面发生加工硬化, 硬度达到 450~ 550 H B 左右, 而铸件内部仍保持良好韧性的奥氏体组织的特点, 从而使得高锰钢即具有良好的抗磨性又有良好韧性的优良特性。目前高锰钢铸件仍被广泛在冶金、矿山机械、 [ 1] 履带式拖拉机等重要机械设备上采用。高锰钢铸件在铸造生产过程中, 裂纹废品常常占废品率的首位 , 一般在 50% 以上。承受高冲击载荷的高锰钢铸件 , 往往
收稿日期 :Байду номын сангаас2005 10 28; 作者简介 : 张军强 ( 1969 修订日期 : 2006 02 07 ) , 陕西渭南人 , 工程师 . 从事生产管理工作 .
因裂纹造成非正常失效, 导致产品寿命降低。因此研究高锰钢铸件裂纹产生的原因, 从而采取有效的预防措施, 便成为铸造工作者的重要课题。本文根据生产实践经验 , 试图阐明高锰钢铸件产生裂纹的机理, 从而找到有效的预防措施 , 以求推动该课题的发展。 1 高锰钢铸件裂纹产生的原因分析 1. 1 在铸造生产过程中高锰钢铸件裂纹产生的原因分析高锰钢铸件产生裂纹的内在原因主要有 3 个方面: 高锰钢线收缩值高达 2. 4% ~ 3. 0% 是碳钢线收缩值的 2 倍, 因此当高锰钢铸件在凝固收缩过程中收
! 310 !
铸造技术 F OU N DRY T ECH NO LO GY
V ol. 27 N o. 4 A pr. 2006
高锰钢铸件裂纹产生的原因及预防措施
张军强 , 张文斌 , 王红旗
农科股份有限公司, 陕西渭南 714100)
摘要 : 根据高锰钢生产的实践经验 , 提出了高锰钢铸件在铸造生产过程中裂纹产生的机理及受大冲击载荷高锰钢铸件在使用过程中裂纹产生发展的机理。认为铸件在使用过程中的非正常失效的原因主要是由于铸件内部存在着显微裂纹、碳化物孔洞、晶界上的磷共晶、非金属夹杂物、缩孔、缩松等缺陷造成。从铸件的结构设计、化学成分的选取、冶炼、浇注、造型、清理及热处理各个环节中根据高锰钢的特点 , 制订出合理的工艺并严格执行而获得优质的铸件。通过采取细化晶粒、强化脱氧、脱磷来预防铸件产生裂纹。生产实践证明 : 以上措施是消除或减小高锰钢铸件裂纹的有效手段。关键词 : 高锰钢 ; 裂纹 ; 预防措施

《辙叉用高锰钢疲劳裂纹扩展行为的研究》范文

《辙叉用高锰钢疲劳裂纹扩展行为的研究》篇一一、引言辙叉是铁路轨道系统的重要组成部分，承受着列车反复运行带来的巨大压力和摩擦力。

高锰钢因其出色的耐磨、抗冲击性能，在辙叉制造中得到了广泛应用。

然而，在高强度和高频率的应力作用下，高锰钢辙叉常常会出现疲劳裂纹，这严重影响了铁路运营的安全性和效率。

因此，研究高锰钢疲劳裂纹的扩展行为，对于提高辙叉的耐久性和可靠性具有重要意义。

二、材料与方法1. 材料选择实验采用的高锰钢材料是从市场采购的标准产品，具有优良的机械性能和耐磨性。

该材料在制造辙叉及其他铁路部件中有广泛应用。

2. 实验方法（1）通过金相显微镜观察和分析高锰钢材料的微观结构；（2）采用疲劳试验机对高锰钢试样进行疲劳测试，模拟实际使用条件下的应力状态；（3）利用扫描电子显微镜（SEM）和能谱分析（EDS）技术，观察和分析疲劳裂纹的形态及扩展情况；（4）建立数学模型，研究裂纹扩展与应力、时间等因素的关系。

