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1、高錳鋼的來源1882年獲得奧氏體組織的高錳鋼,1883年英國(guó)人哈德菲爾德(R.A.Hadfield)取得了高錳鋼專利。高錳鋼依其用途的不同可分為兩大類:
2、耐磨鋼這類鋼含錳10%~15%,碳含量較高,一般為0.90%~1.50%,大部分在1.0%以上。
其化學(xué)成分為(%):
C0.90~1.50Mn10.0~15.0
Si0.30~1.0
S≤0.05
P≤0.10
這類高錳鋼的用量多,常用來制作挖掘機(jī)的鏟齒、圓錐式破碎機(jī)的軋面壁和破碎壁、顎式破碎機(jī)岔板、球磨機(jī)襯板、鐵路轍岔、板錘、錘頭等。
上述成分的高錳鋼的鑄態(tài)組織通常是由奧氏體、碳化物和珠光體所組成,有時(shí)還含有少量的磷共晶。碳化物數(shù)量多時(shí),常在晶界上呈網(wǎng)狀出現(xiàn)。因此鑄態(tài)組織的高錳鋼很脆,無法使用,需要進(jìn)行固溶處理。而厚度為12MM的鑄造Mn13,使用壽命為500-2000個(gè)小時(shí),按每天工作8小時(shí)計(jì)算只可使用2至8個(gè)月。通常使用的熱處理方法是固溶處理,即將鋼加熱到1050~1100℃,保溫消除鑄態(tài)組織,得到單相奧氏體組織,然后水淬,使此種組織保持到常溫。熱處理后鋼的強(qiáng)度、塑性和韌性均大幅度提高,所以此種熱處理方法也常稱為水韌處理。熱處理后力學(xué)性能為:σb615~1275MPa σ 0.2340~470MPa ζ15%~85% ψ15%~45% aKl96~294J/cm2 HBl80~225 高錳鋼經(jīng)過固溶處理后還會(huì)有少量的碳化物未溶解,當(dāng)其數(shù)量較少符合檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)時(shí),仍可使用。
化學(xué)成分控制與熱處理由于MN13軋制鋼板是由太鋼、寶鋼等大型鋼廠生產(chǎn),所以冶煉工藝先進(jìn),在化學(xué)成分控制上更加精準(zhǔn),而鑄件一般都是由小的鑄造企業(yè)生產(chǎn),原料的多樣性導(dǎo)致化學(xué)成本復(fù)雜,有害元素多,大多數(shù)鑄件MN的含量根本達(dá)不到高錳鋼的低標(biāo)準(zhǔn)。
大鋼廠的熱處理工藝較鑄造企業(yè)更加先進(jìn),在溫度和時(shí)間的控制上要求嚴(yán)格,是一般鑄造企業(yè)所不能比的,熱處理的好壞直接影響高錳鋼的強(qiáng)度、耐磨性能和機(jī)械性能。
特別要提到的是,很多企業(yè)為了節(jié)約能源,降低生產(chǎn)成本而采用鑄造余熱淬火,在成批生產(chǎn)小型件和要求不很嚴(yán)格的工件是可以的。
它是將鑄件在1100-1180℃時(shí)從鑄型中取出,然后裝入均熱爐內(nèi)按1050℃-1080℃保溫3-5小時(shí)后水淬,這種工藝的要點(diǎn)一是在許可的條件下對(duì)成分優(yōu)化調(diào)整,如加變質(zhì)劑等。
二是嚴(yán)格控制工藝溫度。
而有些企業(yè)則不然,只是簡(jiǎn)單地將鑄件取出拋入水中,這種簡(jiǎn)單粗放的方式,工藝參數(shù)控制無從談起,質(zhì)量也就不可能保證。
鋼板試樣:12mm500mm1000mm;鋼絲切丸直徑1.5mm;直接打擊;拋射距離700mm;拋射速度75m/秒;拋射入角≥45;拋打時(shí)間100小時(shí);長(zhǎng)連續(xù)拋打時(shí)間9小時(shí);拋打前標(biāo)記的10處測(cè)試點(diǎn),拋打結(jié)束后測(cè)試厚度無明顯變化。
實(shí)際使用中,厚度為12MM的軋制Mn13鋼板,使用壽命為10000-15000個(gè)小時(shí),按每天工作8小時(shí)計(jì)算可使用3年半至5年。
而厚度為12MM的鑄造Mn13,使用壽命為500-2000個(gè)小時(shí),按每天工作8小時(shí)計(jì)算只可使用2至8個(gè)月。
