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高锰钢铸件裂纹是什么原因造成的?

时间:2021-06-04 17:07:25 点击:59 次 来源:洛阳尼森过滤网布制造有限公司
  高锰钢是一种抗冲击磨损的耐磨钢,其含锰量在10%以上,属于合金钢。高锰钢的生产工艺简单,成本低,力学性能好,所以高锰钢铸件被广泛使用在能够承受冲击磨损的零部件上。随着技术的发展,对高锰钢铸件质量要求也在不断提升,但其中还存在的有高锰钢铸件产生裂纹的问题,那么高锰钢铸件裂纹是什么原因造成的?下面尼森小编就分析了高锰钢铸件裂纹的产生原因及预防措施。
  

  一、高锰钢铸件裂纹的产生原因

  

  1、铸件内部存在缺陷

  
  高锰钢铸件内部存在有缺陷和不良的组织状态。亦即铸件内部有缩孔、气孔缩松、非金属夹杂物等时,在外力冲击下,缺陷周围萌发裂纹;由于铸件热处理不良,有碳化物在晶界析出以及磷共晶都会削弱晶界的强度及韧性,在高冲击力作用下容易产生裂纹。
  

  2、内在原因

  
  高锰钢铸件产生裂纹的内在原因主要表现在以下几方面:
  
  (1)高锰钢的线收缩值为2.4 %~3.5%,是碳钢线收缩值的2倍以上,因此高锰钢铸件在凝固收缩过程中收缩受阻时就会产生很大的内应力;
  
  (2)高锰钢的导热系数小,为碳钢的1/4~ 1/6。铸件在冷却或加热过程中不同部位温差很大,会在铸件内部产生热应力;
  
  (3)在结晶的过程中.高锰钢容易形成粗粒晶及柱状晶在晶界上存在的脆性碳化物及非金属夹杂物使铸件变脆。
  

  二、预防高锰钢铸件裂纹的措施

  

  1、合理使用铸造过滤网

  钢水过滤网片
  合理使用铸造钢水过滤网可以有效预防高锰钢铸件产生裂纹,因为铸造过滤网可以减少60-80%的矿渣和杂质造成的浪费,使用铸造钢水过滤网可有效的地去掉液态金属非金属夹杂,防止气孔、缩孔等缺陷的产生。
  

  2、改善铸件结构设计

  
  铸件的壁厚相差太大、壁厚过渡不当、铸件圆角过渡太小等结构问题均容易产生裂纹。因此,铸件设计应密切与铸造工艺相结合,尽量避免铸件设计不合理。例如可以将“+”字断面改为“T”形断面等。
  

  3、改善铸造工艺设计

  
  铸造工艺设计包括各种工艺因素及浇注系统。在铸造工艺各因素中重要的是铸型的退让性,其次是砂箱设计不合理。例如箱筋阻碍收缩可以产生裂纹,因此,箱筋距铸件及冒口要有一定的距离。浇注系统设计不当,分散导人的多条内浇道往往因阻碍铸件收缩,而在与内浇道联结处开裂。应该特别指出,在铸件内浇道导入处,局部温度高而凝固,由于得不到足够的补缩,收缩应力使铸件开裂,所以一般在内浇道处要设置冒口补缩。
  

  4、设置冒口及冷铁设置

  高锰钢铸件的冒口设置以不用普通顶冒口为原则,因为用乙炔焰切割冒口时容易造成裂纹。所以可采用侧冒口及易割冒口,冒口一般用锤打掉。铸件设置冒口对热节进行补缩,使铸件不产生缩孔及缩松,是防止内裂的有效措施,但冒口设置又产生了接触热节,其它工艺措施要与其配合得当。如合理地使用冷铁,就可做到既防止内裂又不会产生外裂。
  
  冷铁可以调节铸件各部分凝固速度,可以使铸件的缺陷发生位置迁移,同冒口配合可以扩大冒口的补缩范围。但是冷铁使用不当,例如使用弯曲变形的冷铁时往往会在不适当的冷铁长度范围内因铸件凝固速度不均衡而造成裂纹。冷铁之间间隔大也可造成裂纹,高锰钢铸件对此很敏感,所以工艺设计时应特别注意。
  

  5、注意化学成分

  
  在高锰钢中,碳和磷对裂纹的产生影响较大。含碳量越高,铸件越容易产生裂纹。钢液的还原精炼对高锰钢铸件裂纹的影响也要引起重视。在高锰钢的冶炼过程中应严格控制炉渣中FeO+MnO之和不大于1.2%,因为随着渣中FeO+MnO之和的提高,钢液中FeO+MnO也必升高,凝固后在晶界上析出,会使钢变脆。
  

  6、注意熔炼工艺

  
  控制浇注温度及开箱温度也是预防高锰钢铸件产生裂纹的有效措施。随着浇注温度的升高,铸件收缩应力增大,更重要的是晶粒粗大,柱状晶严重,大大削弱了钢的强度。另外,高锰钢铸件不应在红热时打箱,把铸件暴露在空气中骤冷,而应在铸型中缓慢冷却,对复杂的铸件应当在温度降低至200℃左右才宜打箱。
  

  7、热处理工艺

  
  装炉时炉温与铸件的温差是否合适是裂纹产生的一个重要因素。铸件入炉后要均温1~1. 5 h后再升温,以使铸件缓慢升温,低温阶段(650℃以下)升温速度是产生裂纹的关键。一般较复杂铸件的升温速度不应超过50 ℃/h,否则高锰钢铸件易开裂。
  
  以上就是关于高锰钢裂纹是什么原因造成的介绍,主要有两个产生原因,一是铸件内部存在有气孔、缩孔等缺陷,二是铸件内在原因,如在冷却或加热过程中不同部位温差很大,会在铸件内部产生热应力。使用铸造铁水过滤网可以有效预防高锰钢铸件产生裂纹。尼森过滤网布专注于铸造过滤网的生产与销售,滤网耐高温性能好,有效过滤金属液中夹杂,如果您有需要,欢迎联系尼森详询~
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