สาเหตุและการป้องกันรอยแตกร้าวในเหล็กแมงกานีสสูง

1. การออกแบบโครงสร้างการหล่อ

ปัญหาเชิงโครงสร้าง เช่น ความหนาของผนังแตกต่างกันมากเกินไป การเปลี่ยนความหนาของผนังไม่เหมาะสม และการเปลี่ยนแปลงเนื้อหล่อน้อยเกินไป มีแนวโน้มที่จะเกิดรอยแตกร้าว ดังนั้นการออกแบบการหล่อควรผสมผสานอย่างใกล้ชิดกับกระบวนการหล่อเพื่อหลีกเลี่ยงการออกแบบการหล่อที่ไม่สมเหตุสมผลให้มากที่สุด ตัวอย่างเช่น สามารถเปลี่ยนส่วน "+" เป็นส่วน "T" เพื่อลดความเข้มข้นของความเครียด

2. การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการหล่อ

ในกระบวนการหล่อ ผลผลิตของแม่พิมพ์เป็นสิ่งสำคัญ การออกแบบกล่องทรายที่ไม่สมเหตุสมผล เช่น โครงกล่องที่ขัดขวางการหดตัว อาจทำให้เกิดรอยแตกร้าวได้ ดังนั้นโครงกล่องควรอยู่ห่างจากตัวหล่อและตัวยกในระยะที่กำหนด

การออกแบบระบบการเทที่ไม่เหมาะสม ทางเข้าหลายทางเข้าในลักษณะกระจายตัวมักจะแตกที่จุดเชื่อมต่อกับทางเข้าเนื่องจากการขัดขวางการหดตัวของการหล่อ ควรตั้งค่าไรเซอร์สำหรับการชดเชยการหดตัว โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อทางเข้าของการหล่อซึ่งเป็นส่วนสุดท้ายที่จะแข็งตัวเนื่องจากอุณหภูมิในพื้นที่ที่สูง และมีแนวโน้มที่จะแตกร้าวเนื่องจากการชดเชยการหดตัวไม่เพียงพอ

หลักการตั้งค่าไรเซอร์ไม่ใช่การใช้ไรเซอร์ด้านบนธรรมดา เพราะรอยแตกร้าวจะเกิดขึ้นได้ง่ายเมื่อตัดไรเซอร์ด้วยเปลวไฟอะเซทิลีน วิธีที่ดีที่สุดคือใช้ไรเซอร์ด้านข้างและไรเซอร์ที่ตัดง่าย และโดยทั่วไปไรเซอร์จะถูกกระแทกออกด้วยค้อน

3. การควบคุมองค์ประกอบของวัสดุ

ในเหล็กกล้าแมงกานีสสูง คาร์บอนและฟอสฟอรัสมีผลกระทบต่อการเกิดรอยแตกร้าวมากที่สุด ยิ่งมีปริมาณคาร์บอนมากเท่าไร การหล่อก็จะแตกได้ง่ายขึ้นเท่านั้น ดังนั้นควรควบคุมปริมาณคาร์บอนและฟอสฟอรัสในเหล็กหลอมเหลวอย่างเข้มงวด ซัลไฟด์จำนวนเล็กน้อยยังคงอยู่ในเหล็กโดยมีลักษณะเป็นสารที่ไม่ใช่โลหะ ซึ่งมีผลเพียงเล็กน้อยต่อประสิทธิภาพของเหล็ก ดังนั้นจึงมองข้ามไปได้ เมื่อปริมาณฟอสฟอรัสสูงกว่า 0.06% ความเหนียวจะลดลงอย่างรวดเร็ว ซึ่งอาจทำให้เกิดรอยแตกร้าวที่ร้อนในการหล่อได้ง่าย ดังนั้นปริมาณฟอสฟอรัสจึงต้องได้รับการควบคุมอย่างเข้มงวดในระหว่างการผลิต คาร์บอนและแมงกานีสเป็นส่วนประกอบหลักของเหล็กแมงกานีสสูง ภายใต้สถานการณ์ปกติ โครงสร้างทางโลหะวิทยาของเหล็กแมงกานีสสูงจะเป็นออสเทนไนต์เฟสเดียว มาร์เทนไซต์เกิดขึ้นได้ง่ายเมื่อมีปริมาณคาร์บอนต่ำ เมื่อปริมาณคาร์บอนสูง จะไม่สามารถหลีกเลี่ยงการตกตะกอนของคาร์ไบด์ในสถานะการแข็งตัวของน้ำได้ และประสิทธิภาพของเหล็กก็จะลดลงเช่นกัน ปริมาณคาร์บอนที่สูงขึ้นจะเพิ่มจุดผลผลิต แต่จะลดความเหนียวลง ดังนั้น ปริมาณคาร์บอนของเหล็กแมงกานีสสูงควรได้รับการควบคุมให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ที่ขีดจำกัดตรงกลางและล่าง ในขณะเดียวกันก็มั่นใจในประสิทธิภาพ

