高マンガン鋼の熱処理工程と割れ防止
Dec 22, 2022
1. 高マンガン鋼鋳物の割れを防止するには？
高マンガン鋼鋳物の製造における各主要なリンクを考慮して、亀裂を防止するために次の側面から対策を講じる必要があります。
1)。 鋳物の構造設計:
鋳物の肉厚差が大きすぎる、肉厚変化が不適切、フィレット変化が小さすぎるなどの構造上の問題により、亀裂が発生しやすくなります。 したがって、不合理な鋳造設計を避けるために、鋳造設計は鋳造プロセスと密接に組み合わせる必要があります。 たとえば、「プラス」セクションを「T」セクションに変更できます。
2)。 鋳造プロセスの設計 (さまざまなプロセス要素とゲート システムを含む):
鋳造プロセスで最も重要な要素は、金型の柔軟性であり、次にサンド ボックスの無理な設計が続きます。 たとえば、箱の補強材は収縮を防ぎ、ひび割れを引き起こす可能性があります。 したがって、ボックスの補強材は、キャスティングとライザーから一定の距離を保つ必要があります。
ゲート システムの設計が不適切なため、ガイドが分散された複数のインゲートは、鋳物の収縮を妨げるため、インゲートとの接合部で割れることがよくあります。 鋳造の入口の入口では、局所温度が高くなり、最終凝固が発生することを特に指摘しておく必要があります。 送り不足により収縮応力により鋳物に割れが発生するため、通常は押湯を投入口に設定します。
3)。 高マンガン鋼鋳物のライザーとチラーの設定:
高マンガン鋼鋳物の押湯は、アセチレン炎で切断すると割れが生じやすいので、通常の上押湯は使用しないことを原則とする。 したがって、通常はハンマーでたたき落とすサイドライザーとイージーカットライザーを使用することをお勧めします。 鋳物に引け巣や気孔が発生しないように鋳物にホットスポットを供給する押湯を設けており、鋳物内部の割れ防止対策として有効です。 ただし、ライザーは接触ホット スポットを生成するように設定されており、他のプロセス対策を適切に調整する必要があります。 冷間コテを適度に使えば、内部割れは防止でき、外部割れは発生しません。
チルは鋳物の各部の凝固速度を調整し、鋳物の欠陥を動かすことができます。 ライザーとのマッチングにより、ライザーの給餌範囲を広げることができます。 しかし、冷鏝の使用方法を誤ると、例えば、曲げ変形のある冷鏝を使用した場合、不適切な冷銑長さ範囲内で鋳物の凝固速度が不均一になり、割れが発生します。 冷たいアイロンの間隔が広いと、ひび割れの原因にもなります。 高マンガン鋼鋳物はこれに非常に敏感であるため、プロセス設計には特別な注意を払う必要があります。
4)。 化学組成と製錬プロセス:
高マンガン鋼では、炭素とリンが亀裂発生に最も大きな影響を与えます。 炭素含有量が高いほど、鋳物は割れやすくなります。
高マンガン鋼鋳物の割れに及ぼす溶鋼の還元精錬の影響にも注意を払う必要がある。 高マンガン鋼の製錬プロセスでは、スラグ中の FeO と MnO の合計が 1.2% を超えないように厳密に管理する必要があります。溶鋼も増加する必要があり、凝固後の粒界での析出により鋼が脆くなります。
注湯温度と開湯温度の管理も、高マンガン鋼鋳物の割れ防止対策として有効です。 注湯温度の上昇に伴い、鋳物の収縮応力が増加し、さらに重要なことに、粗い粒子と深刻な柱状粒子が鋼の強度を大幅に弱めます。 また、高マンガン鋼の鋳物は、高温で空気にさらして急冷する場合は箱詰めせず、型内で徐冷する。 複雑な鋳物の場合、箱詰めする前に温度を約 200 度に下げる必要があります。
5)。 熱処理プロセス:
