下载文档原格式
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。
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。