การลดการกลั่นเหล็กหลอมเหลวก็มีความสำคัญเช่นกัน ในระหว่างกระบวนการถลุงเหล็กแมงกานีสสูง ควรควบคุมผลรวมของ FeO+MnO ในตะกรันอย่างเคร่งครัดให้ไม่เกิน 1.2% เพื่อป้องกันการเพิ่มขึ้นของ FeO+MnO ในเหล็กหลอมเหลว การตกตะกอนบนขอบเขตของเมล็ดข้าวหลังจากการแข็งตัว และทำให้เหล็กเปราะ

4. ควบคุมอุณหภูมิการเทและแกะบรรจุภัณฑ์

การควบคุมอุณหภูมิการเทเป็นมาตรการที่มีประสิทธิภาพในการป้องกันรอยแตกร้าว เมื่ออุณหภูมิการเทเพิ่มขึ้น ความเครียดจากการหดตัวของการหล่อจะเพิ่มขึ้น เมล็ดข้าวจะหยาบ และผลึกเรียงเป็นแนวจะรุนแรง ซึ่งทำให้ความแข็งแรงของเหล็กอ่อนลงอย่างมาก

การหล่อเหล็กแมงกานีสสูงไม่ควรบรรจุกล่องเมื่อร้อนแดงเพื่อหลีกเลี่ยงการแตกร้าวที่เกิดจากการหล่อเย็นลงอย่างกะทันหันเมื่อสัมผัสกับอากาศ ควรทำให้เย็นลงในแม่พิมพ์อย่างช้าๆ และสำหรับการหล่อที่ซับซ้อน ควรบรรจุลงกล่องเมื่ออุณหภูมิลดลงถึงประมาณ 200 องศาเท่านั้น

การเชื่อมซ่อมแซมสามารถขจัดข้อบกพร่องในผลิตภัณฑ์หล่อได้อย่างมีประสิทธิภาพในขณะเดียวกัน ความเป็นไปได้ที่จะเกิดรอยแตกร้าวในขั้นตอนการเชื่อมซ่อมแซมก็ค่อนข้างสูงเช่นกัน เพื่อให้มั่นใจในคุณภาพของผลิตภัณฑ์ ต้องคำนึงถึงประเด็นต่อไปนี้ในระหว่างการเชื่อมซ่อมแซม: (1) ไม่จำเป็นต้องอุ่นเครื่องก่อนจึงจะเชื่อมซ่อมได้ การอุ่นซ้ำที่อุณหภูมิต่ำกว่าอาจทำให้คาร์ไบด์ตกตะกอนตามขอบเกรนและระนาบคริสตัล ทำให้เกิดการเปราะปรากฏขึ้นอีกครั้งและมีแนวโน้มที่จะเกิดรอยแตกร้าวมากขึ้น (2) เมื่อลบข้อบกพร่อง พยายามอย่าใช้การเซาะร่องส่วนโค้งคาร์บอนและการตัดด้วยไฟ ควรใช้พลั่วลมและล้อเจียร (3) เป็นไปไม่ได้ที่จะได้ผลลัพธ์ที่น่าพอใจโดยการเชื่อมชิ้นส่วนเหล็กแมงกานีสที่ไม่ได้รับการบำบัดด้วยน้ำแกร่ง (4) พื้นที่ที่จะซ่อมแซมควรเรียบ ปราศจากน้ำมันและสนิม และควรซ่อมแซมร่องที่เหมาะสมตามข้อกำหนดของกระบวนการซ่อมแซมการเชื่อม (5) องค์ประกอบของลวดเชื่อมซ่อมแซมควรมีลักษณะคล้ายคลึงกับส่วนประกอบของวัสดุหลัก สามารถใช้ลวดเชื่อมสแตนเลสได้ อย่างไรก็ตาม ไม่ว่าจะใช้ลวดเชื่อมแบบใด ปริมาณคาร์บอนก็ควรจะค่อนข้างต่ำ เพื่อลดปริมาณการตกตะกอนของคาร์ไบด์ในระหว่างการเชื่อมซ่อมแซม 2. กระบวนการอบชุบด้วยความร้อนของเหล็กแมงกานีสสูง

1. การบำบัดน้ำทำให้แกร่ง การบำบัดน้ำให้แกร่งเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการกำจัดคาร์ไบด์ในผลึกและขอบเขตของเกรนในโครงสร้างการหล่อของเหล็กแมงกานีสสูง ทำให้ได้โครงสร้างออสเทนไนต์เฟสเดียว และปรับปรุงความแข็งแรงและความเหนียวของแมงกานีสสูง เหล็ก. การบำบัดนี้จำเป็นต้องให้ความร้อนเหล็กสูงกว่า 1,040 องศา และทำให้มันอุ่นในช่วงเวลาที่เหมาะสมเพื่อให้คาร์ไบด์ละลายหมดในออสเทนไนต์เฟสเดียว จากนั้นจึงทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็วเพื่อให้ได้โครงสร้างสารละลายของแข็งออสเทนไนต์