装入時の炉内温度と鋳物の温度差が適切かどうかは、割れ発生の重要な要因です。 鋳物を炉に入れた後、温度を1〜1.5時間均一にし、加熱して鋳物をゆっくりと暖めます。 低温段階（650度以下）での加熱速度がクラックの鍵となります。 一般に、より複雑な鋳物の加熱速度は 50 度/h を超えてはなりません。そうしないと、鋳物が割れやすくなります。
2. 高マンガン鋼の熱処理方法は？
1)。 耐摩耗性高マンガン鋼鋳物の溶体化熱処理の目的:
鋳放し構造の粒内および粒界の炭化物を除去し、単相オーステナイト組織を得て、高マンガン鋼の強度と靭性を改善し、その適用範囲を拡大することができます。 鋳放し組織の炭化物を除去するには、鋼を1040度以上に加熱し、適切な時間保温して炭化物をオーステナイト単相に完全に固溶させた後、急冷してオーステナイト固体にする必要があります。ソリューション構造。 この溶体化熱処理は水強化処理とも呼ばれます。
水強化耐摩耗性高マンガン鋼の鋳放し組織は炭化物が多く析出するため、靭性が低く、使用中に割れやすい。
A)。 水強化処理温度：
水強化温度は、高マンガン鋼の組成に依存します。 一般に、ZGMn13 鋼や GXl20Mn17 鋼など、1050 ～ 1100 度の高炭素含有量または高合金含有量の高マンガン鋼は、水強化温度の上限を取る必要があります。 ただし、水強化温度が高すぎると、鋳造表面の深刻な脱炭につながり、高マンガン鋼の使用性能に影響を与える高マンガン鋼粒子の急速な成長を促進します。
B).暖房率:
高マンガン鋼の熱伝導率は、通常の炭素鋼よりも劣ります。 高マンガン鋼鋳物は、加熱中に高い応力と容易な割れにさらされます。 したがって、加熱速度は、鋳物の肉厚と形状に応じて決定する必要があります。 一般に、薄肉の単純な鋳物はより速い速度で加熱できます。 肉厚の鋳物はゆっくりと加熱する必要があります。 加熱中の鋳物の変形や割れを軽減するために、事前に約650度で保温するプロセスが生産によく使用され、厚肉鋳物の内部と外部の温度差を減らし、炉内の温度を均一にし、そしてすぐに水の靭性温度に上昇します。
C).温度保持時間:
保持時間は主に鋳造時の肉厚に依存し、鋳造されたままの構造で炭化物が完全に溶解し、オーステナイトが均質化されます。 一般的に、保温時間は鋳物肉厚25mmの保温lhで計算できます。
D).冷却:
冷却プロセスは、鋳物の特性と微細構造に大きな影響を与えます。
水強化処理中、水に入る前の鋳物の温度は、炭化物が再沈殿するのを防ぐために950度以上でなければなりません。
高マンガン鋼水強化処理用の多目的台車型熱処理炉です。 自動傾斜またはハンギングバスケットクエンチングは、鋳造水の侵入に一般的に使用されます。 前者は大型部品や複雑な形状の薄肉部品に変形を起こしやすく、焼入れ後のプールからの鋳物の取り出しも困難です。 後者は焼き入れ後の鋳物の取り出しに便利ですが、吊りカゴの消費量が多いです。
2).耐摩耗性高マンガン鋼鋳物の鋳造廃熱処理:
熱処理サイクルを短縮するため、鋳造廃熱を高マンガン鋼の水強靭化処理に利用できます。 1100～1180度で金型から鋳物を取り出します。 中子除去と砂洗浄の後、鋳造温度を 900～1000 度に冷却し、1050～1080 度に加熱された炉に入れ、3～5 時間保温してから水冷します。 熱処理工程は簡略化されますが、製造操作は困難です。
3).耐摩耗性高マンガン鋼鋳物の析出強化熱処理:
耐摩耗性高マンガン鋼の析出強化熱処理の目的は、適切な炭化物形成元素（モリブデン、タングステン、バナジウム、チタン、ニオブ、クロム)、オーステナイト マトリックスを強化し、高マンガン鋼の耐摩耗性を向上させます。 この種の熱処理は高価であり、プロセスも複雑です。