Proceso de tratamiento térmico y prevención de grietas de acero con alto contenido de manganeso

1. ¿Cómo prevenir grietas en fundiciones de acero con alto contenido de manganeso?

En vista de cada eslabón principal en la producción de fundiciones de acero con alto contenido de manganeso, se deben tomar medidas de los siguientes aspectos para evitar grietas.

1). Diseño estructural de piezas fundidas:

Los problemas estructurales, como una diferencia de espesor de pared demasiado grande, una transición de espesor de pared inadecuada y una transición de filete demasiado pequeña de las piezas fundidas, son fáciles de producir grietas. Por lo tanto, el diseño de fundición debe combinarse estrechamente con el proceso de fundición para evitar un diseño de fundición irrazonable. Por ejemplo, puede cambiar la sección "más" a una sección "T".

2). Diseño del proceso de fundición (incluidos varios factores del proceso y sistema de inyección):

El factor más importante en el proceso de fundición es la flexibilidad del molde, seguido por el diseño poco razonable de la caja de arena. Por ejemplo, el refuerzo de la caja puede evitar la contracción y producir grietas. Por lo tanto, el refuerzo de la caja debe estar a cierta distancia de la fundición y la contrahuella.

Debido al diseño incorrecto del sistema de entrada, las entradas múltiples con guías descentralizadas a menudo se agrietan en la unión con la entrada debido a que dificultan la contracción de la fundición. Cabe señalar especialmente que a la entrada de la entrada de la fundición, la temperatura local es elevada y se produce la solidificación final. Debido a una alimentación insuficiente, la tensión de contracción hace que la fundición se agriete, por lo que generalmente se debe establecer una alimentación de mazarota en la entrada.

3). Configuración de elevador y enfriador para fundiciones de acero con alto contenido de manganeso:

El tubo ascendente de las piezas fundidas de acero con alto contenido de manganeso debe ajustarse según el principio de no utilizar un tubo ascendente ordinario superior, ya que las grietas se producen fácilmente cuando el tubo ascendente se corta con llama de acetileno. Por lo tanto, es mejor usar contrahuellas laterales y contrahuellas fáciles de cortar, que generalmente se quitan con un martillo. El elevador está configurado para que la fundición alimente el punto caliente, de modo que la fundición no produzca cavidades de contracción ni porosidad, lo cual es una medida eficaz para evitar grietas internas. Sin embargo, el elevador está configurado para producir puntos calientes de contacto, y otras medidas del proceso deben coordinarse adecuadamente con él. Si se usa razonablemente hierro frío, se pueden prevenir las grietas internas y no se producirán grietas externas.

El frío puede ajustar la velocidad de solidificación de cada parte de la fundición y hacer que el defecto de la fundición se mueva. El rango de alimentación del elevador se puede ampliar haciendo coincidir con el elevador. Sin embargo, si el hierro frío se usa incorrectamente, por ejemplo, cuando se usa el hierro frío con deformación por flexión, se producirán grietas debido a la velocidad de solidificación desigual de la fundición dentro del rango de longitud inadecuado del hierro frío. Un gran intervalo entre planchas frías también puede causar grietas. Las fundiciones de acero con alto contenido de manganeso son muy sensibles a esto, por lo que se debe prestar especial atención al diseño del proceso.

4). Composición química y proceso de fundición:

En el acero con alto contenido de manganeso, el carbono y el fósforo tienen la mayor influencia en la generación de grietas. Cuanto mayor sea el contenido de carbono, más fácil se agrietará la fundición.

También se debe prestar atención a la influencia del refinado por reducción del acero fundido en la fisuración de las fundiciones de acero con alto contenido de manganeso. En el proceso de fundición de acero con alto contenido de manganeso, la suma de FeO más MnO en la escoria debe controlarse estrictamente para que no supere el 1,2 por ciento, porque con el aumento de la suma de FeO más MnO en la escoria, el FeO más MnO en el acero fundido también debe aumentar, y la precipitación en el límite de grano después de la solidificación hará que el acero se vuelva quebradizo.

Controlar la temperatura de vertido y la temperatura de apertura también es una medida eficaz para evitar grietas en las fundiciones de acero con alto contenido de manganeso. Con el aumento de la temperatura de vertido, aumenta la tensión de contracción de la fundición y, lo que es más importante, los granos gruesos y los granos columnares serios debilitan en gran medida la resistencia del acero. Además, las piezas fundidas de acero con alto contenido de manganeso no deben encajonarse cuando están calientes y expuestas al aire para un enfriamiento repentino, sino que deben enfriarse lentamente en el molde. Para fundiciones complejas, la temperatura se reducirá a unos 200 grados antes del encajonado.

5). Proceso de tratamiento térmico:

Si la diferencia de temperatura entre la temperatura del horno y la de la fundición es apropiada durante la carga es un factor importante para la generación de grietas. Después de colocar la fundición en el horno, la temperatura se equilibrará durante 1~1,5 h y luego se calentará para que la fundición se caliente lentamente. La tasa de calentamiento en la etapa de baja temperatura (por debajo de 650 grados) es la clave para romper. En general, la velocidad de calentamiento de las piezas fundidas más complejas no debe exceder los 50 grados/h, de lo contrario, las piezas fundidas son fáciles de romper.

