高锰钢的金相与热处理
ZGMn13热处理
ZGMn13简介
高锰耐磨钢是（HIGH MANGANESE STEEL）抵抗强冲击、 大压力物料磨损等耐磨材料中的最佳选择，具有其它耐磨 材料无法比拟的加工硬化特性。在较大冲击或较大接触应 力的作用下，高锰钢板表层产生加工硬化，表面硬度由 HB200迅速提升到HB500以上，从而产生高耐磨的表面层， 而钢板内层奥氏体仍保持良好的冲击韧性。高锰耐磨钢的 含碳量高，碳的质量分数达wC=0.9%～1.45%，wMn=11%～ 14%。由于高锰耐磨钢极易冷变形强化，很难进行切削加工， 因此高锰耐磨钢件大多是铸态的。GB/T 5680—1998共包含 五个牌号：ZGMn 13－1 、ZGMn 13－2、ZGMn 13－3 、 ZGMn 13－4、ZGMn 13－5 ，这五个牌号的成分与性能稍有 差异。
ZGMn13热处理
班级：材料1201 负责人：孙益栋 合作者： 赵琴思 .李跃. 尹磊.吴雪松.朱殊 指导教师：罗珍
热处理
热处理是现代工业中不可缺少的一项重要工序， 它可以不破坏材料而提高材料的性能使材料达到 需要的性能，对提高零件的性能，挖掘材料的潜 力，节约用材，延长机器零件使用寿命起着重要 作用。热处理在日常生活、医药、通讯、国防乃 至航天领域也有着极其重要的作用。是国家工业 技术发展水平的象征。随着人们对热处理这一技 术的认识和掌握，必将进一步推动人类的进步和 文明。因此，热处理在机械装备制造业中占有十 分重要的地位
结语
通过均衡入炉温度、 降低加热速率及合理安排码放 位置等，经固溶处理可有效地减少裂纹的产生，提 高 ZGMn13 高锰钢力学性能及产品质量
ZGMn13组织与性能
提高ZGMn13钢的含碳量虽然可提高耐磨性，但易使铸 件形成裂纹的倾向增大，且使其韧性降低。由于锰的 碳化物析出，降低了晶界处的含锰量和含碳量，在水 韧处理时易析出马氏体组织，从而降低ZGMn13钢的强 度和韧性；并使铸件容易开裂和在加热时脱碳。经水 韧处理后的ZGMn13钢，在较大冲击载荷或接触应力的 作用下，其表面即产生加工硬化，从而具有良好的耐 磨性，而且心部则仍保持高的韧性。高锰钢由于加工 硬化快，因此切削加工困难，故仅限于铸造零件。常 用来制造要求耐磨并承受大冲击载荷的零件
高锰钢的热处理
热处理技术与装备高锰钢的热处理是将高锰钢铸件加热到碳化物固溶的温度,并保温一定时间,然后在水中快速冷却,形成单一的奥氏体组织,使其强度和韧性大大提高,达到可加工硬化的目的。
与普通碳钢不同,高锰钢在水中淬火后不是变硬,而是变软了,因此高锰钢的热处理又叫水韧处理。
在热处理过程中,碳化物是在固溶态下溶解到奥氏体中去的,所以又叫固溶强化处理。
高锰钢固溶理的参数主要有入炉温度、升温速度、保温温度、保温时间、摆放位置等。
1入炉温度和加热速度高锰钢铸件在入炉之前,铸件表面的粘砂、披缝和浇注冒口要清理干净。
粘砂对铸件加热或冷却都有隔热作用,使铸件加热和入水后的冷却不均匀,严重粘砂会降低铸件入水后的冷却速度,造成晶界碳化物重新析出。
披缝较薄,在热处理加热时会脱碳,水淬后会变成马氏体,马氏体相变体积膨胀,可能会使铸件基体受到拉应力而开裂。
高锰钢导热性能低, 100℃以下为碳钢的1/4～1/6倍, 600℃时为碳钢的1/2～5/7倍。
高锰钢热膨胀系数大,为碳钢的2倍, 500℃以上更大。
虽然铸件在低温加热过程中无相变应力发生,但加热到300℃以上,会在晶内和晶界上出现脆性碳化物增多的现象,有时会发生珠光体转变。
高锰钢辙叉结构复杂,同一铸件壁厚相差悬殊,铸件本身存在不小不等的铸造应力。
在热第1期吴霞等:高锰钢的热处理处理的加热或冷却过程中不同部位存在较大的温差,产生热应力。
这样,热应力和铸造应力叠加,会使辙叉产生裂纹。
因此,必须控制高锰钢辙叉的入炉温度和加热速度。
高锰钢辙叉热处理工艺分两种:冷辙叉处理和热辙叉处理。
对于热辙叉,如果装入同一窑的所有辙叉的装窑温度基本和窑温一致,则这种工艺可以节能,提高效率。
但在实际生产中装窑温度很难与窑温一致,且相差较大,主要原因有:不同炉次的辙叉开箱水爆后在同一窑中进行热处理,造成同一窑中辙叉的初始温度不同;由于连续生产,每天窑的温度也不尽相同;季节性的温度变化导致辙叉与窑温的变化较大;辙叉在窑内的排序不同会造成一定的温差。
高锰钢衬板热处理技术阐述陈晓东
高锰钢衬板热处理技术阐述陈晓东发布时间：2021-08-31T07:47:40.085Z 来源：《中国科技人才》2021年第13期作者：陈晓东[导读] 高锰钢衬板是矿石生产设备中重要的构件，因此高锰钢衬板的性能质量会对设备运行状态、矿石生产效率等产生直接影响。
云南楚雄矿冶有限公司机械制造分公司云南楚雄 675000摘要：高锰钢衬板是矿石生产设备中重要的构件，因此高锰钢衬板的性能质量会对设备运行状态、矿石生产效率等产生直接影响。
当前运用于矿石生产设备中的高锰钢衬板一般都需经过热处理，本文运用文献资料法、调查法对高锰钢衬板热处理工艺要点进行分析，并就如何提高热处理质量展开探究，希望能为相关工作带来些许帮助。
关键词：高锰钢衬板；热处理技术；技术要点高锰钢衬板热处理技术中包含淬火工艺、二次弥散固溶处理工艺等，下面分段对高锰钢衬板热处理技术工艺要点进行具体分析。
1高锰钢衬板热处理淬火工艺对高锰钢衬板进行热处理时，时间、温度是最为重要的影响因素，时间与温度的调节控制情况直接关系到高锰钢衬板的热处理效果，影响刚锰钢衬板性能质量。
在不同的处理条件以及工艺要求下，热处理温度与时间也存在差异。