三、结果与分析1. 微观结构分析高锰钢材料具有均匀、致密的微观结构，有利于提高材料的强度和耐磨性。

然而，在高强度和高频率的应力作用下，材料内部可能会出现微小的缺陷，如夹杂物、气孔等，这些缺陷是裂纹扩展的起点。

2. 疲劳裂纹扩展行为在疲劳测试过程中，高锰钢试样表面出现了明显的裂纹。

随着循环次数的增加，裂纹逐渐扩展，并呈现出一定的方向性。

SEM观察发现，裂纹扩展路径并非直线，而是在材料内部遇到了阻碍物后发生了转向或分叉。

这一现象表明裂纹扩展过程具有复杂的动态行为。

3. 裂纹扩展与应力、时间的关系通过数学模型分析发现，裂纹扩展速率与应力水平密切相关。

在高应力作用下，裂纹扩展速度较快；而在低应力作用下，裂纹扩展速度较慢。

此外，裂纹扩展速率还与时间有关，随着使用时间的延长，裂纹逐渐扩展并最终导致材料失效。

四、讨论高锰钢辙叉的疲劳裂纹扩展行为是一个复杂的过程，受到材料性能、应力水平、环境因素等多种因素的影响。

在研究过程中，我们发现以下几点值得关注：1. 材料内部缺陷对裂纹扩展的影响。

高锰钢铸件的缺陷与对策

基金项目: 兰州理工大学研究生基金项目 ( 12219) 。收稿日期: 2003 11 10 收到初稿, 2003 11 26 收到修订稿。作者简介: 李文生 ( 1973- ) , 男, 甘肃武威市, 博士生, 主要从事耐磨合金及合金优化设计的研究。电话: 0931 2806304
铸造
李文生等: 高锰钢铸件的缺陷与对策
Defects of High Manganese Steel Casting and the Corresponding Solutions
LI Wen sheng1, 2, LU Yang1 ( 1 State Key Lab of Gansu New Non ferrous Metal Materials, Lanzhou University of Science & Technology, Lanzhou 730050, Gansu, China; 2 Baiyin Non ferrous Metal Group, Machine Manufacturing Plant, Baiyin 730900, Gansu, China)
! 478 ! Jun. 2004
为防止水温升高, 可在水槽内加入干冰降温。
FOUNDRY
Vol 53 No 6
造生产中包括铸造工艺设计、造型材料、合金成分控制、熔炼、浇注、打箱清理和热处理等各个工序进行严格规范, 注意各个生产环节及工艺细节, 才能预防或消除铸件的缺陷。笔者按照上述各个环节要求生产了球磨机衬板、锤头、颚板和挖掘机斗齿、履带板等不同铸件, 产品尺寸精度和表面质量显著提高, 晶粒粗大和裂纹等缺陷完全消除。
( 2) 严格控制造型材料的含水量、发气量、透气性和砂型、芯烘干程度, 确保砂型、芯通气道畅通, 多扎通气孔, 利于气体的顺利排出。

高锰钢铸件生产过程中常见缺陷分析及相关预防措施探讨

系统进行采用，即 ∑F内 > ∑F横 > ∑F直，确保钢液能保持均匀平稳的状态将铸型充满，防止钢液出现卷气和氧化。采用 ∑F内 > ∑F横 > ∑F直 =1：（1~1.1）：（1~1.4）开放式浇注系统，按照现场浇
包注口的具体尺寸对直浇道尺寸进行确定。②对造型材料的发气量、含水量、透气性、砂芯烘干程度以及砂型等进行严格控
（2）粘砂原因。在造型过程中，钢铸件缺乏足够的紧实度，砂型具有粗糙的表面，采用质量低劣的涂料等，导致砂砾间存在的空隙中浸入钢液，钢铸件上嵌附有砂砾，产生机械粘砂。钢中的碱性氧化物 MnO 含量较多，通常采用硅砂材料制作型芯，型芯中含有 SiO2 ，与 MnO 产生化学反应，即生成 MnO ⋅ SiO2 低熔点化合物，进而形成化 AND INFORMATION
高锰钢铸件生产过程中常见缺陷分析及相关预防措施探讨
邵清华江苏华兴特钢铸造有限公司江苏泰州 225444
摘要在生产高锰钢铸件的过程中，出现的各类缺陷会严重影响高锰钢铸件的质量和使用性能。对此，要明确高锰钢铸件生产过程中常见缺陷的具体原因，并采取具有较强针对性和有效性的预防措施。本文浅析了高锰钢铸件生产过程中常见缺陷原因，探究了高锰钢铸件常见缺陷的相关预防措施，以期为高锰钢铸件生产提供借鉴。关键词高锰钢铸件；生产过程；缺陷
前言
各类高锰钢铸件，诸如斗齿、衬板、格子等在实际工况下，多由气缩松脆断导致破坏。对此，在生产高锰钢铸件的过程中，要对常见缺陷进行科学预防和有效消除，促进成品率实现大幅度提高。要严格规范铸造生产涉及的各道工序，并加强对工艺细节的控制，分析常见缺陷的具体原因，并采取有效措施对常见缺陷进行有效预防。
11
ZGMn13-1的热导率仅是普通碳钢的 4 到 3 ，其热膨胀系数则是普通碳钢的2倍。因此，在对高锰钢实施水韧处理的过程中，若加热时为能对铸件升温速度进行正确掌握，会造成铸件出现裂纹。

铸铁件缩孔和缩松缺陷防止方法及应用实例

ＤＯＩ１．６￣ｉｎ１０－３５２１．１１：０３９．ｓ．３８４．２０．２９ｓ０００
ＭｅｈｄｏＰｒｖｎｈｉｋｇｖｔｎｏｏｉ￣ｅｆＩｏｓｉｓａｄＴｈｉｐｉａｉｎＥｘｍｐｅｔｏｓｔｅｅｔｒｎａｅＣａｉａｄＰｒｓｔＤｅｔｏｒｎＣａｔＳｙｙｎｇｎｅｒＡｐｌｔｏａｃｌｓ
而由于Ｍｇ大铁液的收缩倾向，防止缩松考增从
虑，Ｍｇ量应越低越好；（残）兼顾到工艺控制的难
采用冷却筋、散热片和导热率高的型砂、芯砂局部加速冷却等。以下是笔者公司使用这些方法解
决缩孔缩松缺陷的实例。
度，际生产中一般采用的控制范围为００５实．３％～
决。要注意的是，种方法只适用于缩松或者显这
微缩松比较轻微，ｘ射线检查没有发现每个铸件
都有这种缺陷，就是出现缩松缺陷的铸件比例也
不高时。２１化学成分方面的控制．
（）当提高ＣＣ１适Ｅ。Ｅ高，铁液凝固过程中石
与ｘ射线相结合的检测方法；批量生产过程中一
关键部位有一定大小的缩松缺陷存在，而在关键
部位则仍然不允许有缩松缺陷。例如，动钳壳制体的活塞缸部位是不允许有缩孔缺陷的，否则使用过程中会出现制动漏油等致命问题，而在背脊部位可以出现一定大小的缺陷，不能影响产品但

