Processus de traitement thermique et prévention des fissures de l'acier à haute teneur en manganèse

1. Comment prévenir les fissures dans les pièces moulées en acier à haute teneur en manganèse ?

Compte tenu de chaque lien principal dans la production de pièces moulées en acier à haute teneur en manganèse, des mesures doivent être prises à partir des aspects suivants pour éviter les fissures.

1). Conception structurelle des pièces moulées :

Les problèmes structurels tels qu'une différence d'épaisseur de paroi trop importante, une transition d'épaisseur de paroi incorrecte et une transition de congé trop petite des pièces moulées sont faciles à produire des fissures. Par conséquent, la conception du moulage doit être étroitement associée au processus de moulage pour éviter une conception de moulage déraisonnable. Par exemple, vous pouvez remplacer la section « plus » par une section « T ».

2). Conception du processus de coulée (y compris divers facteurs de processus et système de porte):

Le facteur le plus important dans le processus de coulée est la flexibilité du moule, suivie de la conception déraisonnable du bac à sable. Par exemple, le renforcement du caisson peut empêcher le retrait et produire des fissures. Par conséquent, le renfort du caisson doit être à une certaine distance du moulage et de la colonne montante.

En raison d'une mauvaise conception du système de porte, les multiples ingates avec des guides décentralisés se fissurent souvent au niveau du joint avec l'ingate en raison de l'entrave au rétrécissement de la coulée. Il faut surtout souligner qu'à l'entrée de l'entrée de la coulée, la température locale est élevée et la solidification finale se produit. En raison d'une alimentation insuffisante, la contrainte de retrait provoque la fissuration de la pièce moulée, de sorte qu'une alimentation par colonne montante doit généralement être réglée à l'entrée.

3). Réglage de la colonne montante et du refroidisseur pour les pièces moulées en acier à haute teneur en manganèse :

La colonne montante des pièces moulées en acier à haute teneur en manganèse doit être réglée sur le principe de ne pas utiliser de colonne montante supérieure ordinaire, car des fissures sont facilement causées lorsque la colonne montante est coupée avec une flamme d'acétylène. Par conséquent, il est préférable d'utiliser des contremarches latérales et des contremarches faciles à couper, qui sont généralement renversées avec un marteau. La colonne montante est réglée pour que la coulée alimente le point chaud, de sorte que la coulée ne produise pas de cavité de retrait et de porosité, ce qui est une mesure efficace pour éviter les fissures internes. Cependant, la colonne montante est configurée pour produire un point chaud de contact et d'autres mesures de processus doivent être correctement coordonnées avec elle. Si le fer froid est utilisé raisonnablement, les fissures internes peuvent être évitées et les fissures externes ne se produiront pas.

Le refroidissement peut ajuster la vitesse de solidification de chaque partie de la coulée et faire bouger le défaut de la coulée. La plage d'alimentation de la colonne montante peut être étendue en s'adaptant à la colonne montante. Cependant, si le fer froid n'est pas utilisé correctement, par exemple, lorsque le fer froid avec déformation en flexion est utilisé, des fissures seront causées en raison de la vitesse de solidification inégale de la pièce moulée dans la plage de longueur de fer froid inappropriée. Un grand intervalle entre les fers froids peut également provoquer des fissures. Les pièces moulées en acier à haute teneur en manganèse y sont très sensibles, une attention particulière doit donc être portée à la conception du procédé.

4). Composition chimique et procédé de fusion :

Dans l'acier à haute teneur en manganèse, le carbone et le phosphore ont la plus grande influence sur la génération de fissures. Plus la teneur en carbone est élevée, plus la coulée est facile à craquer.

L'influence de l'affinage par réduction de l'acier fondu sur la fissuration des pièces moulées en acier à haute teneur en manganèse doit également être prise en compte. Dans le processus de fusion de l'acier à haute teneur en manganèse, la somme de FeO plus MnO dans le laitier doit être strictement contrôlée pour ne pas dépasser 1,2 %, car avec l'augmentation de la somme de FeO plus MnO dans le laitier, le FeO plus MnO dans l'acier en fusion doit également augmenter, et la précipitation sur le joint de grains après solidification rendra l'acier cassant.

Le contrôle de la température de coulée et de la température d'ouverture est également une mesure efficace pour prévenir les fissures dans les pièces moulées en acier à haute teneur en manganèse. Avec l'augmentation de la température de coulée, la contrainte de retrait de la coulée augmente et, plus important encore, les grains grossiers et les grains colonnaires sérieux affaiblissent considérablement la résistance de l'acier. De plus, les pièces moulées en acier à haute teneur en manganèse ne doivent pas être mises en boîte lorsqu'elles sont chaudes et exposées à l'air pour un refroidissement soudain, mais doivent être refroidies lentement dans le moule. Pour les moulages complexes, la température doit être réduite à environ 200 degrés avant la mise en boîte.

5). Processus de traitement thermique :

Le fait que la différence de température entre la température du four et la pièce coulée soit appropriée pendant le chargement est un facteur important pour la génération de fissures. Une fois la pièce moulée dans le four, la température doit être égalisée pendant 1 à 1,5 h, puis chauffée pour réchauffer lentement la pièce moulée. Le taux de chauffage à basse température (inférieur à 650 degrés) est la clé du crack. Généralement, la vitesse de chauffage des pièces moulées plus complexes ne doit pas dépasser 50 degrés/h, sinon les pièces moulées sont faciles à fissurer.

