高錳鋼鑄件ZGMn13-3 高錳鋼 返回列表頁

3.1.4高錳鋼鑄件(見表2.1-21)
表2.1-21高錳鋼鑄件的牌號、化學成分、力學性能及應(yīng)用舉例(摘自GB/T5680-1998)

應(yīng)用舉例：
高錳鋼鑄件具有高強度及良好的
塑性和韌性，在使用中受沖擊和強大
壓力而變形時，產(chǎn)生高耐磨的表面
層.里層仍具有很好的韌性，故能承
受沖擊載荷，用于鑄造各種耐沖擊、
抗磨損的零件。ZGMn13-1和
ZGMn13-2適用于鑄造形狀結(jié)構(gòu)簡
單、耐磨為主的低沖擊琴件，如破碎
壁、輥套、齒板、襯板、鏟齒等。
ZGMn13-4的耐沖擊能力高于
ZGMn13-3，此兩個牌號適用于結(jié)構(gòu)復
雜，要求以韌性為主的承受強烈沖擊
負荷的零件，如斗前壁、提梁和履帶
板等
注：
1. ZGMn13.4含Cr1.50% - 2.50% , ZGMn13-5含MoO. 90% -1.20%(均指質(zhì)量分數(shù))。
2.鑄件應(yīng)均勻地加熱和保沮.水韌處理溫度不低于1040度，鑄件中碳化物均勻，固溶，其力學性能符合本表規(guī)定。
3.ZGMn13-4的a>390 MPa,
4.在圖樣或訂貨協(xié)議中對鑄件尺寸公差無規(guī)定時，鑄件尺寸公差等級按GB/T6414-1999(鑄件尺寸公差)中CT13級
規(guī)定，形位公差按GB/T5680-1998附錄的有關(guān)規(guī)定。

為了提高金屬工件或模具的使用性能,可以對金屬件進行熱處理工藝,但是在熱處理過程中,如果沒有按照合理的要求,很容易導致金屬工件或模具經(jīng)過熱處理后而變形,那導致工件熱處理后變形的原因是什么,采取哪些措施進行。

八大措施熱處理變形:
1、合理選材。對精密復雜模具應(yīng)選擇材質(zhì)好的微變形模具鋼(如空淬鋼),對碳化物偏析嚴重的模具鋼應(yīng)進行合理鍛造并進行調(diào)質(zhì)熱處理,對較大和無法鍛造模具鋼可進行固溶雙細化熱處理。
2、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計要合理,厚薄不要太懸殊,形狀要對稱,對于變形較大模具要掌握變形規(guī)律,預(yù)留加工余量,對于大型、精密復雜模具可采用組合結(jié)構(gòu)。
3、精密復雜模具要進行預(yù)先熱處理,機械加工過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。
4、合理選擇加熱溫度,控制加熱速度,對于精密復雜模具可采取緩慢加熱、預(yù)熱和其他均衡加熱的方法來減少模具熱處理變形。
5、在模具硬度的前提下,盡量采用預(yù)冷、分級冷卻淬火或溫淬火工藝。
6、對精密復雜模具,在條件許可的情況下,盡量采用真空加熱淬火和淬火后的深冷處理。
7、對一些精密復雜的模具可采用預(yù)先熱處理、時效熱處理、調(diào)質(zhì)氮化熱處理來控制模具的精度。
8、在修補模具砂眼、氣孔、磨損等缺陷時,選用冷焊機等熱影響小的修復設(shè)備以避免修補過程中變形的產(chǎn)生。

為改善鑄鐵件整體性能常有白口退火，提高韌性的球墨鑄鐵退火，提高球墨鑄鐵強度的正火、淬火等。

1.白口退火

普通灰口鑄鐵或球墨鑄件表面或薄壁處在鑄造過程中因冷卻速度過快出現(xiàn)白口，鑄鐵件無法切削加工。為白口降低硬度常將這類鑄鐵件重新加熱到共析溫度以上(通常880～900℃)，并保溫1～2h(若鑄鐵Si含量高，時間可短)進行退火，滲碳體分解為石墨，再將鑄鐵件緩慢冷卻至400℃-500℃出爐空冷。在溫度700-780℃，即共析溫度附近不宜冷速太慢，以便滲碳體過多的轉(zhuǎn)變?yōu)槭档土髓T鐵件強度。

2.提高韌性的球墨鑄鐵退火

球墨鑄鐵在鑄造過程中此普通灰口鑄鐵的白口傾向大，內(nèi)應(yīng)力也較大，鑄鐵件很難得到純粹的鐵素體或珠光體基體，為提高鑄鐵件的延性或韌性，常將鑄鐵件重新加熱到900-950℃并保溫足夠時間進行高溫退火，再爐冷到600℃出爐變冷。過程中基體中的滲碳體分解出石墨，自奧氏體中析出石墨，這些石墨集聚于原球狀石墨周圍，基體全轉(zhuǎn)換為鐵素體。

