高锰钢水韧处理中的冷却
水韧热处理技术要求
水韧热处理技术要求高锰钢水韧热处理技术规范本规范适用于高锰钢铸件热处理及试样处理检测1、操作前准备1.1检查各热电偶、测温仪、记录仪、起重机及水池循环水，是否正常。
1.2检查窑体、窑门、平车，是否正常。
1.3操作者要对窑车铸件了解，对主要铸件要记录在帐，作为出现质量异议备查。
2、装窑2.1清整后的铸件，检查员要铸件检查，认为符合要求方可装窑，并做铸件记录。
2.2装炉前必须清除粘砂、披缝飞边等杂物，并详细检查有无裂纹，若有裂纹不得装炉。
对裂纹铸件，技术人员拿出处理方案，处理后方可上窑。
2.3装炉铸件总重不得超台车负荷，各铸件间隔≥30mm同时要放稳垫平。
尤其动锥、定锥圆锥破碎机衬板，大口朝下，在一个平面上。
2.4铸件摆放不得超出均温有效区，铸件厚大者应放在台车中部。
2.5铸件装窑后，随炉试样应放在具有代表热处理状况的位置，要炉次与窑次记录在帐。
3、热处理过程3.1加热与保温过程中应经常观察炉内温度分布情况，掌握温度控制，确保工艺曲线的正常执行。
3.2台车拉出后铸件入水不得超过1分钟，冬季不能超过45秒，确保铸件入水温度在960℃以上，铸件出水温度不得超过50℃。
3.3水池水温≤20℃；淬火后水池水温≤50℃。
打开池内循环水或搅拌器，水池淤积物要经常清理。
7、高锰钢水韧处理工艺曲线：特殊产品，在工艺图纸上做特殊说明。
4、试样处理4.1试样专人负责，做理化检验，没有特殊要求只做金相检测（包括晶粒度、碳化物、夹杂等）。
4.2对金相、热处理工艺曲线不合格产品，由技术人员做评定。
4.2填写热处理记录台帐，包括窑次、备件名称、试样编号。
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
高锰钢的水韧处理温度
高锰钢的水韧处理温度
对于高锰钢的水韧处理温度，一般而言，该过程的温度通常在800°C到1100°C之间。
具体的温度选择会受到高锰钢的合金成分、生产工艺和所需性能的影响。
一般步骤如下：
加热：将高锰钢零件加热到水韧处理温度范围内。
这个阶段有助于改变高锰钢的结构。
保温：在达到所需温度后，保持一定的时间以确保材料均匀受热。
淬火：将加热保温后的高锰钢零件迅速浸入冷却介质（通常是水），进行淬火。
这个过程能够使高温状态下的高锰钢迅速冷却，改变其晶体结构，提高硬度和强度。
需要特别注意的是，水韧处理是一项严格控制的热处理工艺，温度和时间的选择需要根据具体高锰钢的成分和性能要求来确定。
此外，由于高锰钢含有较高的锰含量，对淬火的冷却速度和方式有一定要求，以避免出现不均匀的组织结构和可能的开裂问题。
对于具体的高锰钢水韧处理温度和工艺参数，建议咨询相关领域的专业工程师或材料科学家，以确保获得最佳性能和质量。
1。
高锰钢的水韧处理
高锰钢的水韧处理
高锰钢的水韧处理：高锰钢（Hadfield Manganese Steel）是一种具有高强度、高硬度和良好耐磨性能的钢材，通常用于制造各种耐磨零部件。
高锰钢的水韧性较差，在遭受冲击或振动时容易发生断裂，因此需要经过水韧处理以提高其韧性。
高锰钢的水韧处理是一种低温热处理方法，也称为"回火处理（tempering）"。
水韧处理的步骤如下：
预热：将高锰钢件加热至250℃-300℃，并保持1-2小时，以消除内部应力和铸造缺陷。
水淬火：将高锰钢件迅速浸入温度介于10℃-30℃的水中，然后立即捞起，迅速晾干。
回火处理：将淬硬后的高锰钢件放入250℃-350℃的恒温箱中，保持1-2小时，然后自然冷却至室温。
水韧处理可以有效地提高高锰钢的韧性，降低其脆性，并使其具有良好的冲击韧性和振动吸收能力，从而提高其使用寿命。
高锰钢水韧处理的加热温度
水韧处理的加热速度高锰钢铸件进行水韧处理，加热时的温度低于400℃的范围内，铸态组织中没有明显变化。
450℃左右开始有针状碳化物析出。
500℃时碳化物数量明显增加。
大约在550℃是碳化物析出数量最多。
到600℃时针状碳化物的长度铸件变短但是片层变得宽厚。
700℃以上铸态组织中的碳化物铸件溶入奥氏体中。
开始时是晶内针状碳化物先溶解，800℃时晶内碳化物大部分消失了，，只是在晶界上和晶界附近尚有未溶的碳化物。
850℃以上晶界上的碳化物因逐渐溶解而变细、变窄成断网状，900℃以上晶界上残余的碳化物铸件消失并成为孤立的集聚状态。