在采用热处理技术对高锰钢衬板进行处理时，工作人员要能熟悉掌握各种规模产品加热过程中的各种参数，同时找到各参数与装炉方式、衬板尺寸等之间的关系，在此基础上制定科学合理的热处理方案，获得最为理想的热处理效果【1】。
1.1大型高锰钢衬板淬火处理在处理大型衬板时要注意以下技术要点：大型高锰钢衬板具有尺寸大、组成复杂等特点，热处理工艺难度较大。
为避免大型高锰钢衬板在经过热处理后性能质量仍不满足使用要求，在具体的处理过程中就需对以下技术要点做详细控制：首先是掌握好热应力。
研究表明，大型高锰钢衬板热处理过程中的热应力会对热处理质量产生直接影响，当热应力过大时，高锰钢衬板的内部组织有可能会受到损坏，为此在处理过程中要对热应力进行控制，使热应力不超过组织应力。
高锰钢热处理工艺研究现状
高锰钢热处理工艺研究现状摘要：高锰钢是铁基耐磨材料中的典型产品，在耐磨材料中占有重要地位。
因其在高应力、高冲击载荷的工作环境下表现出极优异的抗磨性能，同时兼具优良的韧性及形变硬化能力，被广泛应用于采矿、破碎、挖掘及轨道行业。
高锰钢需要经过适当的热处理处理后方能具备理想的机械性能，达到耐磨材料使用标准。
近年来，随着高锰钢产品的不断发展及多样化，高锰钢热处理工艺的改进也备受各行研究者的重视。
关键词：高锰钢；热处理工艺；现状一、高锰钢的特点及其应用高锰钢材料，是指其合金元素锰含量在11%～14%、碳含量在0.9%～1.3%的合金铸钢，这种钢材在具有很高的耐磨性的同时，具有极强的韧性，可以抵抗剧烈冲击负荷，其在承受剧烈的冲击或接触应力下，金属表面会迅速硬化，而金属内部仍然保持极强的韧性，这种外硬内韧的特点对于部分轨道交通装备零部件的抗磨损耐冲击要求是极其有利的。
二、高锰钢的热处理（一）常规热处理1.固溶处理固溶处理又称水韧处理，是高锰钢最常规的热处理方式，即将工件加热到完全奥氏体化温度保温，然后快速入水冷却以获得单一相奥氏体组织。
实际生产中一般为1000℃～1100℃，温度过低不利于碳化物溶解，过高容易导致过烧，对于合金化高锰钢，该温度可适当提高。
高锰钢经过固溶处理后，其力学性能得到明显改善。
由于高锰钢的导热系数较小，热膨胀系数较大，在加热过程中容易产生热应力，加之铸件本身存在较大的铸造应力，使得高锰钢铸件在热处理过程中极易开裂，尤其对于结构复杂，壁厚悬殊较大的铸件更是如此。
因此，对不同结构、尺寸的工件往往会制定不同热处理工艺参数。
对于结构简单的小型件，为保证其生产效率及节约能源一般可省略低温预等温过程，直接在较高温度下（<750℃）入炉，并快速升温到奥氏体化温度1000℃～1050℃保温。
对于中等结构复杂或简单大型件，如壁厚超过40mm的履带，入炉温度不宜过高（<400℃），升温速率也应放缓到50～70℃/h，且加热到600℃～700℃时，可按1.5min/mm均温一段时间以消除铸造应力，防止工件产生微裂纹。
锰钢片的热处理方法-概述说明以及解释
锰钢片的热处理方法-概述说明以及解释1.引言1.1 概述锰钢片是一种常见的材料，在许多工业领域都有广泛的应用。
热处理是一种重要的工艺方法，可以提高锰钢片的硬度、强度和耐磨性，从而改善其机械性能和使用寿命。
通过控制热处理过程中的温度、时间和冷却速率等参数，可以对锰钢片进行定制化的处理，以满足不同的工艺需求。
本文将介绍一些常用的锰钢片热处理方法，并重点探讨其关键要点。
这些方法包括淬火、回火、正火和退火等，每种方法都有其特定的应用场景和优缺点。
在淬火过程中，锰钢片经过高温加热后迅速冷却，以获得高硬度和强度。
而回火则是在淬火之后对锰钢片进行加热处理，以减轻内部应力、提高韧性和延展性。
正火则是将锰钢片在适当的温度下保持一段时间，以使其达到均匀的组织结构和机械性能。
退火是通过加热和缓慢冷却来改变锰钢片的晶粒结构，提高其延展性和可塑性。
在本文的正文部分，将详细介绍每种热处理方法的具体步骤、参数的选择以及其对锰钢片性能的影响。
同时，还将讨论一些常见的问题和挑战，如热处理过程中可能出现的变形、裂纹等，并给出相应的解决方案和建议。
通过本文的阅读，读者将能够了解不同热处理方法的原理和适用范围，掌握正确的操作技巧，并能够根据实际情况选择合适的热处理方法，以满足锰钢片的工艺要求。
本文还将对未来锰钢片热处理方法的发展趋势进行展望，以帮助读者更好地应对日益复杂和高要求的工程问题。
总之，本文将为读者提供一份全面而系统的锰钢片热处理方法的指南，帮助其在实践中充分发挥锰钢片的优异性能，推动相关领域的发展进步。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以按照以下方式进行编写:2. 正文2.1 锰钢片的热处理方法要点1在这一部分，我们将介绍锰钢片进行热处理的第一个要点。
我们将详细讨论该方法的原理、工艺步骤和关键参数等内容。
通过了解和掌握这些要点，读者将能够更好地理解和应用锰钢片的热处理方法，达到预期的效果。
2.2 锰钢片的热处理方法要点2在这一部分，我们将介绍锰钢片进行热处理的第二个要点。
超高锰钢热处理时析出碳化物呢
超高锰钢热处理时析出碳化物是强化相呢还是还会降低机械性能的呢浏览次数：145次悬赏分：50 |解决时间：2011-4-22 23:08 |提问者：ning521x最佳答案简言说明：先了解一下高锰钢的性质，高锰钢在水韧处理后一般获得全部奥氏体，具有极好的韧性，不易断裂。
当在受到强烈冲击时，由于表面快速变形，使其变形硬化（目前高锰钢变形硬化机理一般为高位错密度、变形孪晶及诱发马氏体强化等），使钢表面的抗磨性大大提高，而心部仍保持良好的韧性。
