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要消除其鑄態(tài)組織的碳化物,須將鋼加熱至1040℃以上,并保溫適當時間,使其碳化物完全固溶于單相奧氏體中,隨后快速冷卻得到奧氏體固溶體組織。這種固溶熱處理又稱為水韌處理。
水韌處理耐磨高錳鋼的鑄態(tài)組織中有大量析出的碳化物,因而其韌度較低,使用中易斷裂。
1.水韌處理的溫度:
水韌溫度取決于高錳鋼成分,通常為1050~1100℃含碳量高或者合金含量高的高錳鋼應取水韌溫度的上限,如ZGMnl3鋼和GXl20Mnl7鋼。但過高的水韌溫度會導致鑄件表面嚴重脫碳,并促使高錳鋼的晶粒迅速長大,影響高錳鋼的使用性能。
2.加熱速率:
高錳鋼比一般碳鋼的導熱性差,高錳鋼鑄件在加熱時應力較大而易開裂,因此其加熱速率應根據(jù)鑄件的壁厚和形狀而定。一般薄壁簡單鑄件可采用較快速率加熱;厚壁鑄件則宜緩慢加熱。為減少鑄件在加熱過程中變形或開裂,生產上常采用預先在650℃左右保溫,使厚壁鑄件內外溫差減小,爐內溫度均勻,之后再快速升到水韌溫度的處理工藝。
3.保溫時間:
保溫時間主要取決于鑄件壁厚,以確保鑄態(tài)組織中的碳化物完全溶解和奧氏體的均勻化。通常保溫時間可按鑄件壁厚25mm保溫lh計算。
4冷卻:
冷卻過程對鑄件的性能指標及組織狀態(tài)有很大的影響。
水韌處理時鑄件入水前的溫度在950℃必上,以免碳化物重新析出。為此,鑄件從出爐到A水時間不應超過30s;水溫保持在30度以下.淬火后最高水溫不超過60度。水溫較高時高錳鋼的力學性能顯著下降。水韌處理時水量須達到鑄件和吊欄重量的8倍以上,若用非循環(huán)水需定期增加水量.暑好使用水質干凈的循環(huán)水或采用壓縮空氣攪動池水。用吊籃吊淬時,可采用擺動吊籃的方式加速鑄件的冷卻。
1.高錳鋼水韌處理多用臺車式熱處理爐。
鑄件人水常用自動傾翻或吊籃吊淬方式。前者對大件及形狀復雜的薄壁件易引起變形,淬火后鑄件從水池中取出也較為困難;后者淬火后取出鑄件方便,但吊籃消耗大。
2.耐磨高錳鋼鑄件的鑄態(tài)余熱熱處理。
為縮短熱處理周期,可利用鑄態(tài)余熱進行高錳鋼水韌處理。其工藝為:鑄件于1100~1180℃時自鑄型中取出,經除芯清砂后,鑄件溫度允許冷卻到900~1000℃,然后裝入加熱到l050—1080℃的爐內保溫3~5h后水冷。該處理工藝簡化了熱處理工藝,但生產操作上有一定難度。
3.耐磨高錳鋼鑄件的沉淀強化熱處理。
耐瞎高錳鋼沉淀強化熱處理的目的,是在加入適量碳化物形成元素(如鉬、鎢、釩、鈦、鈮和鉻)的基礎上,通過熱處理方法在高錳鋼中得到一定數(shù)量和大小的彌散分布的碳化物第二相質點,強化奧氏體基體,提高高錳鋼的抗磨性能。這種熱處理方式花費較高,工藝也較為復雜。