高锰钢组合辙叉心轨铸造工艺的研究与应用

酚醛树脂铬铁矿砂制成。树脂砂的高温溃散性好，给
易发生二次氧化。因此，采用随流式浇注系统，金属
收稿日期：２０ — — ５０８０１２
清理带来很大方便。
（）浇注形式结合生产实际采用漏包浇注．３既
作者简介：郗丽清，副教授；刘恒亮．高级Ｊ ‘ 程帅
０引言
高锰钢由于具有韧性好、加工硬化和耐磨性好等优点，广泛应用于铁路辙叉的制造中。近年来，为
提高辙叉的使用寿命，对辙叉总体结构进行改进，出
现了高锰钢组合辙叉。高锰钢辙叉心轨是组合辙叉
的中心部件，其作用尤为重要。沈铁薛家配件厂承担
及改变铸件结构等措施，解决铸件存在的缺陷，产品质量得到了保证。
关键词：高锰钢；辙叉心轨；铸件缺陷；铸造工艺
中图分类号：Ｕ１．２３２６
文献标识码：Ｂ
文章编号：１０ — １８２０）５０４ — ３０６９７（０８０— ０００
ｉｇｍｏｅｃｓｏｒｎｋｎｉｇｒｐｏｔｎｒｕｔｍｅｓａｄｍａｉｇｂｇｅｒｆ．ｉ
Ｋｅｏｄ：ｅｄｏｏｓｎ；ＨｉｈＭａｇｎｓｔｅ；ＦｕｄｙＧｏｄｆｃｓｏｎｒｅｈｉｕｙＷｒｓｌａｆＣｒｓｉｇｇｎａｅｅＳｅｌｏｎｒｏｓＤｅｅｔ；ＦｕｄｙＴｃｎｑｅ
了沈阳局科研开发计划，开始进行高锰钢辙叉心轨的开发和研制。开始研制的产品出现的铸造缺陷较

高锰钢热处理工艺与裂纹的防治

一、高锰钢铸件如何防止裂纹的产生？针对生产高锰钢铸件的各个主要环节，应该从以下几个方面采取措施预防裂纹的产生。

1、铸件的结构设计铸件的壁厚相差太大、壁厚过渡不当、铸件圆角过渡太小等结构问题均容易产生裂纹。

因此，铸件设计应密切与铸造工艺相结合，尽量避免铸件设计不合理。

例如可以将“+”字断面改为“T”形断面等。

2、铸造工艺设计(包括各种工艺因素及浇注系统)在铸造工艺各因素中最重要的是铸型的退让性，其次是砂箱设计不合理。

例如箱筋阻碍收缩可以产生裂纹，因此，箱筋距铸件及冒口要有一定的距离。

浇注系统设计不当，分散导人的多条内浇道往往因阻碍铸件收缩，而在与内浇道联结处开裂。

应该特别指出，在铸件内浇道导入处，局部温度高而最后凝固，由于得不到足够的补缩，收缩应力使铸件开裂，所以一般在内浇道处要设置冒口补缩。

3、高锰钢铸件的冒口及冷铁设置高锰钢铸件的冒口设置以不用普通顶冒口为原则，因为用乙炔焰切割冒口时容易造成裂纹。

所以最好采用侧冒口及易割冒口，冒口一般用锤打掉。

铸件设置冒口对热节进行补缩，使铸件不产生缩孔及缩松，是防止内裂的有效措施，但冒口设置又产生了接触热节，其它工艺措施要与其配合得当。

如合理地使用冷铁，就可做到既防止内裂又不会产生外裂。

冷铁可以调节铸件各部分凝固速度，可以使铸件的缺陷发生位置迁移，同冒口配合可以扩大冒口的补缩范围。

但是冷铁使用不当，例如使用弯曲变形的冷铁时往往会在不适当的冷铁长度范围内因铸件凝固速度不均衡而造成裂纹。

冷铁之间间隔大也可造成裂纹，高锰钢铸件对此很敏感，所以工艺设计时应特别注意。

4、化学成分及熔炼工艺在高锰钢中，碳和磷对裂纹的产生影响最大。

含碳量越高，铸件越容易产生裂纹。

钢液的还原精炼对高锰钢铸件裂纹的影响也要引起重视。

在高锰钢的冶炼过程中应严格控制炉渣中FeO+MnO之和不大于1.2%，因为随着渣中FeO+MnO之和的提高，钢液中FeO+MnO也必升高，凝固后在晶界上析出，会使钢变脆。

