耐磨高锰钢铸件的固溶热处理分析

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耐磨高锰钢铸件的固溶热处理———水韧处理耐磨高锰钢的铸态组织中有大量析出的碳化物，因而其韧度较低，使用中易断裂。

高锰钢铸件固溶热处理的主要目的，是消除铸态组织中晶内和晶界上的碳化物，得到单相奥氏体组织，提高高锰钢的强度和韧度，扩大其应用范围。

要消除其铸态组织的碳化物，须将钢加热至1040°C以上，并保温适当时间，使其碳化物完全固溶于单相奥氏体中，随后快速冷却得到奥氏体固溶体组织。这种固溶热处理又称为水韧处理。

（1）水韧处理的温度：水韧温度取决于高锰钢成分，通常为1050～1100°C。含碳量高或者合金含量高的高锰钢应取水韧温度的上限。但过高的水韧温度会导致铸件表面严重脱碳，并促使高锰钢的晶粒迅速长大，影响高锰钢的使用性能。

（2）加热速率：高锰钢比一般碳钢的导热性差，高锰钢铸件在加热时应力较大而易开裂，因此其加热速率应根据铸件的壁厚和形状而定。一般薄壁简单铸件可采用较快速率加热；厚壁铸件则宜缓慢加热。为减少铸件在加热过程中变形或开裂，生产上常采用预先在650°C左右保温，使厚壁铸件内外温差减小，热处理炉内温度均匀，之后再快速升到水韧温度的处理工艺。

（3）保温时间：保温时间主要取决于铸件壁厚，以确保铸态组织中的碳化物完全溶解和奥氏体的均匀化。通常保温时间可按铸件壁厚25mm保温1h计算。

（4）冷却：冷却过程对铸件的性能指标及组织状态有很大的影响。

水韧处理时铸件入水前的温度在950°C以上，以免碳化物重新析出。为此，铸件从出炉到入水时间不应超过30s；水温保持在30°C以下，淬火后最高水温不超过60°C。水温较高时高锰钢的力学性能显著下降。水韧处理时水量须达到铸件和吊栏重量的8倍以上，若用非循环水需定期增加水量。最好使用水质干净的循环水或采用压缩空气搅动池水。用吊篮吊淬时，可采用摆动吊篮的方式加速铸件的冷却。

高锰钢水韧处理多用台车式热处理炉。铸件入水常用自动倾翻或吊篮吊淬方式。

前者对大件及形状复杂的薄壁件易引起变形，淬火后铸件从水池中取出也较为困难；后者淬火后取出铸件方便，但吊篮消耗大。