若鑄態(tài)組織由(鐵素體＋珠光體)基體，以及球狀石墨組成，為提高韌性，只需將珠光體中滲碳體分解轉(zhuǎn)換為鐵素體及球狀石墨，為此將鑄鐵件重新加熱到700-760℃的共析溫度上下經(jīng)保溫后爐冷至600℃出爐變冷。

3.提高球墨鑄鐵強度的正火

球墨鑄鐵正火的目的是將基體組織轉(zhuǎn)換為細的珠光體組織。工藝過程是將基體為鐵素體及珠光體的球墨鑄鐵件重新加熱到850-900℃溫度，原鐵素體及珠光體轉(zhuǎn)換為奧氏體，并有部分球狀石墨溶解于奧氏體，經(jīng)保溫后空冷奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榧氈楣怏w，因此鑄件的強度提高。

4.球墨鑄鐵的淬火并回火處理

球墨鑄造件作為軸承需要更高的硬度，常將鑄鐵件淬火并低溫回火處理。工藝是：鑄件加熱到860-900℃的溫度，保溫讓原基體全部奧氏體化后再在油或熔鹽中冷卻實現(xiàn)淬火，后經(jīng)250-350℃加熱保溫回火，原基體轉(zhuǎn)換為回火馬氏體及殘留奧氏體組織，原球狀石墨形態(tài)不變。處理后的鑄件具有高的硬度及一定韌性，保留了石墨的潤滑性能，耐磨性能更為改善。

球墨鑄鐵件作為軸類件，如柴油機的曲軸、連桿，要求強度高同時韌性較好的綜合機械械性能，對鑄鐵件進行調(diào)質(zhì)處理。工藝是：鑄鐵件加熱到860-900℃的溫度保溫讓基體奧氏體化，再在油或熔鹽中冷卻實現(xiàn)淬火，后經(jīng)500-600℃的高溫回火，獲得回火索氏體組織(一般尚有少量粹塊狀的鐵素體)，原球狀石墨形態(tài)不變。處理后強度，韌性匹配良好，適應(yīng)于軸類件的工作條件。

5.球墨鑄鐵的等溫淬火處理

球墨鑄鐵的等溫淬火處理目的在于讓鑄鐵件的基體組織轉(zhuǎn)換為強韌的下貝氏體組織，強度極限可超過1100MPa，沖擊韌性AK≥32J。處理工藝是：將球墨鑄鐵件加熱到830-870℃溫度保溫基體奧氏體化后，投入280-350℃的熔鹽中保溫，讓奧氏體部分轉(zhuǎn)變?yōu)橄仑愂象w，原球狀石墨不變。獲得高強度的球墨鑄鐵。

上述鑄鐵熱處理表明：鑄鐵件熱處理只能改變基體組織，不能改變石墨的形態(tài)及分布，機械性能的變化是基體組織的變化所致。普通灰口鑄鐵(包括孕育鑄鐵)石墨片對機械性能(強度、延性)影響很大，灰口鑄鐵經(jīng)熱處理改善機械性能不顯著。還需要注意的是鑄鐵的導熱性較鋼差，石墨的存在導致缺口敏感性較鋼高，因此鑄鐵熱處理中冷卻速度(尤其淬火)要嚴格控制。

該材料是低碳馬氏體不銹鋼。
實驗結(jié)果表明，一次回火得到的逆變奧氏體量較低不超過6％，但合適的二次回火處理將會大幅提高逆變奧氏體含量。為避免材料在使役狀態(tài)下含有未回火馬氏體，二次回火的溫度應(yīng)不超過逆變奧氏體開始失穩(wěn)的溫度600℃，據(jù)此設(shè)定一系列兩次回火制度：一次回火溫度分別為600，620，640，660和680℃，二次回火溫度為600℃，其中回火加熱速率均為0.05℃／S，保溫15 min后空冷至室溫。，0.05℃／s的加熱速率下ZG06Crl3Ni4Mo在As—Af之間回火過程中通過擴散相變的形式形成彌散分布于馬氏體板條束間和原奧氏體晶界的逆變奧氏體，逆變奧氏體中富集了大量的奧氏體化元素從而使其在回火的冷卻過程中穩(wěn)定存在。

2，逆變奧氏體量隨著一次回火溫度的升高先升高而后降低，在620℃回火能夠得到量的逆變奧氏體，但是600℃以上溫度回火得到的高溫逆變奧氏體在隨后的冷卻過程中會發(fā)生新的馬氏體轉(zhuǎn)變，即一次回火時逆變奧氏體在未達到量前已經(jīng)部分失穩(wěn)。
3，620—660℃一次回火+600℃二次回火的兩次回火制度可以顯著提高逆變奧氏體含量，其主要原因是在該區(qū)間進行一次回火時產(chǎn)生彌散分布的未回火馬氏體顯著增加了二次回火時逆變奧氏體的形核位置。