《辙叉用高锰钢疲劳裂纹扩展行为的研究》范文

《辙叉用高锰钢疲劳裂纹扩展行为的研究》篇一一、引言辙叉作为铁路轨道的重要组成部分，其性能直接关系到铁路的运输安全与效率。

高锰钢以其出色的耐磨性、抗冲击性及抗变形能力在辙叉制造中得到了广泛应用。

然而，在实际使用过程中，由于承受反复的交变载荷，高锰钢辙叉常会出现疲劳裂纹，并可能进一步扩展导致断裂。

因此，研究高锰钢辙叉的疲劳裂纹扩展行为，对于提高铁路轨道的可靠性、安全性及使用寿命具有重要意义。

二、高锰钢辙叉材料与结构特点高锰钢因其优异的物理和机械性能被广泛应用于铁路辙叉制造中。

高锰钢具有较高的强度、韧性及耐磨性，在承受冲击载荷时表现出良好的抗变形能力。

此外，高锰钢的加工性能良好，可以满足复杂结构件的生产需求。

辙叉的结构设计需满足其承载能力和使用寿命的要求。

在设计和制造过程中，要确保其结构能够承受列车的重复冲击和压力，同时还要考虑到材料的疲劳性能和抗裂性能。

三、疲劳裂纹扩展行为研究（一）实验方法为研究高锰钢辙叉的疲劳裂纹扩展行为，可以采用疲劳试验、裂纹扩展速率测试等方法。

其中，疲劳试验可模拟列车运行过程中辙叉所承受的交变载荷；裂纹扩展速率测试则可获得裂纹在不同应力水平下的扩展速率。

（二）实验过程与结果分析通过进行疲劳试验，可以观察到高锰钢辙叉在交变载荷作用下的裂纹扩展过程。

在裂纹扩展过程中，可通过观察和分析裂纹的形态、扩展速率等参数，研究其扩展机制。

同时，结合材料力学、断裂力学等相关理论，可进一步揭示高锰钢的疲劳性能及抗裂性能。

（三）裂纹扩展机理高锰钢辙叉的疲劳裂纹扩展受到多种因素的影响，包括材料性能、结构特点、外部环境等。

在交变载荷作用下，材料内部会产生微裂纹，这些微裂纹会逐渐扩展、连接，最终形成宏观裂纹。

在裂纹扩展过程中，材料的力学性能会发生变化，导致裂纹扩展速率发生变化。

四、影响因素及改善措施（一）影响因素影响高锰钢辙叉疲劳裂纹扩展行为的因素较多，主要包括材料性能、结构特点、外部环境等。

其中，材料性能包括强度、韧性、硬度等；结构特点包括结构形状、尺寸、连接方式等；外部环境包括温度、湿度、腐蚀等。

铸钢缩孔和缩松产生的原因及预防措施！

铸钢缩孔和缩松产生的原因及预防措施！展开全文原创铸造老陆铸造工业网今天在铸造生产中，铸钢件出现缩孔、缩松的概率远远大于铸铁件。

因为铸铁件由于碳高，会有石墨膨胀对铸件进行补缩，而铸钢件碳含量低，石墨补缩非常弱，碳越低的铸钢件，越没有石墨补缩。

因此，缩孔、缩松就成为铸钢件的常缺陷。

那么在生产中怎样预防铸钢件的缩孔和缩松呢？这就需要我们铸造人充分了解铸钢件产生缩孔和缩松的原因，知道原因才能有针对性的进行预防。

铸钢件之所以出现缩孔、缩松，根本原因是钢液的液态收缩和凝固收缩大于固态收缩。

这是铸钢件固有特征。

下面我们看一下铸钢件缩孔和缩松的形成示意图：通过上面的铸钢浇注凝固示意图我们看到，在浇注刚结束时，铸型内的钢液随着温度的下降而收缩，这时候铸件本体可以从内浇道得到液体补充，所以，在这期间铸型内一直充满着液体。

而当型壁表面的钢液温度下降到液相线温度时，铸件开始凝固，形成一层硬壳，如果在这个时候内浇道凝固，则硬壳内的钢液处于封闭状态。

随着温度继续降低，钢液继续发生液态收缩和凝固收缩，铸件早已凝固的硬壳也将发生固态收缩。

在大多数情况下铸件的液态收缩和凝固收缩要大于固态收缩，因此在钢液自身重力作用下，液面将脱离硬壳的顶层而出现下降。

钢液凝固继续进行，随着硬壳的增厚，液面不断面下降。

直到全部凝固后，铸件上部就形成带有一定真空度的漏斗形缩孔。

我们来观察上图所显示的情况，在大气压力的作用，处于高温状态但强度很低的顶部硬皮，将可能向缩孔方向凹陷进去，最终形成我们上面图形上面的E图形状。

在实际生产中，铸件顶部硬皮往往太薄或不完整，因而缩孔的顶部通常和能大气相通。

铸件凝固后期，在其最后凝固部分的残余钢液中，由于温度梯度小，金属液将同时凝固，即在钢液中出现许多细小的晶粒，当晶粒长大互相连接后，将剩余的钢液分割成互不相通的小熔池。

