1. 鋳造構造設計
肉厚の差が大きすぎる、肉厚の移行が不適切、鋳造フィレットの移行が小さすぎるなどの構造上の問題により、亀裂が発生しやすくなります。したがって、鋳造設計は鋳造プロセスと密接に組み合わされ、無理な鋳造設計をできる限り避ける必要があります。たとえば、「+」セクションを「T」セクションに変更して、応力集中を軽減できます。
2. 鋳造プロセスの最適化
鋳造工程では、金型の歩留まりが非常に重要です。ボックスリブが収縮を妨げるなど、無理なサンドボックス設計は亀裂の原因となる可能性があります。したがって、ボックスリブは鋳物およびライザーから一定の距離にある必要があります。
注湯システムの設計が不適切なため、分散して導入された複数の注入口では、鋳物の収縮が妨げられ、注入口との接続部分で亀裂が発生することがよくあります。ライザーは、特に鋳造品の入口の導入時に収縮を補償するように設定する必要があります。この部分は局所的な温度が高いため最後に固化し、収縮補償が不十分であるため亀裂が発生しやすいです。
ライザーセッティングの原則は、アセチレン炎でライザーを切断するとクラックが発生しやすいため、通常のトップライザーは使用しないことです。サイドライザーと切断しやすいライザーを使用するのが最善であり、ライザーは通常ハンマーで叩き落とされます。
3. 材料組成の管理
高マンガン鋼では、炭素とリンが亀裂の発生に最も大きな影響を与えます。炭素含有量が高くなるほど、鋳物に亀裂が発生しやすくなります。したがって、溶鋼中の炭素とリンの含有量は厳密に管理される必要があります。少量の硫化物は非金属介在物として鋼中に残りますが、鋼の性能にほとんど影響を与えないため、無視できます。リン含有量が 0.06% を超えると、延性が急激に低下し、鋳造品に高温割れが発生しやすくなります。したがって、製造時にリン含有量を厳密に管理する必要があります。炭素とマンガンは高マンガン鋼の主成分です。通常の状況下では、高マンガン鋼の金属組織はオーステナイト単相です。マルテンサイトは炭素含有量が低いと容易に形成されます。炭素含有量が高いと、水強化状態において炭化物の析出が避けられず、鋼の性能も低下する。炭素含有量が高くなると降伏点は高くなりますが、延性は低下します。したがって、高マンガン鋼の炭素含有量は、性能を確保しつつ可能な限り中下限に抑える必要がある。
溶鋼の還元精錬も非常に重要です。高マンガン鋼の製錬プロセス中、溶鋼中のFeO+MnOの増加、凝固後の粒界への析出を防ぐために、スラグ中のFeO+MnOの合計は1.2％以下に厳密に制御する必要があります。そして鋼を脆くします。
4. 注出・開梱時の温度管理
ひび割れ防止には注湯温度の管理が有効です。鋳込み温度が上昇すると、鋳物の収縮応力が増加し、結晶粒が粗大化し、柱状結晶が深刻になり、鋼の強度が大幅に低下します。
高マンガン鋼鋳物は、空気にさらされた鋳物の急激な冷却によって生じる亀裂を避けるために、赤熱している状態で箱詰めしないでください。鋳型内でゆっくりと冷却する必要があり、複雑な鋳造品の場合は、温度が約 200 度まで下がったときにのみ箱詰めする必要があります。
5. 補修溶接 補修溶接は鋳造製品の欠陥を効果的に除去します。同時に、補修溶接段階でクラックが発生する可能性も比較的高くなります。製品の品質を確保するため、補修溶接時には次の点に注意してください。 (1) 補修溶接前の予熱は必要ありません。より低い温度で再加熱すると、粒界や結晶面に沿って炭化物が析出し、脆化が再発してクラックが発生しやすくなります。 (2) 欠陥を除去する際には、カーボンアークガウジングやフレームカットは使用しないでください。風力シャベルと砥石車を使用するのが最善です。 (3) 水強化処理を施していないマンガン鋼部品に溶接を行っても満足のいく結果を得ることができません。 (4) 補修箇所は滑らかで、油や錆がなく、溶接補修工程の要件に従って適切な溝を補修する必要があります。 (5) 補修溶接棒の組成は母材と同様とする。ステンレス鋼の溶接棒も使用できます。ただし、どの溶接棒を使用する場合でも、補修溶接中の炭化物の析出を減らすために、炭素含有量は比較的低くなければなりません。 2. 高マンガン鋼の熱処理工程
1. 水強化処理 水強化処理は、高マンガン鋼の鋳造組織中の結晶内や粒界の炭化物を除去し、単相オーステナイト組織を得て、高マンガン鋼の強度と靱性を向上させる効果的な方法です。鋼鉄。この処理では鋼を 1040 度以上に加熱し、適切な時間保温して炭化物を単相オーステナイトに完全に溶解させた後、急冷してオーステナイト固溶体組織を得る必要があります。
水強化温度は高マンガン鋼の組成によって異なりますが、通常は1050〜1100度です。しかし、水強化温度が高すぎると、鋳物の表面に深刻な脱炭が発生し、高マンガン鋼の粒子の急速な成長が促進され、高マンガン鋼の性能に影響を与えます。
高マンガン鋼鋳物は応力が大きく、加熱すると割れが発生しやすいため、鋳物の肉厚や形状に応じて昇温速度を決定する必要があります。一般に、薄肉の単純な鋳物はより速い速度で加熱できます。肉厚の鋳物はゆっくりと加熱する必要があります。加熱中の鋳物の変形や割れを軽減するために、製造では厚肉鋳物の内部と外部の温度差を減らし、炉内の温度を均一にするために約650度の予熱プロセスがよく使用されます。 、その後急速に水強化温度まで上昇します。
2. 焼入れ 高マンガン鋼は焼入れにより高硬度、高強度、高靭性などの優れた機械的性質が得られます。焼入れ中は、過熱や結晶粒の粗大化を避けるため、加熱温度の管理に注意する必要があります。さらに、冷却速度が速すぎて金属組織が不安定になることを避けるために、冷却速度も制御する必要があります。 3. 焼き戻し 焼き戻しとは、焼き入れ後に発生する脆性のことです。焼き戻し温度は一般に 400-600 度の間に制御され、材料の靭性と可塑性が向上し、それによって材料の硬度と強度が低下します。 4. 焼きならし 焼きならしは、高マンガン鋼の硬度と強度を向上させ、良好な溶接性と機械加工性を得ることができる比較的長時間持続する熱処理方法ですが、焼入れに比べて耐摩耗性と耐衝撃性はわずかに劣ります。悪い。 3. 高マンガン鋼の熱処理方法の選択 さまざまなプロセス要件と使用シナリオに応じて、さまざまな熱処理方法を選択できます。たとえば、高硬度および高強度が要求される部品の場合は、焼入れ + 焼戻しを選択できます。金型材料として必要な場合は焼ならしと焼入れを検討してください。耐衝撃性と耐摩耗性の要求が高い場所では、焼入れを使用できます。硬度と靭性のバランスが必要な場合は、焼き戻しを選択できます。結論 高マンガン鋼の割れ防止と熱処理には、鋳造構造の設計、鋳造プロセスの最適化、材料組成の制御、注湯および開梱の温度制御、熱処理プロセスなどの多くの側面が含まれます。これらの対策を総合的に適用することにより、高マンガン鋼鋳物の用途に応じた品質と性能を確保することができます。