2. Comment effectuer le traitement thermique de l'acier à haute teneur en manganèse ?

1). Objectif du traitement thermique de solution pour les pièces moulées en acier à haute teneur en manganèse résistantes à l'usure :

Il peut éliminer les carbures dans le grain et sur la limite du grain dans la structure brute de coulée, obtenir une structure austénitique monophasée, améliorer la résistance et la ténacité de l'acier à haute teneur en manganèse et étendre son champ d'application. Pour éliminer le carbure dans sa structure brute de coulée, l'acier doit être chauffé au-dessus de 1040 degrés et maintenu au chaud pendant une période de temps appropriée pour rendre sa solution de carbure complètement solide dans l'austénite monophasée, puis refroidi rapidement pour obtenir l'austénite solide. structure de la solution. Ce traitement thermique de mise en solution est également appelé traitement de trempe à l'eau.

Il y a beaucoup de carbures précipités dans la structure coulée de l'acier à haute teneur en manganèse résistant à l'usure trempé à l'eau, de sorte que sa ténacité est faible et qu'il est facile à fracturer en cours d'utilisation.

UNE). Température du traitement de trempe à l'eau :

La température de trempe à l'eau dépend de la composition de l'acier à haute teneur en manganèse. Généralement, l'acier à haute teneur en manganèse à haute teneur en carbone ou à haute teneur en alliage à 1050 ~ 1100 degrés doit prendre la limite supérieure de la température de trempe à l'eau, comme l'acier ZGMn13 et l'acier GXl20Mn17. Cependant, une température de trempe à l'eau trop élevée entraînera une décarburation sévère de la surface de coulée et favorisera la croissance rapide des grains d'acier à haute teneur en manganèse, ce qui affectera les performances de service de l'acier à haute teneur en manganèse.

B).Taux de chauffage :

La conductivité thermique de l'acier à haute teneur en manganèse est pire que celle de l'acier au carbone ordinaire. Les pièces moulées en acier à haute teneur en manganèse sont soumises à des contraintes élevées et à une fissuration facile pendant le chauffage. Par conséquent, la vitesse de chauffage doit être déterminée en fonction de l'épaisseur de paroi et de la forme des pièces moulées. Généralement, les pièces moulées simples à parois minces peuvent être chauffées plus rapidement; Les pièces coulées à paroi épaisse doivent être chauffées lentement. Afin de réduire la déformation ou la fissuration des pièces moulées pendant le chauffage, le processus de conservation de la chaleur à environ 650 degrés à l'avance est souvent utilisé en production pour réduire la différence de température interne et externe des pièces moulées à paroi épaisse, uniformiser la température dans le four, puis monter rapidement à la température de ténacité de l'eau.

C).Temps de maintien de la température :

Le temps de maintien dépend principalement de l'épaisseur de la paroi de coulée pour assurer la dissolution complète des carbures dans la structure brute de coulée et l'homogénéisation de l'austénite. Généralement, le temps de conservation de la chaleur peut être calculé en fonction de la conservation de la chaleur lh de l'épaisseur de paroi de coulée de 25 mm.

D).Refroidissement :

Le processus de refroidissement a une grande influence sur les propriétés et la microstructure des pièces moulées.

Pendant le traitement de trempe à l'eau, la température de la pièce moulée avant d'entrer dans l'eau doit être supérieure à 950 degrés pour empêcher le carbure de reprécipiter.

Four de traitement thermique polyvalent de type chariot pour le traitement de trempe à l'eau de l'acier à haute teneur en manganèse. La trempe automatique à panier basculant ou suspendu est couramment utilisée pour couler l'entrée d'eau. Le premier est facile à déformer les grandes pièces et les pièces à parois minces de forme complexe, et il est également difficile de retirer les pièces moulées de la piscine après la trempe; Ce dernier est pratique pour sortir la coulée après trempe, mais la consommation du panier suspendu est importante.

2).En tant que traitement thermique des déchets moulés des pièces moulées en acier à haute teneur en manganèse résistantes à l'usure :

Afin de raccourcir le cycle de traitement thermique, la chaleur résiduelle de la coulée peut être utilisée pour le traitement de trempe à l'eau de l'acier à haute teneur en manganèse. Le processus est le suivant : le moulage est sorti du moule à 1100 ~ 1180 degrés. Après le retrait du noyau et le nettoyage du sable, la température de coulée est autorisée à refroidir à 900 ~ 1000 degrés, puis elle est placée dans un four chauffé à 1050 ~ 1080 degrés pour la conservation de la chaleur pendant 3 ~ 5h avant le refroidissement à l'eau. Le procédé de traitement thermique est simplifié, mais l'opération de fabrication est délicate.

3).Précipitation renforçant le traitement thermique des pièces moulées en acier à haute teneur en manganèse résistantes à l'usure :

Le but du traitement thermique de renforcement par précipitation de l'acier à haute teneur en manganèse résistant à l'usure est d'obtenir une certaine quantité et taille de particules de seconde phase de carbure dispersé dans l'acier à haute teneur en manganèse par une méthode de traitement thermique sur la base de l'ajout d'éléments de formation de carbure appropriés (tels que le molybdène, tungstène, vanadium, titane, niobium et chrome), renforcent la matrice austénitique et améliorent la résistance à l'usure des aciers à haute teneur en manganèse. Ce type de traitement thermique est coûteux et le processus est complexe.