这些小熔池在进一步冷却和凝固时得不到液体的补缩，会产生许多细小的孔洞，这就是缩松。

缩松按糨的分布情况一般分为三种：一、弥散缩松，这种缩松是指细小的孔洞均匀分布在铸件的大部分体积内，易在结晶温度范围宽的合金铸件的冷却缓慢的厚大部位处产生。

《辙叉用高锰钢疲劳裂纹扩展行为的研究》范文

《辙叉用高锰钢疲劳裂纹扩展行为的研究》篇一一、引言辙叉作为铁路轨道的重要组成部分，其材料的选择与性能直接关系到铁路的安全与稳定。

高锰钢以其良好的耐磨性、抗冲击性以及较高的强度，在铁路辙叉制造中得到了广泛应用。

然而，在长期的使用过程中，高锰钢辙叉常常因疲劳而产生裂纹，这严重影响了铁路的安全运行。

因此，研究高锰钢辙叉的疲劳裂纹扩展行为，对于预防和减少铁路事故、提高铁路运行效率具有重要意义。

二、高锰钢辙叉的疲劳裂纹扩展机理高锰钢辙叉的疲劳裂纹扩展主要受到材料性能、外部载荷和环境因素的影响。

首先，材料本身的强度、韧性以及抗疲劳性能决定了其抵抗裂纹扩展的能力。

其次，外部载荷如列车运行产生的冲击力、摩擦力等，是导致高锰钢辙叉产生疲劳裂纹的主要原因。

此外，环境因素如温度、湿度等也会对裂纹的扩展产生影响。

三、高锰钢辙叉的疲劳裂纹扩展行为研究方法为了研究高锰钢辙叉的疲劳裂纹扩展行为，可以采用多种研究方法。

首先，可以通过实验室的疲劳试验，模拟列车对辙叉的实际载荷情况，观察并记录裂纹的扩展过程。

其次，利用金相显微镜、电子显微镜等手段，观察和分析裂纹的微观形态，以揭示其扩展机理。

此外，还可以利用有限元分析等数值模拟方法，对高锰钢辙叉的应力分布、裂纹扩展等进行预测和评估。

四、高锰钢辙叉的疲劳裂纹扩展行为分析通过对高锰钢辙叉的疲劳裂纹扩展行为进行研究，可以发现其具有明显的阶段性特征。

在裂纹的初始阶段，由于材料内部存在微小的缺陷或应力集中区，导致裂纹在此处萌生并缓慢扩展。

随着外部载荷的持续作用，裂纹逐渐扩展并加深，最终可能导致辙叉的断裂。

在这一过程中，材料的强度、韧性以及抗疲劳性能起到了关键的作用。

同时，环境因素如温度、湿度等也会对裂纹的扩展速度和方向产生影响。

五、防止高锰钢辙叉疲劳裂纹扩展的措施为了预防和减少高锰钢辙叉的疲劳裂纹扩展，可以采取以下措施：首先，选用具有优异抗疲劳性能的高锰钢材料，以提高其抵抗裂纹扩展的能力。