因高锰钢只有受到强烈冲击时，其表面才会硬化而耐磨，因此高锰钢作用于硬质矿石时表现为耐磨，而作用于软质的沙土时就会很快被磨损。
高锰钢件在作业时会遇到不同硬质磨料的作用和受到大小不一的冲击。
为解决高锰钢作用于软质磨料不耐磨问题，开发了超高锰钢。
超高锰钢是在Mn13基础上又添加了Cr、Mo元素及Nb、V、Ti、B等微量元素，并进一步提高Mn含量，如ZGMn18Cr2、ZGMn18Cr2Mo等。
添加Cr、Mo等元素的目的是希望在高锰钢的奥氏体基体中存在大量Cr、Mo、V、Ti的细小、弥散碳化物，以提高高锰钢在低冲击载荷下不能有效获得变形硬化情况下的耐磨性。
又因Cr、Mo等元素为铁素体形成元素，因此还需要增加Mn含量来保证基体为奥氏体。
析出碳化物的热处理方法可以分两个方面：1）通过水韧处理的加热温度和冷却控制来得到细小、弥散碳化物，建议适当延长加热时间获得完全均匀化的奥氏体，迅速水冷至约200-400度空冷析出碳化物。
2）水韧处理处理后重新加热至200-500度等温一定时间后空冷析出碳化物。
最后回答“热处理析出碳化物是强化相还是会降低机械性能”的问题：一般来说，高锰钢的力学性能是强度不足而韧性有余。
析出碳化物会提高其强度，但会牺牲一定的韧性，当钢中存在大量的碳化物时，韧性会急剧下降。
确保碳化物细小并弥散分布可使韧性降低较小。
因此，碳化物的数量、形态、尺寸及分布都会对钢在不同使用环境的机械性能产生或有利或不利的影响。
锰钢件质量控制点
锰钢件质量控制点1、水韧处理温度不低于1040℃，确保铸件中的碳化物均匀、固溶。
2、水韧处理入水时间不超过1分钟.3、Mn/C应≧10.高锰钢件热处理规定1、壁厚不同的铸件分窑处理。
铸件码放要充分考虑火焰和水流方向，力求受热均匀，减少应力，确保淬火质量。
2、淬火池每半月清理一次，淬火时确保足够的清洁水量。
3、铸件进窑时,要求两煤气炉均已产生标准煤气，炉、窑正常，窑温不高于250℃.4、南炉小风量，微火(火势尽量小,必要时用2个风口送风）缓慢升温，（每小时升温速度不高于100℃)至第一阶段保温温度。
5、低温阶段升温时间要求：600×900齿板及易裂件，不少于4。
5小时，其它件不少于3。
5小时。
6、冬季铸件入窑预热,不少于2小时。
7、保证第一阶段保温时间及保温温度要求.8、完成第一阶段保温,进入升高温阶段,南炉可增加风量,增大火势.9、高温升温速度每小时可大于100℃，但600×900齿板，升温时不可少于4小时，其它件不少于3小时.10、单炉作业，窑温大于700℃，开始升高温时，可点热北炉,两炉共同进行升高温及高温保温。
（2721端衬、600×900齿板等壁厚大于100mm的铸件，保温时间不少于4小时，其它铸件按壁厚25mm保温1小时，计算保温时间）。
11、铸件出炉入水,必须协调、快速动作,总时间控制在50秒之内。
超过一分钟时，严禁再入水,必须拉回窑内重烧,并继续保温不少于1.5小时。
12、铸件入水后,在水中摆动不少于10分钟，不可提出水面.在水中的时间不少于40分钟。
13、铸件淬火过程中，应打开水池进水阀门，补充冷水,一般要求淬火前的水温小于30℃,淬火后的水温，不大于60℃.14、整个烧窑过程中，仪表记录的温度变化曲线,温差波动不应大于50℃。
15、煤气炉作业,必须严格执行操作规程及安全规定。
16、炉、窑作业，应做到各种材料充分利用，厉行节约。
高锰钢铸件生产工艺过程控制为提高高锰钢铸件的使用寿命,特别是解决高锰钢铸件在使用中出现的不耐磨、裂纹问题，根据铸钢生产条件，产品结构、铸件使用特性，特对高锰钢的生产工艺过程进行规范和控制.一、高锰钢的冶炼冶炼质量对铸件使用性能有重要影响,特别是入炉料质量低劣、成分不合格,配比不易协调时,把好冶炼关尤其重要。
超高锰钢热处理工艺及性能研究
Ｔａｂｌｅ２
不同热处理工艺条件超高锰钢的力学性能
ｗａｔｅｒ
Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｓｕｐｅｒ—ｈｉｇｈ ｍａｎｇａｎｅｓｅ ｓｔｅｅｌ ｂｙ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｔｏｕｇｈｅｎｉｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
２．２
热处理工艺对超高锰钢组织和力学性能的影响 从表２中比较工艺１和２发现，经回火弥散强化的超高锰钢的强度、冲击韧性、硬度以及延伸率均比
谢敬佩等：
超高锰钢热处理工艺及性能研究
。２３‘
力学性能、金相和微观分析试样都从楔形块上制取，试样毛坯在高温箱式电炉中进行热处理。
１．３力学性能测试 在ＳＨＩＭＡＤ（岛津）ＺＵＡＧ—１２５０ＫＶ精密万能电子拉伸试验机上进行拉伸试验，改传统圆形拉伸试 样为板条状，利用线切割加工，避免切削加工过程中引起的硬化等问题，性能测试前进行砂纸打磨。金 属拉伸试验试样尺寸按ＧＢ２９７５切取。冲击试验在ＪＢ一３００Ａ摆锤式冲击试验机上进行，采用标准夏比 ｕ型缺口的冲击试样‘引。硬度测试采用ＨＢ一３０００布氏硬度试验机。 用配备了ＥＤＡＸ能谱仪的ＪＳＭ一５６１０ＬＶ型扫描电子显微镜观察超高锰钢的显微组织及冲击断口形貌。
ｔｒｅａｔｍｅｎｔ（１ ０００ Ｘ）
・２６・
２００８全国耐磨材料暨水泥矿山应用技术交流会
３
结论
（１）含合金元素Ｃｒ、Ｍｏ并经ＲＥ—Ｓｉ—Ｆｅ合金变质处理的超高锰钢在１ １００。Ｃ常规水韧处理后奥氏