2. ¿Cómo llevar a cabo el tratamiento térmico del acero con alto contenido de manganeso?

1). Propósito del tratamiento térmico de solución para fundiciones de acero con alto contenido de manganeso resistentes al desgaste:

Puede eliminar los carburos en el grano y en el límite del grano en la estructura de fundición, obtener una estructura de austenita monofásica, mejorar la resistencia y tenacidad del acero con alto contenido de manganeso y ampliar su ámbito de aplicación. Para eliminar el carburo en su estructura fundida, el acero debe calentarse a más de 1040 grados y mantenerse caliente durante un período de tiempo apropiado para que su carburo sea una solución completamente sólida en austenita monofásica y luego enfriarse rápidamente para obtener la austenita sólida. estructura de solución. Este tratamiento térmico de solución también se denomina tratamiento de endurecimiento por agua.

Hay una gran cantidad de carburos precipitados en la estructura fundida del acero de alto contenido de manganeso resistente al desgaste y endurecido con agua, por lo que su dureza es baja y es fácil de fracturar durante el uso.

A). Temperatura del tratamiento de endurecimiento por agua:

La temperatura de endurecimiento del agua depende de la composición del acero con alto contenido de manganeso. Generalmente, el acero con alto contenido de manganeso con alto contenido de carbono o alto contenido de aleación a 1050~1100 grados debe tomar el límite superior de la temperatura de endurecimiento por agua, como el acero ZGMn13 y el acero GXl20Mn17. Sin embargo, una temperatura de endurecimiento con agua demasiado alta conducirá a una descarburación severa de la superficie de fundición y promoverá el rápido crecimiento de los granos de acero con alto contenido de manganeso, lo que afectará el rendimiento de servicio del acero con alto contenido de manganeso.

B). Tasa de calentamiento:

La conductividad térmica del acero con alto contenido de manganeso es peor que la del acero al carbono común. Las fundiciones de acero con alto contenido de manganeso están sujetas a grandes tensiones y se agrietan fácilmente durante el calentamiento. Por lo tanto, la velocidad de calentamiento debe determinarse de acuerdo con el grosor de la pared y la forma de las piezas fundidas. En general, las piezas fundidas simples de paredes delgadas se pueden calentar a un ritmo más rápido; Las piezas fundidas de paredes gruesas deben calentarse lentamente. Con el fin de reducir la deformación o el agrietamiento de las piezas fundidas durante el calentamiento, el proceso de conservación del calor a unos 650 grados por adelantado se utiliza a menudo en la producción para reducir la diferencia de temperatura interna y externa de las piezas fundidas de pared gruesa, hacer que la temperatura en el horno sea uniforme. y luego sube rápidamente a la temperatura de dureza del agua.

C). Tiempo de mantenimiento de la temperatura:

El tiempo de retención depende principalmente del espesor de la pared de fundición para garantizar la disolución completa de los carburos en la estructura de fundición y la homogeneización de la austenita. En general, el tiempo de conservación del calor se puede calcular según la conservación del calor lh del espesor de la pared de fundición de 25 mm.

D).Refrigeración:

El proceso de enfriamiento tiene una gran influencia en las propiedades y la microestructura de las piezas fundidas.

Durante el tratamiento de endurecimiento con agua, la temperatura de la fundición antes de entrar al agua debe estar por encima de los 950 grados para evitar que el carburo vuelva a precipitarse.

Horno de tratamiento térmico tipo carro multipropósito para el tratamiento de endurecimiento por agua de acero con alto contenido de manganeso. El enfriamiento automático de cesta colgante o basculante se usa comúnmente para la entrada de agua de fundición. El primero es fácil de causar deformación en piezas grandes y piezas de paredes delgadas con formas complejas, y también es difícil sacar las piezas fundidas de la piscina después del enfriamiento; Este último es conveniente para sacar la fundición después del enfriamiento, pero el consumo de la canasta colgante es grande.

2). Como tratamiento térmico de calor residual fundido de fundiciones de acero con alto contenido de manganeso resistentes al desgaste:

Con el fin de acortar el ciclo de tratamiento térmico, el calor residual de la fundición se puede utilizar para el tratamiento de endurecimiento por agua del acero con alto contenido de manganeso. El proceso es el siguiente: la fundición se saca del molde a 1100~1180 grados. Después de la extracción del núcleo y la limpieza con arena, se permite que la temperatura de fundición se enfríe a 900~1000 grados, y luego se coloca en un horno calentado a 1050~1080 grados para conservar el calor durante 3~5 horas antes de enfriar con agua. El proceso de tratamiento térmico se simplifica, pero la operación de producción es difícil.

3). Tratamiento térmico de refuerzo por precipitación de fundiciones de acero con alto contenido de manganeso resistentes al desgaste:

El propósito del tratamiento térmico de refuerzo por precipitación del acero con alto contenido de manganeso resistente al desgaste es obtener una cierta cantidad y tamaño de partículas de segunda fase de carburo dispersas en acero con alto contenido de manganeso mediante un método de tratamiento térmico sobre la base de agregar elementos formadores de carburo apropiados (como molibdeno, tungsteno, vanadio, titanio, niobio y cromo), fortalecen la matriz austenítica y mejoran la resistencia al desgaste del acero con alto contenido de manganeso. Este tipo de tratamiento térmico es costoso y el proceso es complejo.