其次，通过优化设计，减少辙叉内部的应力集中区，降低裂纹萌生的可能性。

《辙叉用高锰钢疲劳裂纹扩展行为的研究》范文

《辙叉用高锰钢疲劳裂纹扩展行为的研究》篇一一、引言辙叉作为铁路轨道的重要组成部分，其材料的选择与性能直接关系到铁路运营的安全与效率。

高锰钢因其优良的耐磨性、抗冲击性及抗腐蚀性在铁路轨道中广泛应用。

然而，高锰钢在使用过程中会遭受疲劳裂纹的困扰，这些裂纹的扩展行为对辙叉的寿命和安全性具有重要影响。

因此，对高锰钢疲劳裂纹扩展行为的研究显得尤为重要。

二、高锰钢的特性和应用高锰钢作为一种重要的工程材料，具有较高的强度、韧性及耐磨性。

在铁路轨道中，高锰钢被广泛应用于制造辙叉等部件。

然而，在长期的使用过程中，由于受到列车运行产生的交变载荷作用，高锰钢部件容易产生疲劳裂纹。

这些裂纹的扩展和延伸将直接影响到辙叉的使用寿命和安全性。

三、疲劳裂纹扩展行为的研究方法为了研究高锰钢疲劳裂纹的扩展行为，可以采用多种研究方法。

首先，可以通过实验手段，对高锰钢进行疲劳试验，观察裂纹的扩展过程。

其次，可以利用数值模拟方法，对高锰钢的疲劳裂纹扩展进行仿真分析。

此外，还可以结合理论分析，研究裂纹扩展的机理和影响因素。

四、高锰钢疲劳裂纹扩展的行为特征高锰钢疲劳裂纹的扩展行为具有明显的特征。

在交变载荷的作用下，裂纹从初始阶段的小裂纹逐渐扩展成大裂纹。

在扩展过程中，裂纹的形状、扩展速度和扩展方向都会发生变化。

此外，裂纹的扩展还受到材料性能、环境因素和载荷条件等多种因素的影响。

五、影响高锰钢疲劳裂纹扩展的因素影响高锰钢疲劳裂纹扩展的因素较多。

首先，材料的性能对裂纹扩展具有重要影响。

高锰钢的强度、韧性、硬度等性能参数将直接影响裂纹的扩展速度和方向。

其次，环境因素如温度、湿度等也会对裂纹扩展产生影响。

此外，载荷条件如载荷频率、载荷幅度等也会对裂纹扩展产生重要影响。

六、研究高锰钢疲劳裂纹扩展的意义研究高锰钢疲劳裂纹的扩展行为具有重要意义。

首先，通过研究可以深入了解高锰钢的疲劳性能和损伤机理，为材料的优化设计和使用提供依据。

其次，通过对裂纹扩展行为的研究，可以预测辙叉的使用寿命和安全性，为铁路运营提供保障。

《辙叉用高锰钢疲劳裂纹扩展行为的研究》范文

《辙叉用高锰钢疲劳裂纹扩展行为的研究》篇一一、引言辙叉是铁路轨道的关键部件之一，其性能直接关系到铁路运输的安全与效率。

高锰钢因其良好的耐磨性、抗冲击性和抗疲劳性，被广泛应用于制造辙叉等铁路轨道部件。

然而，在高强度、高负荷的铁路运输环境下，高锰钢辙叉的疲劳裂纹问题日益突出，其裂纹的扩展行为直接关系到辙叉的使用寿命和安全性能。

因此，对高锰钢辙叉的疲劳裂纹扩展行为进行研究，具有重要的理论意义和实际应用价值。

二、高锰钢辙叉的疲劳裂纹扩展机理高锰钢辙叉在长期使用过程中，由于受到循环载荷的作用，其内部会出现微小的裂纹。

这些裂纹的扩展与金属的微观结构、力学性能、环境因素等密切相关。

疲劳裂纹的扩展主要包括三个阶段：萌生阶段、稳定扩展阶段和快速扩展阶段。

在萌生阶段，由于材料内部存在微小的缺陷或杂质，循环载荷作用下，这些微小区域会首先出现应力集中，从而形成微裂纹。

随着循环次数的增加，这些微裂纹逐渐扩展，进入稳定扩展阶段。

在这一阶段，裂纹的扩展速率相对稳定，与材料的力学性能、环境因素等密切相关。

当裂纹扩展到一定程度时，进入快速扩展阶段，此时裂纹的扩展速度迅速增加，直至导致材料失效。

三、高锰钢辙叉的疲劳裂纹扩展行为研究方法研究高锰钢辙叉的疲劳裂纹扩展行为，需要采用多种研究方法。

首先，可以通过金属材料学的方法，研究高锰钢的微观结构、力学性能等基本性能。

其次，采用疲劳试验机进行疲劳试验，模拟实际使用过程中的循环载荷，观察裂纹的萌生、扩展过程。

此外，还可以利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜等手段，观察裂纹的微观形态，分析裂纹扩展的机理。

同时，通过数值模拟的方法，建立疲劳裂纹扩展的数学模型，预测裂纹的扩展趋势。

四、高锰钢辙叉的抗疲劳性能优化措施为了延长高锰钢辙叉的使用寿命，提高其抗疲劳性能，可以采取以下措施：一是优化材料成分，通过合金化等手段提高材料的强度和韧性；二是改善制造工艺，提高材料的致密度和均匀性；三是采用表面强化技术，提高材料表面的耐磨性和抗疲劳性；四是加强维护和检修，及时发现并修复微小裂纹，防止其扩展。

《2024年辙叉用高锰钢疲劳裂纹扩展行为的研究》范文

《辙叉用高锰钢疲劳裂纹扩展行为的研究》篇一一、引言辙叉作为铁路轨道的重要组成部分，其性能直接关系到铁路运输的安全与效率。

高锰钢因其良好的耐磨性、抗冲击性以及较高的强度，在辙叉制造中得到了广泛应用。

然而，在长期使用过程中，高锰钢辙叉常常会出现疲劳裂纹问题，这些问题可能会逐渐扩展，导致辙叉失效。

因此，研究高锰钢疲劳裂纹的扩展行为具有重要的实际意义。

本文将围绕辙叉用高锰钢的疲劳裂纹扩展行为展开研究，为提升辙叉的耐用性和铁路运营安全提供理论支持。

二、材料与方法本研究采用高锰钢辙叉作为研究对象，利用先进的材料科学实验方法和技术手段，对其疲劳裂纹扩展行为进行研究。

（一）材料制备与性能测试选用不同成分的高锰钢进行制备，通过热处理、机械加工等工艺得到一定尺寸和形状的辙叉试样。

同时，对试样进行力学性能测试，包括硬度、抗拉强度等。

（二）疲劳试验与裂纹扩展观察采用旋转弯曲疲劳试验机对试样进行疲劳试验，模拟实际使用过程中的应力状态。

通过显微镜、扫描电镜等设备观察裂纹的扩展过程，记录裂纹扩展的速率和方向。

（三）理论模型建立与计算分析结合实际观测结果和已有的研究成果，建立描述高锰钢疲劳裂纹扩展的理论模型。

运用计算机仿真软件对裂纹扩展行为进行计算分析，揭示裂纹扩展的机理和影响因素。

三、结果与讨论（一）疲劳裂纹扩展的速率与方向实验结果表明，高锰钢在长期疲劳过程中会产生微小裂纹，这些裂纹会随着时间和应力的增加而逐渐扩展。

裂纹的扩展速率和方向受到多种因素的影响，如材料的成分、微观结构、环境条件等。

在实际使用过程中，需要采取有效措施来降低高锰钢的疲劳裂纹扩展速率。

（二）理论模型的验证与分析本研究建立的疲劳裂纹扩展理论模型，通过对实际观测结果的拟合和分析得到了验证。

理论模型揭示了裂纹扩展的机理和影响因素，为预测和评估高锰钢辙叉的耐用性提供了有力支持。

同时，该模型还可以为优化材料成分和工艺提供指导。

（三）影响因素分析除了理论模型外，我们还对影响高锰钢疲劳裂纹扩展的因素进行了分析。

《2024年辙叉用高锰钢疲劳裂纹扩展行为的研究》范文

《辙叉用高锰钢疲劳裂纹扩展行为的研究》篇一一、引言辙叉是铁路轨道的关键部件之一，承受着列车运行过程中的重复荷载，因此其材料的选择与性能的稳定对于铁路运输的安全至关重要。

