1. Projekt konstrukcji odlewniczej
Problemy konstrukcyjne takie jak zbyt duża różnica grubości ścianki, niewłaściwe przejście grubości ścianki, zbyt małe przejście zaokrąglenia odlewu są podatne na pęknięcia. Dlatego projektowanie odlewów powinno być ściśle powiązane z procesem odlewania, aby w jak największym stopniu uniknąć nieuzasadnionego projektowania odlewów. Na przykład sekcję „+” można zmienić na sekcję „T”, aby zmniejszyć koncentrację naprężeń.
2. Optymalizacja procesu odlewania
W procesie odlewania wydajność formy ma kluczowe znaczenie. Nierozsądna konstrukcja piaskownicy, taka jak żebra utrudniające skurcz, może powodować pęknięcia. Dlatego żebra skrzynki powinny znajdować się w pewnej odległości od odlewu i pionu.
Niewłaściwa konstrukcja układu zalewowego, liczne wlewy wprowadzane w sposób rozproszony często powodują pęknięcia na połączeniu z wlewem na skutek utrudniania skurczu odlewu. Nadstawkę należy ustawić w celu kompensacji skurczu, zwłaszcza na wejściu wlewu odlewu, który ze względu na wysoką lokalną temperaturę krzepnie jako ostatni i jest podatny na pęknięcia na skutek niedostatecznej kompensacji skurczu.
Zasadą ustawiania pionu jest to, aby nie używać zwykłych górnych pionów, ponieważ przy cięciu pionu płomieniem acetylenu łatwo powstają pęknięcia. Najlepiej jest używać podstopnic bocznych i podstopnic łatwych do przycięcia, a podstopnice z reguły wybija się młotkiem.
3. Kontrola składu materiału
W stali wysokomanganowej największy wpływ na powstawanie pęknięć mają węgiel i fosfor. Im wyższa zawartość węgla, tym łatwiej jest pęknąć odlew. Dlatego należy ściśle kontrolować zawartość węgla i fosforu w roztopionej stali. Niewielka ilość siarczków pozostaje w stali w postaci wtrąceń niemetalicznych, co ma niewielki wpływ na właściwości użytkowe stali, dlatego można je zignorować. Gdy zawartość fosforu przekracza 0,06%, plastyczność gwałtownie spada, co może łatwo spowodować gorące pęknięcia odlewu. Dlatego podczas produkcji należy ściśle kontrolować zawartość fosforu. Głównymi składnikami stali wysokomanganowej są węgiel i mangan. W normalnych warunkach struktura metalograficzna stali wysokomanganowej jest pojedynczą fazą austenitu. Martenzyt łatwo tworzy się, gdy zawartość węgla jest niska. Gdy zawartość węgla jest wysoka, nie można uniknąć wytrącania się węglików w stanie hartowania w wodzie, a wydajność stali również zostanie zmniejszona. Wyższa zawartość węgla zwiększy granicę plastyczności, ale zmniejszy ciągliwość. Dlatego zawartość węgla w stali wysokomanganowej powinna być kontrolowana w miarę możliwości w środkowych i dolnych granicach, zapewniając jednocześnie wydajność.
Bardzo ważna jest także rafinacja redukcyjna roztopionej stali. Podczas procesu wytapiania stali wysokomanganowej suma FeO+MnO w żużlu powinna być ściśle kontrolowana i nie powinna przekraczać 1,2%, aby zapobiec wzrostowi FeO+MnO w roztopionej stali i wytrącaniu się na granicy ziaren po zestaleniu, i sprawiają, że stal staje się krucha.
4. Kontrola temperatury zasypu i rozpakowania
Kontrolowanie temperatury zalewania jest skutecznym sposobem zapobiegania pęknięciom. Wraz ze wzrostem temperatury odlewania wzrasta naprężenie skurczowe odlewu, ziarna stają się grube, a kryształy kolumnowe stają się poważne, co znacznie osłabia wytrzymałość stali.
Odlewów ze stali wysokomanganowej nie należy pakować w skrzyniach, gdy są gorące do czerwoności, aby uniknąć pęknięć spowodowanych nagłym ochłodzeniem odlewów wystawionych na działanie powietrza. Należy je powoli chłodzić w formie, a w przypadku skomplikowanych odlewów należy je pakować dopiero, gdy temperatura spadnie do około 200 stopni.
