Processo de tratamento térmico e prevenção de trincas de aço com alto teor de manganês

1. Como evitar trincas em peças fundidas de aço com alto teor de manganês?

Tendo em vista cada elo principal na produção de fundidos de aço de alto manganês, medidas devem ser tomadas a partir dos seguintes aspectos para evitar trincas.

1). Projeto estrutural de peças fundidas:

Os problemas estruturais, como diferença de espessura de parede muito grande, transição de espessura de parede inadequada e transição de filete muito pequena de peças fundidas, são fáceis de produzir rachaduras. Portanto, o projeto de fundição deve ser estreitamente combinado com o processo de fundição para evitar projetos de fundição irracionais. Por exemplo, você pode alterar a seção "mais" para uma seção "T".

2). Projeto de processo de fundição (incluindo vários fatores de processo e sistema de gating):

O fator mais importante no processo de fundição é a flexibilidade do molde, seguida pelo design irracional da caixa de areia. Por exemplo, o reforço da caixa pode evitar o encolhimento e produzir rachaduras. Portanto, a armadura da caixa deve estar a uma certa distância da fundição e do riser.

Devido ao projeto impróprio do sistema de gating, os ingates múltiplos com guias descentralizadas muitas vezes racham na junta com o ingate devido ao impedimento do encolhimento da peça fundida. Deve-se ressaltar especialmente que na entrada do ingate do fundido, a temperatura local é elevada e ocorre a solidificação final. Devido à alimentação insuficiente, a tensão de contração faz com que o fundido rache, então geralmente uma alimentação de riser deve ser ajustada no ingate.

3). Configuração do riser e resfriador para peças fundidas de aço com alto teor de manganês:

O riser de fundidos de aço com alto teor de manganês deve ser definido com base no princípio de não usar riser superior comum, porque rachaduras são facilmente causadas quando o riser é cortado com chama de acetileno. Portanto, é melhor usar tirantes laterais e tirantes de corte fácil, que geralmente são arrancados com um martelo. O riser é ajustado para a fundição alimentar o ponto quente, de modo que a fundição não produza cavidade de retração e porosidade, o que é uma medida eficaz para evitar trincas internas. No entanto, o riser está configurado para produzir ponto quente de contato e outras medidas de processo devem ser devidamente coordenadas com ele. Se o ferro frio for usado razoavelmente, a trinca interna pode ser evitada e a trinca externa não ocorrerá.

O resfriamento pode ajustar a velocidade de solidificação de cada parte da fundição e fazer com que o defeito da fundição se mova. A faixa de alimentação do riser pode ser expandida combinando com o riser. No entanto, se o ferro frio for usado incorretamente, por exemplo, quando o ferro frio com deformação de dobra é usado, rachaduras serão causadas devido à velocidade de solidificação desigual da peça fundida dentro da faixa de comprimento de ferro frio inadequada. Grande intervalo entre ferros frios também pode causar rachaduras. As peças fundidas de aço com alto teor de manganês são muito sensíveis a isso, portanto, atenção especial deve ser dada ao projeto do processo.

4). Composição química e processo de fundição:

Nos aços com alto teor de manganês, o carbono e o fósforo têm a maior influência na geração de trincas. Quanto maior o teor de carbono, mais fácil é a quebra do fundido.

A influência do refino de redução do aço fundido na trinca de peças fundidas de aço com alto teor de manganês também deve ser observada. No processo de fundição de aço com alto teor de manganês, a soma de FeO mais MnO na escória deve ser rigorosamente controlada para não ultrapassar 1,2 por cento, pois com o aumento da soma de FeO mais MnO na escória, FeO mais MnO em o aço fundido também deve aumentar, e a precipitação no contorno do grão após a solidificação tornará o aço quebradiço.

Controlar a temperatura de vazamento e a temperatura de abertura também é uma medida eficaz para evitar rachaduras em fundidos de aço com alto teor de manganês. Com o aumento da temperatura de vazamento, a tensão de contração da peça fundida aumenta e, mais importante, os grãos grosseiros e os grãos colunares graves enfraquecem muito a resistência do aço. Além disso, as peças fundidas de aço com alto teor de manganês não devem ser encaixotadas quando estiverem quentes e expostas ao ar para resfriamento repentino, mas devem ser resfriadas lentamente no molde. Para fundidos complexos, a temperatura deve ser reduzida para cerca de 200 graus antes de encaixotar.

5). Processo de tratamento térmico:

Se a diferença de temperatura entre a temperatura do forno e a fundição é apropriada durante o carregamento é um fator importante para a geração de trincas. Depois que a fundição é colocada no forno, a temperatura deve ser equalizada por 1 a 1,5 h e então aquecida para fazer a fundição aquecer lentamente. A taxa de aquecimento no estágio de baixa temperatura (abaixo de 650 graus) é a chave para quebrar. Geralmente, a taxa de aquecimento de fundidos mais complexos não deve exceder 50 graus/h, caso contrário, os fundidos são fáceis de quebrar.