体转变完全，晶粒均匀，晶内基本没有碳化物，晶界存在极少量未溶碳化物。冲击断口呈纤维状，综合力 学性能良好。 （２）经６００。Ｃ×６ｈ保温沉淀强化和回火弥散强化处理的超高锰钢晶粒度基本不变，晶内弥散析出细 小、均匀的颗粒状Ｍ，Ｃ，型碳化物，这些碳化物符合第二相强化原则，提高了超高锰钢的力学性能。 （３）优化出含合金元素Ｃｒ、Ｍｏ的超高锰钢最佳热处理工艺为：加热至１１００。Ｃ×４ｈ，水淬，再经２５０。Ｃ ｘ４ｈ回火处理。经过优化，奥氏体晶粒细小，晶内颗粒状碳化物均匀、弥散分布，力学性能得到显著提 高：ｏｒｂ＝９９４．５１Ｍｐａ‘，ｏｒ。＝４３０．９８Ｍｐａ，ｄｋ＝２６０Ｊ。ｅｍ～，ＨＢ＝２２７，８＝５５．０３％。与常规水韧处理相比ｏｒｂ 提高了１８．２％，ｏｒ。提高了７％，Ｏｔｋ提高了２２％，８提高了３０．３％，硬度提高了９．７％。 参考文献
高锰钢抗磨性提高的方法
高锰钢抗磨性提高的方法摘要:采用细化晶粒和沉淀硬化的方法来提高高锰钢抗磨性。
关键词:高锰钢抗磨性细化晶粒沉淀硬化对于承受较大冲击负荷的磨粒磨损条件下,通常采用奥氏体锰钢。
因为这种具有高的韧性和高的应变硬化能力,在高冲击载荷下具有高的耐磨性。
适宜制作具有抵抗凿削磨损的耐磨件。
但在很多磨料磨损的情况下,如高锰钢齿板、碎煤机环锤、衬板未能表现出较高的抗磨粒性能,甚至还出现了早期失效。
为此,本工作采用细化晶粒和沉淀硬化的方法来解决这个问题,提高奥氏体锰钢的抗磨性,适应工况条件的要求。
1、实验内容采用两种实验方案:细化奥氏体晶粒,以提高奥氏体锰钢的强韧性;进行沉淀硬化处理,进一步强化锰钢基体,改善屈服强度,获得弥散分布的碳化物组织,提高抗磨性。
1.1 细化晶粒ZGMn13钢的化学成分如表1所示。
快速循环热处理工艺:用基尔试块制作金相及夏氏冲击试样,用梅花试样制作拉伸试样。
其热处理工艺如下表2所示。
通过快速循环热处理,可使高锰钢奥氏体晶粒获得细化。
显微组织的观察表明,阶梯加热,循环加热和交替加热等三种热处理方法,均可获得比普通水韧处理细得多的奥氏体晶粒。
图1为循环热处理后的组织,晶粒度为6-8级。
图2为普通水韧处理的组织,晶粒度1-3级。
1.2 沉淀硬化处理在原循环热处理工艺基础上,分别进行低温和中温长时间失效,温度为350℃、450℃和540℃,时间为6小时,8小时和10小时,通过不同工艺处理后,得出下列结果。
其工艺方案如表3所列。
机械性能如表4所列。
(如表3) 高锰钢在细化奥氏体晶粒后,再经过450℃×8小时的失效处理,使其碳化物不论在晶内或晶界都达到了弥散分布,而且呈粒状。
而经1080℃×3小时固溶,再经过450℃×8小时失效的高锰钢,则未能得到弥散分布的碳化物,并且碳化物呈块状、针状、且聚集于晶界附近。
通过比较可以看出,高锰钢细化晶粒后,进行沉淀硬化处理,可以得到比较满意的奥氏体+弥散分布的细粒状碳化物组织。
高锰铸钢的高温形变热处理及其组织和力学性能
高锰铸钢的高温形变热处理及其组织和力学性能作者：刘江来源：《装备维修技术》2020年第11期摘要：从整个高温形变热处理操作之中能够看出，主要是将高温变形和淬火等处理工序结合在一起，以此来强化材料力学性能，完善主体热处理工艺，之后对试样显微组织和力学性能等进行全面研究，为后续工作的开展创造有利条件。
本文根据以往工作经验，对试验材料与方法进行总结，并从变形组织、力学性能、低周疲劳性能三方面，论述了试验结果与分析。
关键词：高锰铸钢;高温形变;热处理;力学性能高猛钢在应用过程中，具备明显的高硬化特征和强韧性特点，在承受冲击磨损的零件制作之中十分常见，如冶金、军工等等。
高锰钢工程构件主要以铸造成型为主，在简单热处理之后，便可以直接进行应用。
但高锰钢自身碳含量较高，结晶速度快，容易出现粗大的结晶组织。
1试验材料与方法该项试验中的试验材料选择主要是大气环境之中冶炼的高猛铸钢，实际截面尺寸为200×200mm，具体化学成分为1.11C，13.1Mn，0.42Si以及0.006S。
之后在高温形变热处理工艺实施过程中，工作人员可以先将3块试样岁炉升温到1050℃，随后保温2h，之后让其中1块试样直接实现水韧处理，将另外两块分别压缩变形20%和25%，在1050℃保温30min，做好水韧处理。
工作人员也可以利用电火花线切割机，在试样变形表面下5mm进行取样操作，加工成标距为25mm、直径为5mm的拉伸试样。
一般情况下，试样相同部位取样并加工成标距为10mm、直径为5mm的疲劳试样，使用MTS液压伺服试验机开展低周疲劳试验操作。
为了呈现出更好的效果，工作人员在疲劳试验开展前，用砂纸将试样打磨好，避免对后续疲劳性能产生影响。
该类试验过程主要采用的是应变控制方式进行，让应变速率始终处于合理状态下。
在试样相同部位应进行切取试块操作，在打磨抛光后，使用4%的硝酸酒精溶液进行腐蚀，在光学显微镜下观察其内部组织变化情况。
WC高锰钢钢结硬质合金制备及热处理
摘要钢结硬质合金是一种新型的工程材料，它综合了合金钢和硬质合金两者的优点，具有广泛的工艺特性和良好的综合物理机械性能，被广泛应用于工业生产的各个领域。
本论文研究了一种新型的WC钢结硬质合金的制各工艺，应用光学金相分析(OM)，扫描电镜(SEM)，电子探针，和洛氏硬度仪等材料分析手段，分析了钢结硬质合金的组织结构，并讨论了各个工艺参数对WC钢结硬质合金组织及性能的影响。
论文重点研究了制备WC钢结硬质合金材料的工艺路线，确定了原料中合适的碳含量以及主要制备工艺参数。