这种未溶的碳化物随着温度的升高而逐渐缩小，950℃以上即全部溶入奥氏体中。
加热过程中在550-600℃发生共析转变，形成珠光体。
开始时在碳化物的周围奥氏体分解，以后逐渐扩大范围。
开始形成的珠光体是层片状，温度升高时趋于粒状化。
加热到共析转变温度以上，珠光体型的组织会发生奥氏体的重结晶。
这个过程是一个在相界面上奥氏体核心形成和长大的过程，由于重结晶的过程奥氏体晶粒可以有一定程度的细化。
但是在通常的热处理升温速度的条件下，铸态组织中的奥氏体不可能全部分解，因此这个细化作用是不明显的。
而且经过高温保温阶段之后往往高锰钢的晶粒还有所长大，甚至在热处理之后的组织较铸态还要粗大。
高锰钢在升温过程中，若升温速度足够快，奥氏体中就来不及析出碳化物，就不发生共析反应。
由于高锰钢的导热性低、热膨胀系数高，加以铸态组织中有大量的网状碳化物，钢的性能很脆。
加热时很容易因应力而开裂。
入炉温度取决于高锰钢铸件的尺寸、重量、结构的复杂程度和钢中碳含量等因素。
加热过程中温度低于700℃时最危险，因为低温时钢的性能很脆。
升温到650-700℃时保温一段时间，以便使温度均匀，消除一部分应力。
保温时间长短视件大小而定。
加热速度根据具体情况，厚大件可以在35-50℃/h，多数铸件可以在80-100℃/h。
为了防止形成裂纹，磷含量、碳含量和升温速度之间应综合予以考虑。
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。
高碳钢钢丝在铅浴和CMC水溶液中的冷却行为
收稿日期:2006-04-05。
作者简介:陈锐(1979-),男,硕士研究生,从事金属热处理研究。
・试验研究・高碳钢钢丝在铅浴和CMC 水溶液中的冷却行为陈锐,罗新民(江苏大学材料学院,江苏 镇江 212013)摘 要:利用钢丝探头分别测量了含碳0.70%的钢丝在铅浴和C MC 水溶液中的冷却过程。
用冷却曲线分析法阐释了钢丝的冷却过程和相变规律。
钢丝的“体积效应”和在冷却介质中的热扩散能力共同决定了铅浴淬火过程及钢丝的相变过程。
高碳钢钢丝在0.25%C MC 水溶液中可完全转变为珠光体组织,但其转变温度由于连续冷却转变特性而高于在铅浴中的转变温度。
根据铅浴淬火的冷却本质和C MC 水溶液的冷却特性,用于替代铅浴的淬火介质应设法加快初始阶段冷却速率。
关键词:冷却曲线;铅浴淬火;羟基纤维素(C MC );聚合物;相变;高碳钢;钢丝;索氏体;珠光体中图分类号:TG 151.2,TG 162.85 文献标识码:A 文章编号:1673-4971(2006)04-0044-05Cooling Behaviors of H igh C arbon Steel Wiresin the Lead B ath and CMC SolutionsCHE N Rui ,LOU X in-min(Department of Material Science ,Jiangsu University ,Zhenjiang Jiansu 212013,China )Abstract :The cooling process of 0.70%carbon steel wires upon patenting in lead bath and C MC (Carboxyl Methyl Cellulose )aqueous s olutions was measured respectively with the steel wire probes.The cooling process and the trans formation behaviors of the wires ,upon patenting ,were interpreted by cooling curve analyses.It is the coherence of the ‘mass effect ’of steel wires and the thermal diffusion ability in cooling media that dominates the patenting process and the trans formation behaviors of the wires.The