高锰钢因其优良的耐磨性、抗冲击性以及良好的加工性能，在铁路辙叉制造中得到了广泛应用。

然而，在高强度、高频率的应力作用下，高锰钢辙叉往往会出现疲劳裂纹，进而影响其使用寿命和铁路运输的安全性。

因此，对高锰钢辙叉的疲劳裂纹扩展行为进行研究具有重要的工程应用价值。

二、高锰钢辙叉材料与特性高锰钢作为一种重要的工程材料，以其独特的性能在铁路轨道制造中占据重要地位。

高锰钢具有较高的强度和硬度，同时具有良好的塑性和韧性，能够有效抵抗冲击和磨损。

此外，高锰钢还具有较好的加工性能，便于制造和维修。

三、疲劳裂纹扩展行为研究（一）研究方法本研究采用实验与数值模拟相结合的方法，对高锰钢辙叉的疲劳裂纹扩展行为进行研究。

实验方面，通过制备标准试样，进行疲劳试验，观察裂纹的扩展过程，记录相关数据。

数值模拟方面，利用有限元方法对试样的应力分布、裂纹扩展等进行模拟分析。

（二）实验过程与结果在实验过程中，首先制备了符合要求的高锰钢试样，并进行疲劳试验。

通过观察发现，在重复荷载的作用下，试样表面逐渐出现裂纹，并随着时间不断扩展。

通过高速摄像机记录了裂纹扩展的全过程，得到了裂纹扩展的速度、方向等数据。

数值模拟方面，建立了试样的有限元模型，对模型进行加载和约束设置，模拟了试样在重复荷载作用下的应力分布和裂纹扩展过程。

通过对比实验结果和数值模拟结果，验证了模型的准确性。

（三）裂纹扩展行为分析根据实验和数值模拟结果，可以得出高锰钢辙叉的疲劳裂纹扩展行为具有以下特点：1. 裂纹扩展速度：在高强度、高频率的应力作用下，裂纹扩展速度较快。

随着裂纹的扩展，其扩展速度逐渐降低。

2. 裂纹扩展方向：裂纹通常从试样表面开始扩展，并沿着一定的方向进行扩展。

扩展方向受到应力分布、材料性能等因素的影响。

返回法冶炼高锰钢辙叉氮气孔缺陷的预防

返回法冶炼高锰钢辙叉氮气孔缺陷的预防
王友生
【期刊名称】《铸造技术》
【年(卷),期】2004(25)10
【总页数】2页(P789-790)
【关键词】高锰钢;辙叉;氮气孔;返回法;铸造;熔炼
【作者】王友生
【作者单位】中铁宝桥股份有限公司铸钢车间
【正文语种】中文
【中图分类】U213.62;TG26
【相关文献】
1.消除高锰钢辙叉铸件表面夹杂物缺陷的对策 [J], 张铭
2.电弧炉返回法冶炼高锰钢的工艺改进 [J], 包勇超
3.高锰钢铁路辙叉内部铸造缺陷对使用性能的影响 [J], 张敏;王为波;周永欣;安强
4.电炉冶炼高锰钢返回法脱磷的经验 [J], 魏国庆
5.高锰钢辙叉铸造缺陷分析及提高冶金质量策略 [J], 林军科
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高锰钢铁路辙叉热处理工艺的改进

高锰钢铁路辙叉热处理工艺的改进高锰钢铁路辙叉热处理工艺的改进高锰钢辙叉是目前我国铁路运输中的主要工务部件,它型号繁多,铺设遍及全国。

近几年来,铁路的几次大提速,对这种部件的使用性能与寿命提出了更高的要求,各生产厂家也在努力提高质量,以满足更高的要求。

过去某厂在生产高锰钢辙叉过程中,由于没有充分认识到高锰钢的特性,没有真正搞清其导热等性能对这类件热处理过程的影响,长期以来制定的热处理工艺不合理,致使裂纹废品频繁发生,此项废品率达15,左右,给企业带来较大损失。

1.裂纹废品情况及初步分析产生裂纹的高锰钢辙叉数量与其在热处理窑中的摆放位置及排序(见图1)有关。

我们选择有代表的10窑110件辙叉进行热处理后统计的废品情况见表1,共有14件裂纹废品,其废品率为12.7,。

易发生裂纹废品的叉位集中在上部和边缘,因为这些叉位距火口近,受热义急又快,升温较快。

裂纹产生的部位及其特性见表2。

裂纹形状见图2。

可以看出,产生的都是横裂纹。

裂纹多发生在结构上应力集中处,裂纹的宽度和长度都比较接近,属同一类型,应属同一原因所致。

从15,25mm不同的结构厚度中均产生相同裂纹,也可说明这些裂纹基本由同一原因引起。

对产生裂纹的辙叉取样进行金相检验,其组织为奥氏体和极少量的碳化物,碳化物的数量与形状在国标允许的范围内。

这说明裂纹并未产生在水淬阶段,而是产生在热处理的升温阶段。

2.原热处理工艺我厂过去对高锰钢辙叉进行热处理,根据热处理窑的冷热情况及水爆后辙叉的温度高低,同时执行三种工艺,现场操作者依据实际情况选择其中一种工艺来执行。

三种工艺分别是热辙叉热窑(冷窑)工艺、冷辙叉热窑工艺和冷辙叉冷窑工艺。

三种工艺的工艺曲线如图3所示。

表3为原三种热处理工艺的废品分布。

可见,根据炉况及辙叉的残留温度,所选择的热处理工艺应用后都不同程度地产生了裂纹废品,尤其是冷辙叉热窑工艺废品率更高。

3.产生裂纹原因分析与碳钢件相比,高锰钢件的导热能力很差,其导热系数仅为碳钢的1/4,1/6,导致其在热处理的加热或冷却过程中不同部位大的温差,这样会在件内产生巨大的热应力。