并且研究了铁粉的添加对WC钢结硬质合金力学性能、显微组织的影响。
结果表明：球磨24h，250MPa模具压制、1260℃烧结，保温0.75h后冷却，为论文试验的最佳工艺路线。
论文还对WC钢结硬质合金的热处理工艺进行了探索和研究，确定了合金退火、淬火、回火工艺的主要工艺参数。
实验结果表明：加热温度为880℃，保温4h，然后在740℃等温3h，合金的硬度达到HRC40.2，能较好地满足后续机加工的要求，在950℃～1100℃的温度范围内淬火时，淬火温度为1000℃时合金的硬度和抗弯强度达到了最高值，对合金的回火温度研究结果显示，合金在550℃回火时表现了最高的硬度和抗弯强度，分别为HRC67.3 和2393MPa，表现出良好的综合力学性能。
关键词：WC钢结硬质合金；烧结；热处理；力学性能AbstractSteel bonded carbide is a new type of engineering material. It combines the advantages of steel and bard alloy,and has been applied into many industrial fields due to its attractive physical and mechanical properties, In this paper ,a new type of steel bonded tungsten carbide was studied, and its microstructure was analyzed by scanning electron microscope ,and Rockwell hardness tester.The effects of primary process parameters on the microstructures and properties of steel bonded tungsten carbide were discussed in detail．A new process route and its process parameters about the steel bonded tungsten carbide have been investigated, and proper content of carbon was confirmed．he effect factors on mechanical properties and microstructure of steel bonded tungsten carbide has also been investigated in this dissertation. The results showed that the best route was planetary milling(24h)，pressing(250MPa),sintering in vacuum at 1260℃ for 0.75h.The route can obtain a steel bonded tungsten carbide with a high density and good mechanical properties.In this paper, the heat treatment of steel bonded tungsten carbide also has been studied．The results showed that when the steel bonded tungsten carbide was heated at 880℃for 4h．then cooled down slowly to the isothermal temperature at 740℃for 3h.the hardness of alloy was 40.2(HRC), which satisfied the requirement for machining successfully．It was found that after quenching at 1000℃．the hardness and bending strength reach maximum, and the results showed that the hardness and bending strength were the highest after tempering at 550℃.and the numerical value were HRC67.3 and 2393M Pc．