อุณหภูมิการแข็งตัวของน้ำขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของเหล็กแมงกานีสสูง โดยทั่วไปคือ 1,050 ~ 1100 องศา อย่างไรก็ตาม อุณหภูมิการแข็งตัวของน้ำที่สูงเกินไปจะทำให้เกิดการสลายคาร์บอนอย่างรุนแรงบนพื้นผิวของการหล่อ และส่งเสริมการเติบโตอย่างรวดเร็วของเม็ดเหล็กแมงกานีสสูง ซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพของเหล็กแมงกานีสสูง

การหล่อเหล็กแมงกานีสสูงมีความเค้นสูงและมีแนวโน้มที่จะแตกร้าวเมื่อถูกความร้อน ดังนั้นควรกำหนดอัตราการให้ความร้อนตามความหนาและรูปร่างของผนังการหล่อ โดยทั่วไปการหล่อแบบธรรมดาที่มีผนังบางสามารถให้ความร้อนได้ในอัตราที่เร็วกว่า การหล่อที่มีผนังหนาควรได้รับความร้อนอย่างช้าๆ เพื่อลดการเสียรูปหรือการแตกร้าวของการหล่อในระหว่างการให้ความร้อน การผลิตมักจะใช้กระบวนการทำความร้อนล่วงหน้าประมาณ 650 องศา เพื่อลดความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างด้านในและด้านนอกของการหล่อที่มีผนังหนา และอุณหภูมิในเตาเผาจะสม่ำเสมอ แล้วจึงเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วจนถึงอุณหภูมิการแข็งตัวของน้ำ

2. การชุบแข็ง การชุบแข็งสามารถทำให้เหล็กกล้าแมงกานีสสูงได้รับคุณสมบัติเชิงกลที่ดีเยี่ยม เช่น ความแข็งสูง ความแข็งแรงสูง และความเหนียวสูง ในระหว่างการดับควรให้ความสนใจกับการควบคุมอุณหภูมิความร้อนเพื่อหลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไปและการหยาบของเมล็ดพืช นอกจากนี้ ควรควบคุมอัตราการทำความเย็นเพื่อหลีกเลี่ยงการระบายความร้อนเร็วเกินไปและโครงสร้างทางโลหะวิทยาที่ไม่เสถียร 3. Tempering Tempering ใช้สำหรับความเปราะที่เกิดขึ้นหลังการชุบแข็ง โดยทั่วไปอุณหภูมิการอบคืนตัวจะถูกควบคุมระหว่าง 400-600 องศา ซึ่งสามารถปรับปรุงความเหนียวและความเป็นพลาสติกของวัสดุได้ จึงช่วยลดความแข็งและความแข็งแรงของวัสดุได้ 4. การทำให้เป็นมาตรฐาน การทำให้เป็นมาตรฐานเป็นวิธีการรักษาความร้อนที่ค่อนข้างยาวนานซึ่งสามารถปรับปรุงความแข็งและความแข็งแรงของเหล็กแมงกานีสสูงได้ และยังทำให้เหล็กแมงกานีสสูงมีความสามารถในการเชื่อมและการแปรรูปที่ดี แต่เมื่อเทียบกับการชุบแข็ง ความต้านทานการสึกหรอและทนต่อแรงกระแทกจะเล็กน้อย แย่ลง. 3. การเลือกวิธีการอบชุบด้วยความร้อนสำหรับเหล็กแมงกานีสสูง ตามความต้องการของกระบวนการและสถานการณ์การใช้งานที่แตกต่างกัน เราสามารถเลือกวิธีการอบชุบด้วยความร้อนที่แตกต่างกันได้ ตัวอย่างเช่น สำหรับชิ้นส่วนที่มีความต้องการความแข็งสูงและความแข็งแรงสูง สามารถเลือกการชุบแข็ง + การแบ่งเบาบรรเทาได้ หากจำเป็นต้องใช้เป็นวัสดุแม่พิมพ์ก็สามารถพิจารณาการทำให้เป็นมาตรฐานและการชุบแข็งได้ และสำหรับสถานที่ที่มีความต้องการทนต่อแรงกระแทกและการสึกหรอสูงสามารถใช้การชุบแข็งได้ หากต้องการความสมดุลระหว่างความแข็งและความเหนียว สามารถเลือกการแบ่งเบาบรรเทาได้ สรุป การป้องกันการแตกร้าวและการบำบัดความร้อนของเหล็กแมงกานีสสูงเกี่ยวข้องกับหลายแง่มุม เช่น การออกแบบโครงสร้างการหล่อ การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการหล่อ การควบคุมองค์ประกอบของวัสดุ การควบคุมอุณหภูมิการเทและการแกะบรรจุภัณฑ์ และกระบวนการบำบัดความร้อน ด้วยการใช้มาตรการเหล่านี้อย่างครอบคลุม คุณจึงสามารถมั่นใจได้ว่าคุณภาพและประสิทธิภาพของการหล่อเหล็กแมงกานีสสูงจะตรงตามข้อกำหนดการใช้งาน