high carbon steel wires could fulfill the trans formation to pearlite in the 0.25%C MC aqueous s olution.But the trans formation tem perature is higher than in lead bath due to its attribution of continuous cooling trans formation.According to the cooling essence for patenting and the cooling characteristics of the C MC aqueous s olutions ,the adoption of the alternative should be focused on accelerating the cooling of the primary stage for patenting.K ey w ords :cooling curve ;patenting ;carboxyl methyl cellulose (C MC );polymer ;phase trans formation ;high-car 2bon steel ;steel wire ;s orbite ;pearlite0 引言铅浴淬火是将钢丝加热至910℃左右,随后在熔融铅浴中快速冷却。
水韧处理 不锈钢热处理
水韧处理
水韧处理实际为一种固溶处理,常用于高锰钢，由于高锰钢的铸态组织为奥氏体，碳化物及少量的相变产物珠光体所组成。
沿奥氏体晶界析出的碳化物降低钢的韧性，为消除碳化物，将钢加热至奥氏体区温度（1050-1100℃，视钢中碳化物的细小或粗大而定）并保温一段时间（每25mm壁厚保温1h），使铸态组织中的碳化物基本上都固溶到奥氏体中，然后快速冷却，从而得到单一的过冷奥氏体组织。
钢(主要指高锰钢)加热到临界温度以上(加热至1100℃左右)，使钢中全部碳化物溶解到奥氏体中去，然后，迅速淬入水中，碳化物来不及从奥氏体中析出，保持了均匀的奥氏体状态(硬度不高，但具有良好的塑性和韧性)。
主要是提高形变强化能力。
用于耐磨件的热处理
一般的水地韧处理为ＺＧＭｎ１３类高锰钢，主要用于承受冲击载荷工作的零件，其它如陆丰所言．
奥氏体表面在受到冲击作用时，产生强烈的加工硬化，当硬化层被磨／崩掉后，又露出新鲜的奥氏体，重新硬化，如此反复．
因其有强烈的加工硬化，故不可采用机械加工方法成形，主要用铸造方法所得，所以为铸钢．
近年来有降低含锰量的做法，做出中锰钢，同样可以采用水韧处理．
主要用于，坦克／推土机之履带，铁路扳叉等，还可用于强力抛丸机之内壁．以增其耐磨性（一般厂家为节省成本不用此钢在抛发丸机上）
中锰的可用于农业机械之脱粒机等场合．
在模具钢中，早期的（约１９８２年出版的书中就有此说法）双细化处理工艺第一步有时称之为水韧（或油韧）
具体为在模具钢进行锻造后，在钢之ＡＣｍ点上，将钢淬入热水中（称水韧），淬入油中（称油韧），目的在于将碳化物大部分溶入奥氏体中，在淬火后重新高温回火后得到细而均匀的精粒状碳化物．再进行正常（或比正常奥体化温度略低）加热淬火，以期提升模具的韧性，耐磨性．。
高锰钢工艺
高锰钢工艺1．高锰钢有哪几种其性能如何锰含量约为11％～18％的钢称高锰钢。
常用的铸造高锰钢ZMn13的化学成分为：Mn含量11％～14％，c含量％～％，Si含量％～％，P含量<％，S含量<％。
高锰钢是一种耐磨钢，经过水韧处理的高锰钢可以得到较高的塑性和冲击韧性。
所谓水韧处理，就是把钢加热到1000℃～1100℃，保温一段时间，使钢中的碳化物全部溶入奥氏体中，然后迅速冷却，使碳化物来不及从奥氏体中析出，从而保持了单一的均匀的奥氏体组织。
经过水韧处理的高锰钢称为高锰奥氏体钢。
其力学性能为：σb=980 MPa，σs=392 MPa，HB210，δ=80％，αk= MJ／m2。
高锰钢具有很高的耐磨性，虽然它的硬度只有HB210，但它的屈服点σs较低，只有σb的40％，因此具有较高的塑性和韧性。
高锰钢在受到外来压力和冲击载荷时，会产生很大的塑性变形或严重的加工硬化现象，钢被剧烈强化，硬度显著提高，可达HB450～550，因此有了较高的耐磨性。