固定型拼装辙叉预防性打磨技术探索

固定型拼装辙叉预防性打磨技术探索摘要：随着固定型拼装辙叉的大量上线使用，辙叉病害显著增多，且由于辙叉构造复杂，保养维护原因，维修人员对辙叉病害的处置不当，严重影响了辙叉的使用寿命，为此，对辙叉的多发病害进行分析，并对早期病害进行预防性打磨，减缓病害发展速度，延长设备使用寿命。

关键词：预防性、方法、标准前言随着固定型拼装辙叉的大量上线使用，在使用过程中出现了辙叉心轨、翼轨压溃、掉块、肥边及鱼鳞纹等各种病害，严重影响了辙叉的使用寿命，为最大限度减少辙叉病害的发生，对辙叉的预防性打磨进行了摸索，针对辙叉上线后的病害发展变化，逐步形成了辙叉预防性打磨技术，经过现场试验，效果较好。

1 辙叉预防性打磨的项目⑴ 消除翼轨脱碳层⑵ 调整心轨降低值⑶ 调整辙叉翼轨角形态⑷ 调整拼接缝状态⑸ 调整咽喉区受力状态2 辙叉预防性打磨的操作方法和标准2.1 消除翼轨脱碳层拼装辙叉翼轨采用U75V钢轨制作，钢轨生产过程中会在顶面形成0.3mm的脱碳层，材质较软，可使用钢轨仿形打磨机对翼轨脱碳层进行打磨消除，严格控制切削量，切削量≤0.4mm，切削范围为心轨尖至心轨50mm断面对应翼轨区域，并向两侧延伸100-150mm，顺坡区域平顺度≤0.3mm，廓形为60普通断面。

2.2 调整心轨降低值辙叉受力状态是车轮由一股向另一股逐渐过渡的过程，由于辙叉过渡段短，冲击力大，如果降低值设置不合理，对轨面的破坏力也巨大。

通过现场调查发现，辙叉铺设后道岔的顺逆向走行，车轮对心轨和翼轨的冲击作用不一样的。

通过现场打磨作业的实践，总结提炼出了辙叉不同走向的降低值设置标准，对减少辙叉伤损发生起到很大帮助。

2.3 调整辙叉翼轨轨角状态通过现场作业发现，辙叉翼轨在受力末端轨角处容易形成直角形态，受力集中，极易发生掉块，为此，改善翼轨受力状态也是预防性打磨的主要防范手段。

2.4 调整拼接缝状态辙叉拼接缝厂家在倒角时往往深度和宽度不足，极易造成叉跟轨的受力不良而形成掉块，因此应对辙叉拼接范围的缝隙进行全面倒角处理，倒角深度1.5-2mm，宽度1-2mm，倒角角度45°。

铸钢件缩孔及缩松缺陷的消除

铸钢件缩孔及缩松缺陷的消除【摘要】通过分析铸钢件缩孔及缩松产生的机理，总结出铸件产生缩孔及缩松缺陷的部位，提出从改进浇注系统、改变铸件结构、适当提高浇注温度及控制浇注速度等几个方面消除铸件中的缩孔及缩松。

缩孔及缩松缺陷是铸钢件生产中的一大难题，长期以来困扰着广大铸造工作者。

这两种缺陷多发生在铸件内部，通过机械加工或X 射线检查可以发现，要进行挽救比较困难，也有发生在表面上的，通过安放冒口可以消除。

这两种缺陷很相似，危害都很大，可以归为一类。

由于缩孔及缩松缺陷的消除需要综合考虑浇注系统、浇注温度、铸件结构、冒口及冷铁等工艺因素，在实际生产中难以控制。

本文拟对铸钢件生产中出现的缩孔、缩松缺陷的消除作一探讨，供有关人员参考。

一、缩孔及缩松缺陷产生的机理铁液在铸型内冷凝的过程中，体积要发生三次收缩：第一次是合金液从浇注温度冷却到开始凝固的温度，称为液态收缩; 第二次是从开始凝固的温度冷却到金属液全部凝固的温度，称为凝固收缩; 第三次是从全部凝固的温度冷却到室温，称为固态收缩。

液态收缩的大小与浇注温度有关，铁液每降低100 ℃，体积约缩小0. 78 % ～1. 2 % ，因此浇注温度越高，液态收缩越大。

一般情况下，在能保证流动性的前提下，应尽量降低铁液的浇注温度。

液态及凝固收缩受合金成分的影响较大，比如，在其他成分相同的情况下，碳、硅含量越大，收缩就越小; 而锰、硫含量越多，则收缩量越大。

一般铸钢件在凝固收缩阶段的线收缩率为2.0 % ～3. 5 % ，因此在砂型铸造中制造模样时，除了加放一定的加工余量外，还要按铸造合金的收缩特性，加上一定量的合金收缩率。

当金属液进入型腔后，靠近型壁的金属液散热快，冷却速度快，而后向铸件中心逐次凝固。

铸件在冷却凝固的过程中，一般液态收缩时可以得到浇包中液态金属的补缩，这个阶段的收缩对铸件质量影响不大; 固态收缩对形成缩孔、缩松缺陷的影响也不大，但如果在凝固收缩时得不到补缩，就会在铸件最后凝固的部位( 如温度最高的中心处) 形成细小或分散的孔洞，即缩孔、缩松缺陷。