the steel bonded tungsten carbide expressed a good mechanical property.Key words: steel bonded tungsten carbide，sintering，heat treatment，mechanical properties目录摘要 (I)Abstract ......................................................................................................................................... I I 第1章绪论.. (1)1.1钢结硬质合金材料概述 (1)1.1.1 钢结硬质合金的介绍 (1)1.1.2 钢结硬质合金的主要特点 (1)1.1.3 钢结硬质合金的应用 (2)1.2课题背景 (3)1.3课题的目的、意义 (4)1.3.1 课题的目的 (4)1.3.2 课题的意义 (4)1.4本领域存在的问题 (5)1.5主要研究思路与内容 (5)1.6本章小结 (6)第2章实验方法 (7)2.1实验材料与设备 (7)2.1.1 合金主要成分的确定 (7)2.1.2 试验的主要设备 (8)2.2实验方法 (8)2.2.1 工艺路线 (8)2.2.2 制备工艺 (9)2.2.3 热处理工艺 (10)2.3分析测试方法 (10)2.3.1硬度的测试 (10)2.3.2 冲击韧性 (10)2.3.3 金相观察与分析 (11)2.3.4 扫描电镜分析 (11)2.4本章小结 (11)第3章试验结论及讨论 (12)3.1合金成分对钢结硬质合金性能的影响 (12)3.1.1 主要试验过程 (12)3.1.2 碳含量对钢结硬质合金性能的影响 (12)3.2工艺因素对钢结硬质合金的影响 (13)3.2.1 球磨时间对钢结硬质合金性能的影响 (13)3.2.2 烧结温度对钢结硬质合金性能的影响 (14)3.2.3 烧结保温时间对钢结硬质合金的影响 (16)3.3WC钢结硬质合金烧结体的显微观察 (16)3.3.1 烧结体的显微观察和分析 (16)3.4热处理工艺对WC钢结硬质合金性能的影响 (17)3.4.1 热处理工艺的概述 (17)3.4.2 退火工艺对烧结态WC钢结硬质合金的影响 (18)3.4.3 淬火工艺对烧结态WC钢结硬质合金的影响 (19)3.4.4 回火工艺对烧结态WC钢结硬质合金的影响 (20)3.5本章小结 (21)结论 (22)致谢 (23)参考文献 (24)第1章绪论1.1钢结硬质合金材料概述1.1.1钢结硬质合金的介绍钢结硬质合金是以钢为粘结相，以难熔金属碳化物(主要是碳化钛、碳化钨等)作硬质相，通过粉末冶金工艺制备而成的一类材料。
锰钢热处理工艺
锰钢热处理工艺【锰钢热处理工艺】一、锰钢热处理工艺的历史其实啊，锰钢这玩意儿在材料界可是有着不短的历史。
早在很久很久以前，人们就发现了锰这种元素在钢铁中的神奇作用。
在过去，钢铁的性能往往受到很多限制，强度不够、韧性不足等等问题一直困扰着人们。
后来，经过不断地尝试和摸索，发现加入一定量的锰之后，钢铁的性能能得到显著提升。
比如说，在工业革命时期，对于各种机械设备的需求大增，这时候锰钢就开始崭露头角。
它被用在制造蒸汽机的零件、铁路轨道的连接件等等，为当时的工业发展立下了汗马功劳。
随着时间的推移，对于锰钢的研究越来越深入，热处理工艺也在不断地改进和完善。
从最初的简单加热处理，到后来更加精细复杂的工艺，锰钢的性能也变得越来越出色。
二、锰钢热处理工艺的制作过程1. 材料准备说白了就是先把原材料准备好。
锰钢的主要成分除了铁之外，就是锰啦，当然还可能会有一些其他的合金元素。
这些原材料都要按照一定的比例进行调配，就像是做菜时要把各种调料放对量一样。
2. 加热环节这一步可是关键哦！把调配好的锰钢材料放进加热炉中，加热到特定的温度。
这个温度可不是随便定的，那是经过科学家们无数次实验得出的最佳数值。
打个比方，这就好比烤蛋糕，温度太高会烤焦，温度太低又烤不熟。
3. 保温阶段加热到合适温度后，还得让它在这个温度下保持一段时间，确保整个材料都被均匀加热，内部结构也能发生相应的变化。
4. 冷却处理冷却的方式有好几种，比如快速冷却、缓慢冷却等等。
不同的冷却方式会让锰钢获得不同的性能。
这就像人跑步后，有的人马上冲个冷水澡，有的人慢慢散步等自然降温，身体的反应可不一样。
三、锰钢热处理工艺的特点1. 高强度锰钢经过热处理后，强度那是相当高。
想象一下，它就像一个超级大力士，能够承受巨大的压力和拉力，不容易变形和断裂。
比如说在建筑行业中，用锰钢制造的钢梁能够支撑起巨大的建筑物，稳如泰山。
2. 良好的韧性它不仅强度高，韧性也很棒。
这意味着它不容易脆断，具有一定的弹性和延展性。
高锰钢的热处理
热处理技术与装备高锰钢的热处理是将高锰钢铸件加热到碳化物固溶的温度,并保温一定时间,然后在水中快速冷却,形成单一的奥氏体组织,使其强度和韧性大大提高,达到可加工硬化的目的。
与普通碳钢不同,高锰钢在水中淬火后不是变硬,而是变软了,因此高锰钢的热处理又叫水韧处理。
在热处理过程中,碳化物是在固溶态下溶解到奥氏体中去的,所以又叫固溶强化处理。
高锰钢固溶理的参数主要有入炉温度、升温速度、保温温度、保温时间、摆放位置等。
1入炉温度和加热速度高锰钢铸件在入炉之前,铸件表面的粘砂、披缝和浇注冒口要清理干净。
粘砂对铸件加热或冷却都有隔热作用,使铸件加热和入水后的冷却不均匀,严重粘砂会降低铸件入水后的冷却速度,造成晶界碳化物重新析出。
披缝较薄,在热处理加热时会脱碳,水淬后会变成马氏体,马氏体相变体积膨胀,可能会使铸件基体受到拉应力而开裂。
高锰钢导热性能低, 100℃以下为碳钢的1/4～1/6倍, 600℃时为碳钢的1/2～5/7倍。
高锰钢热膨胀系数大,为碳钢的2倍, 500℃以上更大。
虽然铸件在低温加热过程中无相变应力发生,但加热到300℃以上,会在晶内和晶界上出现脆性碳化物增多的现象,有时会发生珠光体转变。
高锰钢辙叉结构复杂,同一铸件壁厚相差悬殊,铸件本身存在不小不等的铸造应力。
在热第1期吴霞等:高锰钢的热处理处理的加热或冷却过程中不同部位存在较大的温差,产生热应力。