從拋丸設(shè)備中得出的數(shù)據(jù)對(duì)比來看,軋制Mn13鋼板的耐磨性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鑄鋼Mn13。
Mn13耐磨鋼板具有較高的抗拉強(qiáng)度、塑性和韌性以及無磁性,即使零件磨損到很薄,仍能承受較大的沖擊載荷而不致,可用于鑄造各種耐沖擊的磨損件, 如球磨機(jī)襯板、挖掘機(jī)斗齒、破碎機(jī)牙板等。MN13相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)/MN13耐磨板標(biāo)準(zhǔn)型的Mn13高錳鋼又稱Hadfield鋼,是由英國(guó)人Hadfield于1882年發(fā)明的。一般用于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,要求以耐磨為主的低沖擊鑄件,如襯板、齒板、破碎壁、軋臼壁、輥套和鏟齒。
MN13耐磨鋼板強(qiáng)沖擊磨損和大應(yīng)力磨損有的耐磨性能優(yōu)勢(shì)和傳統(tǒng)使用的高鉻鑄鐵僅僅對(duì)移動(dòng)磨損有較好的耐磨性。Mn13耐磨板可以有效降低設(shè)備易損件的使用成本并節(jié)省設(shè)備檢修費(fèi)用,提高成品競(jìng)爭(zhēng)力。
電廠專用高耐磨鋼板的常見軋制缺陷和加工方式
電廠專用高耐磨鋼板在軋制過程的產(chǎn)生缺陷大致可分為原料缺陷、表面斑跡缺陷、板形缺陷和邊部缺陷。所謂原料缺陷,是指由原料引起而在冷軋過程中造成并繼續(xù)保持或殘留下來的一些缺陷。原料缺陷通常有氣泡、夾雜、鐵皮壓入、原料劃傷和輥印等。
電廠專用高耐磨鋼板斑跡缺陷,主要是由于帶鋼表面的軋制油和軋制時(shí)產(chǎn)生的鐵粉吹掃不干凈,軋制后殘留在帶鋼表面所造成的。板面斑跡缺陷在鋼卷退火后,在帶鋼表面碳化而形成黑斑,影響帶鋼表面質(zhì)量。
電廠專用高耐磨鋼板的板型缺陷主要是指連軋機(jī)產(chǎn)品存在的各種浪形和瓢曲。主要原因是機(jī)架負(fù)荷分配不均衡、機(jī)架間張力設(shè)定不良與工作輥輥型不合理等。因?yàn)殡姀S專用高耐磨鋼板有一層耐磨損層,因此其薄厚和強(qiáng)度毫無疑問都比一般板才高,那麼激光切割的那時(shí)候出現(xiàn)裂痕的概率也會(huì)更高一些,特別是在是電廠專用高耐磨鋼板邊緣部位。這種缺陷容易造成罩退爐內(nèi)發(fā)生粘結(jié)現(xiàn)象,對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響很大。邊部缺陷主要是由于酸洗切邊質(zhì)量不好或帶鋼的塑性較差所造成的。
電廠專用高耐磨鋼板用途非常廣泛,同樣各式各樣的都有,有些地方可能需要折彎卷圈,而有些地方需要切割,都要注意了。因此,切割裂紋屬于延遲性裂紋,鋼板厚度和硬度越大,出現(xiàn)切割裂紋就越大。因電廠專用高耐磨鋼板是通過冶金加工使耐磨層和基板緊密結(jié)合,所以正常情況下,折彎卷圈是沒有問題的,但是如果直徑小于300mm會(huì)出現(xiàn)問題,所以不建議300mm以下卷圈。
在電廠專用高耐磨鋼板切割加工中,是先鋼板加工,因?yàn)殇摪迨窃谙铝虾蛣澗€后,才來進(jìn)行切割工作的;常用的切割方式是數(shù)控火焰切割和數(shù)控水切割,數(shù)控火焰切割成本不是很高的,屬于初級(jí)加工,其的加工范圍是3mm到100mm的鋼板。而數(shù)控水切割,其主要是在要求切割不變形這一條件下使用?;瘜W(xué)成分控制與熱處理由于MN13軋制鋼板是由太鋼、寶鋼等大型鋼廠生產(chǎn),所以冶煉工藝先進(jìn),在化學(xué)成分控制上更加精準(zhǔn),而鑄件一般都是由小的鑄造企業(yè)生產(chǎn),原料的多樣性導(dǎo)致化學(xué)成本復(fù)雜,有害元素多,大多數(shù)鑄件MN的含量根本達(dá)不到高錳鋼的低標(biāo)準(zhǔn)。