5. Zgrzewanie naprawcze Zgrzewanie naprawcze może skutecznie wyeliminować wady wyrobów odlewniczych.Jednocześnie możliwość pęknięć na etapie spawania naprawczego jest również stosunkowo wysoka. Aby zapewnić jakość produktu, podczas spawania naprawczego należy zwrócić uwagę na następujące kwestie: (1) Nie jest wymagane podgrzewanie przed spawaniem naprawczym. Ponowne nagrzewanie w niższej temperaturze może powodować wytrącanie się węglików wzdłuż granic ziaren i płaszczyzn kryształów, powodując ponowne pojawienie się kruchości i zwiększając prawdopodobieństwo wystąpienia pęknięć. (2) Podczas usuwania defektów należy unikać żłobienia łukowego i cięcia płomieniem. Najlepiej używać łopat wiatrowych i ściernic. (3) Niemożliwe jest osiągnięcie zadowalających wyników poprzez spawanie części ze stali manganowej, które nie zostały poddane hartowaniu w wodzie. (4) Powierzchnia przeznaczona do naprawy powinna być gładka, wolna od oleju i rdzy, a odpowiednie rowki powinny zostać naprawione zgodnie z wymaganiami procesu naprawy spawalniczej. (5) Skład pręta spawalniczego do naprawy powinien być podobny do składu materiału macierzystego. Można również stosować pręty spawalnicze ze stali nierdzewnej. Jednakże niezależnie od użytego pręta spawalniczego zawartość węgla powinna być stosunkowo niska, aby podczas spawania naprawczego można było ograniczyć wytrącanie się węglików. 2. Proces obróbki cieplnej stali wysokomanganowej
1. Hartowanie w wodzie Hartowanie w wodzie jest skuteczną metodą eliminacji węglików w kryształach i na granicach ziaren w strukturze odlewu stali wysokomanganowej, uzyskania jednofazowej struktury austenitu, a tym samym poprawy wytrzymałości i udarności stali wysokomanganowej stal. Obróbka ta wymaga nagrzania stali do temperatury powyżej 1040 stopni i utrzymywania jej w cieple przez odpowiedni czas, tak aby jej węgliki całkowicie rozpuściły się w austenicie jednofazowym, a następnie szybko schłodzono do uzyskania struktury stałego roztworu austenitu.
Temperatura hartowania w wodzie zależy od składu stali wysokomanganowej, zwykle 1050 ~ 1100 stopni. Jednakże zbyt wysoka temperatura hartowania w wodzie spowoduje poważne odwęglenie powierzchni odlewu i sprzyja szybkiemu wzrostowi ziaren stali wysokomanganowej, wpływając na parametry stali wysokomanganowej.
Odlewy ze stali wysokomanganowej charakteryzują się dużymi naprężeniami i są podatne na pękanie pod wpływem ogrzewania, dlatego szybkość nagrzewania należy ustalać w zależności od grubości ścianki i kształtu odlewu. Ogólnie rzecz biorąc, cienkościenne proste odlewy można nagrzewać szybciej; odlewy grubościenne należy nagrzewać powoli. Aby zmniejszyć deformację lub pękanie odlewów podczas ogrzewania, w produkcji często stosuje się proces wstępnego podgrzewania o temperaturze około 650 stopni, aby zmniejszyć różnicę temperatur pomiędzy wnętrzem i zewnętrzem odlewów grubościennych, a temperatura w piecu jest jednolita , a następnie szybko osiągnąć temperaturę hartowania w wodzie.
2. Hartowanie Dzięki hartowaniu stal wysokomanganowa uzyskuje doskonałe właściwości mechaniczne, takie jak wysoka twardość, wysoka wytrzymałość i wysoka wytrzymałość. Podczas hartowania należy zwrócić uwagę na kontrolowanie temperatury nagrzewania, aby uniknąć przegrzania i gruboziarnistości ziaren. Ponadto należy kontrolować szybkość chłodzenia, aby uniknąć zbyt szybkiego chłodzenia i niestabilnej struktury metalograficznej. 3. Odpuszczanie Odpuszczanie dotyczy kruchości powstałej po hartowaniu. Temperatura odpuszczania jest na ogół kontrolowana w zakresie od 400-600 stopnia, co może poprawić wytrzymałość i plastyczność materiału, zmniejszając w ten sposób twardość i wytrzymałość materiału. 4. Normalizowanie Normalizowanie to stosunkowo długotrwała metoda obróbki cieplnej, która może poprawić twardość i wytrzymałość stali wysokomanganowej, a także sprawić, że stal wysokomanganowa uzyska dobrą spawalność i skrawalność, ale w porównaniu z hartowaniem jej odporność na zużycie i odporność na uderzenia są nieznacznie gorzej. 3. Dobór metod obróbki cieplnej stali wysokomanganowej W zależności od różnych wymagań procesowych i scenariuszy zastosowań możemy wybrać różne metody obróbki cieplnej. Na przykład w przypadku części o dużej twardości i wysokich wymaganiach wytrzymałościowych można wybrać hartowanie + odpuszczanie; jeśli jest potrzebny jako materiał na formy, można rozważyć normalizację i hartowanie; a w miejscach o wysokich wymaganiach dotyczących odporności na uderzenia i zużycie można zastosować hartowanie; jeśli konieczne jest zrównoważenie twardości i wytrzymałości, można wybrać odpuszczanie. Wnioski Zapobieganie pęknięciom i obróbka cieplna stali wysokomanganowej obejmują wiele aspektów, takich jak projektowanie konstrukcji odlewu, optymalizacja procesu odlewania, kontrola składu materiału, kontrola temperatury zalewania i rozpakowywania oraz proces obróbki cieplnej. Dzięki kompleksowemu zastosowaniu tych środków można zapewnić jakość i wydajność odlewów ze stali wysokomanganowej, aby spełniały wymagania użytkowe.