这样,热应力和铸造应力叠加,会使辙叉产生裂纹。
因此,必须控制高锰钢辙叉的入炉温度和加热速度。
高锰钢辙叉热处理工艺分两种:冷辙叉处理和热辙叉处理。
对于热辙叉,如果装入同一窑的所有辙叉的装窑温度基本和窑温一致,则这种工艺可以节能,提高效率。
但在实际生产中装窑温度很难与窑温一致,且相差较大,主要原因有:不同炉次的辙叉开箱水爆后在同一窑中进行热处理,造成同一窑中辙叉的初始温度不同;由于连续生产,每天窑的温度也不尽相同;季节性的温度变化导致辙叉与窑温的变化较大;辙叉在窑内的排序不同会造成一定的温差。
高锰钢书11
§1. 高锰钢特性§1.1.高锰钢铸件技术条件§1.2 高锰钢的化学成分和铸态组织§1.3.高锰钢的铸造性能特点§1.4.高锰钢的加工硬化§1.5.提高高锰钢质量的主要途径§2. 高锰钢的熔炼一高锰钢的熔炼碱性电弧炉熔炼二）碱性感应电炉熔炼§3.高锰钢的热处理§3.1. 铸造高锰钢的水韧处理§3.2.高锰钢水韧处理工艺对低温韧性的影响§3.3.高锰钢水韧处理规范及实例§3.4.高锰钢水韧处理金相组织§3高锰钢铸造工艺§4.高锰钢铸件无冒口浇注1.高锰钢铸件冒口补缩距离2、高锰钢铸件无冒口铸造二.高锰钢铸件无冒口浇注铸型三、V法铸造开冒口落注高锰钢铸件第2章铸钢的电弧炉熔炼技术§2.1 电弧炉结构及工作原理高锰钢熔铸生产实例（优质钢高锰钢铸件生产技术及应用实例）邓宏运胡祖尧章舟编著前言第一章高锰钢特性1.1高锰钢铸件技术条件1.2高锰钢的化学成份和铸态组织1.2.1高锰钢的化学成份1.2.2化学成份对高锰钢性能的影响1.2.3铸态组织1.3高锰钢的铸造性能特点1.3.1流动性好1.3.2热裂倾向大1.3.3热应力大1.3.4易产生粘砂1.4高锰钢的加工硬化1.5提高高锰钢质量的途径1.5.1细化晶粒1.5.2消除碳化物1.5.3改进高锰钢的耐磨性第2章铸钢的电弧炉熔炼2.1电弧炉结构及工作原理2.1.1电弧炉结构2.1.2 电弧炉工作原理2.2 铸钢的电弧炉熔炼工艺特点与碱性电弧炉特钢的冶炼技术2.2.1铸钢的电弧炉熔炼工艺特点2.2.2碱性电弧炉特钢的冶炼技术2.2.2.1氧化法冶炼特点2.2.2.2不氧化法冶炼特点2.2.2.3返回吹氧法冶炼特点2.3电弧炉冶炼铸钢熔化期的质量控制2.3.1熔化期的作业程序及质量控制2.3.1.1熔化期快速熔化炉料2.3.1.2熔化期准备工作2.3.2熔化期的作业技巧2.3.2.1吹氧时氧压的控制2.3.2.2吹氧助熔的方法2.3.2.3缩短熔化期的措施2.3.3熔化期各种异常情况的分析处理方法2.3.3.1熔化期不导电原因及处理方法2.3.3.2炉料的“搭棚”塌料现象及处理方法2.3.3.3熔化末期炉底粘冷钢原因及检查处理方法2.3.3.4吹氧助熔塌料会造成大沸腾现象及预防处理的方法2.4电弧炉冶炼铸钢氧化期的质量控制2.4.1氧化期的作业程序及关键2.4.1.1氧化前的测温2.4.1.2氧化期造渣2.4.1.3氧化方法2.4.1.4氧化技术控制2.4.1.5净沸腾2.4.1.6扒渣2.4.2氧化期的作业2.4.2.1氧化期吹氧方法2.4.2.2氧化期使用矿石的方法2.4.2.3氧化期要做到高温氧化均匀沸腾，保证脱碳量2.4.2.4符合规定要求、顺利进行冶炼2.4.2.5氧化期造泡沫渣的技术2.4.2.6快速去磷技术措施2.4.2.7合理控制脱磷与脱碳操作2.4.2.8影响炉渣的流动性的因素2.5电弧炉冶炼铸钢氧化期作业异常情况的原因及处理技术2.5.1脱碳快、去磷慢2.5.2取磷快、脱碳慢2.5.3碳、磷下降慢，甚至不发生氧化反应2.5.4碳已经氧化到终点，熔池温度已升，而磷还高2.5.5炉壁剥落2.5.6氧化后期炉渣有时会变得粘稠2.5.7加矿石氧化时会引起爆发性大沸腾2.6电弧炉冶炼铸钢还原期的质量控制2.6.1还原期白渣作业关键程序2.6.1.1造稀薄渣2.6.1.2予脱氧操作2.6.1.3变渣操作2.6.1.4搅拌分析2.6.1.5调整化学成份2.6.1.6出钢2.6.2还原期作业技巧2.6.3还原期脱碳操作方法2.6.4还原期薄壁吹氧操作2.6.5除渣后加入烤红石灰用大功率供电造渣2.6.6还原期采用大渣量造渣2.6.7还原期要封闭好炉子进行冶炼2.6.8还原期为保证还原气氛要不断加入碳粉和硅粉2.6.9还原期白渣脱氧应保持一定时间做到白渣下出钢2.6.10还原期避免停电后期升温2.6.11还原期冶炼温度控制的重要性2.6.12还原期降低钢中夹杂物的途径2.6.13还原期钢的合金化方法2.6.14还原期冶炼操作对合金元素回收率的影响2.6.15还原期控制化学成份的经验方法2.7电弧炉冶炼铸钢还原期异常情况分析判断及处理方法2.7.1炉渣增碳因素分析2.7.2出炉内冒出的烟尘气氛来判断渣况2.7.3从渣子颜色判断渣况2.7.4石渣火焰分析及变渣方法2.7.5熔池温度判断2.8电弧炉冶炼铸钢还原期质量事故分析与预防处理方法2.8.1元素出格原因及防止措施2.8.2预防化学成份不合格的几种规定2.8.3还原期质量事故的处理规定第3章高锰钢的电弧炉冶炼技术3.1高锰钢电弧炉冶炼的基本原理及过程控制3.1.1炉渣的作用3.1.2炉渣的性质3.1.3炉渣的粘度3.2高锰钢电弧炉冶炼的基本原理3.2.1硅和锰的氧化3.2.2脱磷3.2.3脱碳3.2.4脱氧3.2.5脱硫3.3冶炼高锰钢工艺操作规程3.3.1碱性电弧炉氧化法冶炼高锰钢工艺操作规程3.3.2碱性电弧炉不氧化法冶炼高锰钢工艺操作规程3.4高锰钢铸造性能和高锰钢浇注温度的控制3.4.1高锰钢铸造性能3.4.2高锰钢浇注温度的控制第4章高锰钢的碱性感应电炉熔炼4.1熔炼用中频感应炉§4.1.1 中频电磁感应熔炼炉的工作原理及组成§4.1.2感应熔炼电炉成型炉衬的应用§4.1.3中频感应电炉的试炉及熔炼操作注意的问题§4.1.4中频感应电炉的维护保养与安全操作及事故处理§4.1.5中频感应熔炼炉启动时6种故障分析及处理§4.1.6中频感应熔炼炉运行中14种故障处理4.2.