高锰钢可分为高碳高锰耐磨钢、中碳高锰无磁钢、低碳高锰不锈钢和高锰耐热钢。
几种高锰钢的牌号和性能见表5-1。
2．高锰钢有哪些切削加工特点高锰钢锰含量高达11％～18％，具有较高的塑性和韧性，在切削加工中有以下特点：(1)加工硬化严重：高锰钢在切削过程中，由于塑性变形大，奥氏体组织转变为细晶粒的马氏体组织，从而产生严重的硬化现象。
加工前硬度一般为HB200～220，加工后表面硬度可达HB450～550，硬化层深度～mm，其硬化程度和深度要比45号钢高几倍。
严重的加工硬化使切削力增大，加剧了刀具磨损，也容易造成刀具崩刃而损坏。
(2)切削温度高：由于切削功率大，产生的热量多，而高锰钢的导热系数比不锈钢还低，只有中碳钢的1/4，所以切削区温度很高。
当切削速度Vc<50 m/min 时，高锰钢的切削温度比45号钢高200℃～250 ℃，因此，刀具磨损严重，耐用度降低。
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。
ZGMn13焊接的工艺要求
ZGMn13焊接的工艺要求高锰钢是指含碳量为0.9%～1.3%，含锰量为11.0%～14.0%的铸钢，即ZGMn13。
此材料在1000～1100 ℃之间为单一奥氏体组织，为保持此组织，需高温淬火，即在1100～1050 ℃间的温度内立即水淬至常温。
经过热处理后的高锰钢，如果再加热到250 ℃以上，就会有碳化物析出，其脆性增加，再有此材料的线胀系数大，易出现较大内应力，如果采取常规焊接工艺焊接会出现开裂现象，原因是焊后缓冷到950～250 ℃的温度区间内，会有大量碳化物析出，使母材变脆，再有内应力大，冷却后检查焊缝与母材间已开裂。
解决此问题，就要根据此材料的特殊性质，采取特殊焊接工艺，采取间断焊接、焊后立即水冷至常温的办法，使焊缝避开那段温度区。
结果是成功的.ZGMn13高锰钢的焊接较差，焊接时的主要问题是：⑴热影响区碳化物的析出高锰钢经1050℃水韧处理后，碳全部固溶于奥氏体中，室温下呈单相奥氏体组织，具有良好的韧性，但当重新加热超过250℃时，碳就会沿晶界析出碳化物，使材料的韧性大大下降，因此焊补后，在热影响区的一个区段内会不同程度地析出碳化物，不仅失去韧性变脆，而且还会降低耐磨性和冲击韧度。
解决的措施是加快施焊时焊件的冷却速度，缩短在高温下停留的时间，以减少碳化物的析出。
⑵热裂纹倾向严重ZGMn13高锰钢的线膨胀系数是低碳钢的1.6倍，但热导率仅是低碳钢的1/6，所以焊接时会产生很大的应力，在S、P有害杂质的作用下，产生焊缝热裂纹和热影响区的液化裂纹。
解决的措施是严格控制母材中的S、P含量，特别是焊接材料中的S、P含量；其次是采用锤击焊缝等工艺措施，减少焊接应力。
如何正确地选用ZGMn13奥氏体高锰钢焊接时的焊接材料？⑴焊条用于ZGMn13奥氏体高锰钢焊接的焊条为低碳钢焊芯，并在药皮中加入适量合金元素，使熔敷金属得到高锰钢的化学成分和力学性能。
用于焊接ZGMn13奥氏体高锰钢的焊条有两种类型：一种是高锰钢型焊条D256（EDMn-A-16）和（EDMn-B-16），主要用于堆焊受严重冲击磨料磨损零件，如碎石机颚板等；另一种是Cr-Mn型焊条D276（EDCrMo-B-16）和D277（EDCrMo-B-15），其堆焊金属处于介稳定状态的高锰奥氏体，当受到强烈冲击后转变为马氏体，主要用于耐气蚀的堆焊或高锰钢堆焊，如水轮机叶片、挖掘机斗齿等。
mn13 高锰钢标准
mn13 高锰钢标准一、化学成分MN13高锰钢的化学成分主要包括锰、碳以及其他合金元素。
其中，锰的含量在10%～15%之间，碳含量较高，一般在0.90%～1.50%之间，大部分在1.0%以上。
具体的化学成分（以质量百分比计）应符合以下要求：碳 (C)：0.90%～1.50%锰 (Mn)：10%～15%硅 (Si)：0.30%～1.00%磷 (P)：≤0.03%硫 (S)：≤0.03%二、力学性能MN13高锰钢的力学性能也是非常重要的指标。
一般来说，MN13高锰钢的屈服强度在800～1200 MPa之间，抗拉强度在1100～1400 MPa之间。
在低温下，其屈服强度和抗拉强度会略有提高。
