高锰钢耐热钢铸件热处理介绍

高锰钢耐热钢铸件铸态组织中除奥氏体相外，还有析出的碳化物。为获得高韧性，必须予以热处理，以消除铸态组织中晶内和晶界上的碳化物。高锰钢含碳量通常为13％左右，要消除其铸态组织的碳化物，需将耐热钢铸件加热到1000℃以上，并保温适当时间，使其碳化物完全溶解，随后迅速冷却，这种热处理通常称为水韧处理。

一、水韧温度

水韧温度取决于耐热钢铸件成分，通常为1050～1080°C。过高的水韧温度会导致铸件表面严重脱碳，而且奥氏体晶粒中和晶界上将析出共晶碳化物。由于共晶碳化物是不能重新热处理来消除的脆性相，应尽量避免产生。

二、加热速率

高锰钢比一般碳钢铸件的导热差，铸件在加热时易引起应力；厚壁铸件则宜采用缓慢加热。为减少耐热钢铸件加热过程中变形或开裂，生产上常采用预先在650℃保温，再快速升到水韧温度的处理工艺。

三、保温时间

保温时间主要取决于耐热钢铸件的壁厚，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每25mm保温lh计算。

四、冷却

冷却过程对耐热钢铸件规定的性能指标及组织状态有很大的影响。水韧处理时，铸件入水前的温度应在950℃以上。为此，铸件从出炉到入水不应超过2min，水温保持在40℃以下。水韧处理后可根据铸件的要求及复杂程度适当进行回火，但回火温度不应超过250℃。为缩短热处理周期，可利用铸态预热进行高锰钢水韧处理。其工艺为：耐热钢铸件于1100～1180° C自铸型中取出，经除芯清砂后，铸件温度允许冷却到 900～1000℃，然后装入并加热到 1050～1080℃的炉内保温3～5h后水冷。

该处理工艺不仅简化了热处理工艺，减少了耐热铸件在型内的冷却时间，而且可提高铸件的性能。利用预热处理的高锰钢耐热钢铸件冲击韧性比常规处理的提高5%～15％。用于破碎机的高锰钢固定板进行工业试验，破碎物为花岗岩和花岗闪长石，环境温度30～40℃，其使用寿命提高50％。
此外，高锰钢还可实行弥散硬化处理，适用于添加Mo或其他碳化物形成元素的高锰钢，如ZGMnl2Mo2铸钢，可先在580～610℃退火2h，以便析出碳化物强化奥氏体，然后再加热到l000℃左右淬火。

五、高锰钢的金相组织

高锰钢经水韧处理后，如碳化物完全消除，则为单一的奥氏体组织。这样的组织只有在薄壁铸件上才可得到，通常允许奥氏体晶粒内或晶界上有少量碳化物。