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消除铸态组织中晶内和晶界上的碳化物,得到单相奥氏体组织,提高高锰钢的强度和韧度,扩大其应用范围。要消除其铸态组织的碳化物,须将钢加热至1040℃以上,并保温适当时间,使其碳化物完全固溶于单相奥氏体中,随后快速冷却得到奥氏体固溶体组织。这种固溶热处理又称为水韧处理。
水韧处理耐磨高锰钢的铸态组织中有大量析出的碳化物,因而其韧度较低,使用中易断裂。
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水韧处理的温度:
水韧温度取决于高锰钢成分,通常为1050~1100℃含碳量高或者合金含量高的高锰钢应取水韧温度的上限,如ZGMnl3钢和GXl20Mnl7钢。但过高的水韧温度会导致铸件表面严重脱碳,并促使高锰钢的晶粒迅速长大,影响高锰钢的使用性能。
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加热速率:
高锰钢比一般碳钢的导热性差,高锰钢铸件在加热时应力较大而易开裂,因此其加热速率应根据铸件的壁厚和形状而定。一般薄壁简单铸件可采用较快速率加热;厚壁铸件则宜缓慢加热。为减少铸件在加热过程中变形或开裂,生产上常采用预先在650℃左右保温,使厚壁铸件内外温差减小,炉内温度均匀,之后再快速升到水韧温度的处理工艺。
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保温时间:
保温时间主要取决于铸件壁厚,以铸态组织中的碳化物完全溶解和奥氏体的均匀化。通常保温时间可按铸件壁厚25mm保温lh计算。
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冷却:
冷却过程对铸件的性能指标及组织状态有很大的影响。
水韧处理时铸件入水前的温度在950℃必上,以免碳化物重新析出。
高锰钢水韧处理多用台车式热处理炉。铸件入水常用自动倾翻或吊篮吊淬方式。前者对大件及形状复杂的薄壁件易引起变形,淬火后铸件从水池中取出也较为困难;后者淬火后取出铸件方便,但吊篮消耗大。
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