此外，MN13高锰钢的冲击韧性也是重要的指标，应满足以下要求：冲击韧性(α)：≥25 J/cm²（试样尺寸：25 mm×25 mm×25 mm，试验温度：-20℃）三、其他性能除了化学成分和力学性能外，MN13高锰钢还具有一些其他重要的性能指标。
例如，耐磨性、耐腐蚀性、热处理工艺等。
这些性能指标的具体要求可能因应用场景和产品标准而异。
四、热处理工艺MN13高锰钢的热处理工艺也是关键的一部分。
一般来说，MN13高锰钢需要进行水韧处理，以获得最佳的力学性能和耐磨性。
水韧处理的温度一般在950～1100℃之间，保温时间根据产品厚度和规格而定。
在冷却过程中，应避免出现较大的温度梯度和应力集中。
五、应用领域MN13高锰钢由于其优良的耐磨性、韧性、耐腐蚀性和加工性能，被广泛应用于矿山机械、建筑机械、铁路运输、汽车制造等领域。
特别是在矿山机械和破碎筛分设备中，MN13高锰钢被广泛用于制造耐磨件和重要结构件。
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。
水韧处理温度对含硼超高锰钢组织和性能的影响
第34卷 第5期2009年5月HEAT T RE AT ME NT OF MET ALSVol 134No 15May 2009工艺研究及改进 水韧处理温度对含硼超高锰钢组织和性能的影响何奖爱,李书琴,辛启斌,查向东(东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳 110004)摘要:研究了含硼超高锰钢经过不同温度(1080～1140℃)水韧处理后的组织和性能。
结果表明,随着水韧处理温度的升高,钢中的晶内碳化物明显减少,当温度升高到1100℃时晶内碳化物几乎完全溶解;水韧处理温度对硬度影响不大;冲击韧性则随水韧处理温度的升高先增加后减小。
在低冲击应力磨料磨损条件下,1100℃水韧处理试样的磨损表面形貌SE M 照片切痕较均匀,沟槽较少。
试验结果表明经1100℃水韧处理后含硼超高锰钢的综合力学性能较好。
关键词:含硼超高锰钢;水韧处理温度;显微组织;冲击韧性;表面磨损形貌中图分类号:TG142172 文献标识码:A 文章编号:025426051(2009)0520083203Effect of wa ter toughen i n g tem pera ture on m i crostructure and properti esof super 2h i gh manganese steel w ith trace boronHE J iang 2ai,L I Shu 2qin,X I N Q i 2bin,ZHA Xiang 2dong(School of Materials &Metallurgy,Northeastern University,Shenyang L iaoning 110004,China )Abstract:The super 2high manganese steel was treated at different te mperature (1080～1140℃)by water t oughening 1The results show that with increasing water t oughening temperature,the inner crystal carbides decrease evidently in crystal,and diss olve entirely when the te mperature is 1100℃1The te mperature of water t oughening has little effect on the hardness,and the i m pact t oughness increases with increasing t oughening te mperature at first and then decreases 1SE M mor phol ogy shows that the shearing trace is unifor m ity and gr oove is less on the worn surface of sa mp le water 2t oughened fr om 1100℃1It is revealed