碱性感应电炉的熔炼第5章高锰钢的热处理5.1铸件的清理5.2铸件的热处理工艺5.2.1加热处理5.2.2加热温度和保温时间5.2.3淬火5.3高锰钢水韧处理工艺对低温韧性的影响5.4规范及实例5.5金相组织第6章优质钢高锰钢铸件的生产技术及应用实例6.1优质钢高锰钢铸件的生产技术6.1.1高锰钢的化学成份对组织和性能的影响6.1.2高锰钢的冶炼技术6.1.3浇注前钢液的静量及温度的控制6.1.4高锰钢的热处理6.2延长高锰钢铸件使用寿命的途径6.3提高挖掘机斗齿寿命的途径6.4提高高锰钢在湿磨条件下的耐磨性6.5含铬高锰钢6.6高锰钢履带板铸件添加稀土6.7加稀土熔炼高锰钢改善性能§1. 高锰钢特性§1.1.高锰钢铸件技术条件高锰钢是1种抗磨钢.所谓抗磨钢是指在没有润滑的条件下经受磨粒的摩擦而具有高抗磨性的钢种。
高锰钢热处理工艺研究现状
高锰钢热处理工艺研究现状摘要：高锰钢是黑色系耐磨材料的代表产品，在耐磨材料中占有重要地位。
由于在高应力、高冲击载荷的工作环境下具有优良的耐磨性能、良好的韧性和变形硬化能力，被广泛应用于矿山、破碎、钻井和铁路行业。
高锰钢必须经过适当的热处理，才能具有理想的机械性能并满足耐磨材料的标准。
近年来，随着高锰钢产品的不断发展和多样化，改进高锰钢的热处理工艺也引起了各领域研究人员的关注。
关键词：高锰钢热处理工艺现状高锰钢是黑色系耐磨材料的代表产品，在耐磨材料中占有重要地位。
由于在高应力、高冲击载荷的工作环境下具有优良的耐磨性能、良好的韧性和变形硬化能力，被广泛应用于矿山、破碎、钻井和铁路行业。
高锰钢必须经过适当的热处理，才能具有理想的机械性能并满足耐磨材料的标准。
1882年，英国奥氏体高锰钢由R.A.哈德菲尔德发明，他发现高锰钢通过加热到1000℃再用水冷却提高了韧性。
一直使用到现在。
近年来，随着高锰钢产品的不断发展和多样化，改进高锰钢的热处理工艺也引起了各领域研究人员的关注。
高锰钢是黑色系耐磨材料的代表产品，在耐磨材料中占有非常重要的地位。
由于在高应力、高冲击工况下具有优良的抗磨效果，以及良好的柔韧性和变形硬化能力，被广泛应用于破碎、钻井、矿山等领域。
高锰钢具有较好的机械性能，必须经过合理的热处理工艺才能达到标准使用要求。
本文简要介绍了高锰钢的基本情况，分析了热处理工艺对高锰钢组织和性能的影响。
1高锰钢的特点和用途高锰钢是指合金元素中锰含量为11%-14%，碳含量为0.9%-1.3%的合金铸钢，韧性好，能承受剧烈的冲击载荷。
在接触应力下，金属表面迅速硬化，但金属内部仍保持强韧性，耐磨、抗冲击要求非常有利。
2高锰钢的热处理固溶热处理又称水强化处理，是高锰钢最常用的热处理方法。
即通过将工件加热到全奥氏体化温度，保温，然后在水中淬火，得到单片钢，高锰钢铸件极其脆弱。
在热处理过程中，尤其是对于结构用途而言，对于复杂且壁厚变化较大的铸件尤其如此。
铸钢的金相组织及检验
铸钢的金相组织及检验一、铸造碳钢的金相组织及检验（一）铸造碳钢的显微组织1．铸态组织为铁素体＋珠光体＋魏氏组织。
如图8-1、图8-2。
图8-1 ZG230-450铸钢铸态组织(100×) 图8-2 ZG310-570铸钢铸态组织(100×)铸态组织的形貌和组成相的含量与钢的碳含量有关。
碳含量越低的铸钢，铁素体含量越多，魏氏组织的针状越明显、越发达，数量也多。
随铸钢碳含量的增加，珠光体量增多，魏氏组织中的针状和三角形的铁素体量减少，针齿变短，量也减少，而块状和晶界上的网状铁素体粗化，含量也增多。
若存在严重的魏氏组织，或存在大量低熔点非金属夹杂物沿晶界呈断续网状分布，将使铸钢的脆性显著增加。
2．退火组织为铁素体＋珠光体。
铁素体呈细等轴晶。
珠光体分布形态随钢的碳含量增加而变化。
随钢的碳含量增加，珠光体呈断续网状分布→网状分布→珠光体与铁素体均匀分布，其含量也不断增多。
若退火组织中存在残留的铸态组织或组织粗化均属于不正常组织。
3．正火组织为铁素体＋珠光体，分布较均匀，如图8-3。
与退火组织相比较，正火组织的组成相更细、更均匀，珠光体含量稍多。
若存在残留铸态组织或组织粗化均属不正常组织。
4．调质组织 ZG270-500以上牌号的铸造碳钢可进行调质处理，组织为回火索氏体，见图8-4。
若出现未溶铁素体或粗大的回火索氏体属不正常组织。
图8-3 ZG230-450 铸钢正火组织(100 ×) 图8-4 ZG35CrMo铸钢调质组织(650×)5．几种常用铸造碳钢的组织见表8-1,表8-1 常用铸造碳钢的组织铸造碳钢 ZG200-400 ZG230-450 ZG270-500 ZG310-570 ZG340-640显微组织铸态魏氏组织+块状铁素体+珠光体珠光体+魏氏组织+铁素体珠光体+铁素体部分铁素体呈网状分布铁素体呈网状分布退火铁素体+珠光体珠光体+铁素体珠光体呈断续网状分布珠光体呈网状分布正火铁素体+珠光体珠光体+铁素体调质回火索氏体（二）铸造碳钢的质量检验铸造碳钢多数用于一般工程，金相检验按照GB/T 8493-1987《一般工程用铸造碳钢金相》标准进行。