2. Como realizar o tratamento térmico do aço de alto manganês?

1). Finalidade do Tratamento Térmico da Solução para Fundições de Aço com Alto Manganês Resistentes ao Desgaste:

Ele pode eliminar os carbonetos no grão e no contorno do grão na estrutura fundida, obter estrutura de austenita monofásica, melhorar a resistência e tenacidade do aço de alto manganês e expandir seu escopo de aplicação. Para eliminar o carboneto em sua estrutura fundida, o aço deve ser aquecido acima de 1040 graus e mantido quente por um período de tempo apropriado para tornar sua solução completamente sólida de carboneto em austenita monofásica e, em seguida, rapidamente resfriada para obter a austenita sólida estrutura da solução. Este tratamento térmico de solução também é chamado de tratamento de endurecimento de água.

Há muitos carbonetos precipitados na estrutura fundida do aço de alto manganês resistente ao desgaste e resistente à água, de modo que sua tenacidade é baixa e é fácil fraturar em uso.

UMA). Temperatura do tratamento de endurecimento da água:

A temperatura de endurecimento da água depende da composição do aço de alto manganês. Geralmente, o aço com alto teor de manganês com alto teor de carbono ou alto teor de liga em 1050 ~ 1100 graus deve levar o limite superior da temperatura de endurecimento da água, como o aço ZGMn13 e o aço GXl20Mn17. No entanto, uma temperatura muito alta de endurecimento da água levará à severa descarbonetação da superfície fundida e promoverá o rápido crescimento de grãos de aço com alto teor de manganês, o que afetará o desempenho do serviço do aço com alto teor de manganês.

B). Taxa de aquecimento:

A condutividade térmica do aço com alto teor de manganês é pior do que a do aço carbono comum. As peças fundidas de aço com alto teor de manganês estão sujeitas a altas tensões e rachaduras fáceis durante o aquecimento. Portanto, a taxa de aquecimento deve ser determinada de acordo com a espessura da parede e a forma das peças fundidas. Geralmente, fundidos simples de paredes finas podem ser aquecidos a uma taxa mais rápida; As peças fundidas com paredes espessas devem ser aquecidas lentamente. A fim de reduzir a deformação ou rachaduras de peças fundidas durante o aquecimento, o processo de preservação de calor em cerca de 650 graus de antecedência é freqüentemente usado na produção para reduzir a diferença de temperatura interna e externa de peças fundidas de parede espessa, uniformizar a temperatura no forno, e, em seguida, subir rapidamente para a temperatura de dureza da água.

C).Tempo de retenção de temperatura:

O tempo de retenção depende principalmente da espessura da parede do fundido para garantir a dissolução completa dos carbonetos na estrutura fundida e a homogeneização da austenita. Geralmente, o tempo de preservação de calor pode ser calculado de acordo com a preservação de calor lh da espessura da parede de fundição de 25 mm.

D). Resfriamento:

O processo de resfriamento tem grande influência nas propriedades e na microestrutura dos fundidos.

Durante o tratamento de endurecimento com água, a temperatura da fundição antes de entrar na água deve estar acima de 950 graus para evitar que o carboneto volte a precipitar.

Forno de tratamento térmico tipo carrinho multiuso para tratamento de endurecimento de água de aço de alto manganês. A têmpera automática de basculamento ou cesta suspensa é comumente usada para a entrada de água na fundição. O primeiro é fácil de deformar peças grandes e de paredes finas com formato complexo, e também é difícil retirar os fundidos da poça após a têmpera; Este último é conveniente para retirar o fundido após a têmpera, mas o consumo do cesto suspenso é grande.

2). Como tratamento térmico de resíduos fundidos de peças fundidas de aço de alto manganês resistentes ao desgaste:

A fim de encurtar o ciclo de tratamento térmico, o calor residual da fundição pode ser usado para o tratamento de têmpera com água do aço com alto teor de manganês. O processo é o seguinte: a peça fundida é retirada do molde a 1100~1180 graus. Após a remoção do núcleo e a limpeza da areia, a temperatura de fundição é resfriada até 900~1000 graus e, em seguida, é colocada em um forno aquecido a 1050~1080 graus para preservação do calor por 3~5h antes do resfriamento com água. O processo de tratamento térmico é simplificado, mas a operação de produção é difícil.

3). Tratamento térmico de fortalecimento por precipitação de peças fundidas de aço de alto manganês resistentes ao desgaste:

O objetivo do tratamento térmico de reforço por precipitação de aço de alto manganês resistente ao desgaste é obter uma certa quantidade e tamanho de partículas de segunda fase de carboneto dispersas em aço de alto manganês pelo método de tratamento térmico com base na adição de elementos formadores de carboneto apropriados (como molibdênio, tungstênio, vanádio, titânio, nióbio e cromo), fortalecem a matriz austenítica e melhoram a resistência ao desgaste do aço de alto manganês. Este tipo de tratamento térmico é caro e o processo é complexo.