that the super 2high manganese steel water 2t oughened fr om 1100℃can obtain p referable overall mechanical p r operties 1Key words:super 2high manganese steel with trace bor on;water t oughening temperature;m icr ostructure;i m pact t oughness;surface worn mor phol ogy收稿日期:2008211215基金项目:国家高技术发展计划(863计划)(2006AA03Z529)作者简介:何奖爱(1947—),男,湖南岳阳人,教授,主要从事硼资源综合利用、耐磨合金及液态金属成型工艺研究工作,获省部级科技进步奖3项,发表论文40余篇。
高锰钢消失模铸态直接水韧处理
高锰钢消失模铸态直接水韧处理一、工艺要点：1．消失模模样组装要求：尽量将大小、壁厚相当的模样组装在一起，这样可使它们在形成铸件后的冷却速度基本一致，同时入水时都能满足铸件对入水温度的要求。
2．型砂的选择：由于铸态水淬没有热处理再结晶成分的均匀化，因此为加强铸件在凝固过程中的冷却速度，得到较细的一次结晶组织，宜选用锆英砂、铬铁矿砂及钛渣砂等，它们的导热系数为石英砂的2---3倍，可加快铸件的凝固速度，钛渣砂价格廉，仅为铬铁矿砂的1/3，用其作型砂，不仅可获得良好的处理效果，而且具有较高的经济效益。
3．打箱与入水时间的确定：入水温度直接关系到水韧处理的成败，它主要取决于打箱及入水时间。
一般打箱时铸件温度应低于1100℃，入水时温度应高于950℃，因此应根据铸件的大小、壁厚及室温高低来确定打箱与入水时间。
图表是通过观察及测定冷却曲线等方法总结出的参数。
铸态水韧处理的打箱与入水时间4．清理：因铸态直接水淬，其浇冒口须在淬水后清除，此时铸件组织已成为奥氏件，韧性高，不易掉，故在制作消失模浇冒口时应在根部割出缺口，与铸件模样连接后在此处形成应力集中，便于清理时去除，用此法，绝大多数浇冒口都可被去除，个别打不掉的如较大的冒口可采用特殊的气割方法去除。
二、处理方法的特点：1．铸造大都采用成组模浇注，如可在一箱中采用一套浇注系统浇注67kg的衬板6---7块打箱，起吊铸件，入水等操作非常方便，完全能够满足水韧处理对入水温度的要求，这对砂型铸造是很难控制的，尤其是小型铸件，砂箱多更不易保证。
2．铸件在红热态打箱后表面基本无砂，这样可使铸件在入水时各部分温度一致，达到同一温度入水。
入水后使得各部分冷却速度大致相同，确保了铸件各部获得完全的奥氏体，不产生裂纹。
3．由于消失模铸造的型砂95％以上可回用，因此，可使用导热率较高的型砂，如铬铁矿砂、锆英矿砂、钛渣砂等特种砂，提高铸件凝固速度，获得细晶粒组织，确保铸态水韧处理的效果。
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高锰钢水韧处理中的冷却
海钺铸造厂生产高锰钢铸件已十年有余，在生产实践中总结了水韧处理中如何冷却高锰钢铸件。
高锰钢经高温阶段后，要以尽量快的速度冷却，以使高温时得到单相奥氏体组织保持到常温。
通常采用的方法是水淬。
高锰钢在960℃以后可能会析出共析碳化物，但在该温度下冷却速度很快时，连续冷却曲线可以避开奥氏体的等温转变，这样就可以得到单相奥氏体组织。
高锰钢铸件加热到最高温度保温后水淬前温度过低，组织中会析出碳化物。
析出碳化物首先在晶界上出现。
这种碳化物在水淬时被留下来，除非经过重新加热处理否则不可能消除。
析出碳化物使钢的性能变脆。
当它的数量较多时，在激冷的收缩应力作用之下会使铸件在晶界处出现淬火裂纹。
出炉至水淬的时间应控制在1分钟以内，不得超过1分钟，应为水淬时冷却速度不足也会在冷却过程中在奥氏体中析出碳化物。
水淬时冷却速度不足会在冷却过程中奥氏体中会析出奥氏体。
水淬时冷却速度应答到30℃/s，水淬池中的水量应为处理高锰钢重量的8倍以上。
一般生产中规定水淬前水温低于30℃，水淬之后水温低于60℃，为了使水淬时有更好的散热条件，常在水淬时向池内吹入压缩空气，或是设法使铸件在水池中往返移动，以加快散热过程，水池中水应定期更换冷却水，并设法使水循环流动。