高錳鋼鑄件生產(chǎn)的探討s課件

高錳鋼鑄件生產(chǎn)的探討ss高錳鋼鑄件生產(chǎn)的探討ss探討高錳鋼鑄造的意義我們已經(jīng)知道：

高錳鋼鑄件的價(jià)格已經(jīng)全球化了——有些還很低

設(shè)計(jì)鑄件斷面趨向越來越厚大——有時(shí)甚至沒有砂芯

鑄件的質(zhì)量不太容易評(píng)定——造成有時(shí)鑄件銷售僅僅取決于價(jià)格

對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造很難預(yù)測??！本報(bào)告希望能幫助我們了解合金的特性，大概要求及其一些生產(chǎn)方法。

希望通過對(duì)這種材料的很好理解，通過提高我們正確、快速判定問題的能力，滿足鑄件的要求和用戶的需求，以此來滿足工業(yè)的要求。探討高錳鋼鑄造的意義我們已經(jīng)知道：本報(bào)告包含高錳鋼鑄件生產(chǎn)的以下方面內(nèi)容：

第一部分

–高錳鋼材質(zhì)

第二部分

–

凝固特性

第三部分

–晶粒大小的影響

第四部分

–補(bǔ)縮距離的設(shè)想

第五部分

–冒口縮頸的設(shè)想

第六部分

–冒口的計(jì)算

第七部分

–澆注系統(tǒng)的計(jì)算

第八部分

–鑄件缺陷的分析

本報(bào)告包含高錳鋼鑄件生產(chǎn)的以下方面內(nèi)容：高錳鋼鑄件的生產(chǎn)第一部分

–高錳鋼材料本身特性

(Mn13)返回目錄高錳鋼鑄件的生產(chǎn)第一部分–高錳鋼材料本身特性(Mn13高錳鋼

–材質(zhì)奧氏體高錳是是由RobertHadfield先生由1882發(fā)明的，它具體特獨(dú)的性能：

高強(qiáng)度/韌性

高延伸率

沒有磁性

出色的耐磨性能

使用過程中硬化（冷作硬化）Hadfield’s鋼的典型成分范圍:1.05–1.35%碳11.0–14.0%錳1.0%最大.硅0.07%最大.磷返回目錄高錳鋼–材質(zhì)奧氏體高錳是是由RobertHadfiel碳和錳的關(guān)系的重要性在于它影響材料的韌性。從OliverandBoyd

先生的研究可以看出。碳和錳的關(guān)系的重要性在于它影響材料的韌性。從Olivera此鋼對(duì)使用過程中發(fā)生的三種類型的磨損有極佳的抗磨性能。這種性能使得錳鋼廣泛用于礦山、采石、土建行業(yè)鑄件材料。錳鋼不僅可以對(duì)其碳和錳水平進(jìn)行調(diào)整，還可以對(duì)其合金成分進(jìn)行控制，像：鉻Cr;鎢和鎳等。在鑄態(tài)，這種合金很脆，因此錳鋼鑄件需要熱處理來提高其強(qiáng)度性能，使合金的獨(dú)特的性能充分發(fā)揮。

高錳鋼

–材質(zhì)此鋼對(duì)使用過程中發(fā)生的三種類型的磨損有極佳的抗磨性能。這種性磨損特性：通常認(rèn)為存在的幾種磨損形式，可分為：磨粒磨損

–從外部進(jìn)入摩擦面間的游離硬質(zhì)顆?；蚰Σ帘砻嫔系挠操|(zhì)凸峰，在摩擦過程中引起材料脫落的磨損現(xiàn)象。高錳鋼同時(shí)具有高的強(qiáng)度和韌性，并且其具有加工硬化功能，磨損后形成新的堅(jiān)硬的表面。因此在這種磨損條件下，高錳鋼是種很好的材料。粘著磨損

-摩擦表面的不平度凸峰在相互作用的各點(diǎn)產(chǎn)生結(jié)點(diǎn)后再相對(duì)滑移時(shí)，材料從運(yùn)動(dòng)副的一個(gè)表面轉(zhuǎn)移到另一個(gè)表面，便形成了粘著磨損。接觸疲勞磨損-

受變應(yīng)力的兩表面，相互摩擦，在其表面上形成疲勞點(diǎn)蝕，使小塊金屬剝落，這種現(xiàn)象稱為疲勞磨損。典型的磨損條件發(fā)生在礦山工業(yè)中的齒板-軋臼壁-弧形襯板和襯板，高錳鋼在此工況非常適合。腐蝕磨損-在摩擦過程中，摩擦表面與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或電化學(xué)反應(yīng)的磨損稱為腐蝕磨損，腐蝕可在沒有摩擦的條件下形成，而相對(duì)運(yùn)動(dòng)消除了化學(xué)反應(yīng)的生成物，接著表面又受到腐蝕，如此不斷反復(fù)。對(duì)這種磨損高錳鋼并不是最佳的材料。

磨損特性：通常認(rèn)為存在的幾種磨損形式，可分為：磨損的特征：奧氏體高錳非常適合應(yīng)用于磨料磨損和接觸磨損共存的場合。在這些例子中鑄件表面受沖擊，在使用中出現(xiàn)加工硬化。例如礦山、水泥和工程機(jī)械類鑄件—

金屬和金屬間的磨損

–像鏈和鏈輪，履帶板和小齒輪之間。

干磨擦

–齒板,軋臼壁，錘頭，破碎壁和襯板然而當(dāng)?shù)V石破碎成的形狀和其硬度是多樣的。因此加工硬化的程度也是不同的。因此除非最終用戶以此結(jié)果來衡量質(zhì)量，否則一些鑄件在采購時(shí)就變成價(jià)格更重要。在低壓力磨損的場合，撞擊很小甚至沒有，因此鑄件表面加工硬化過程沒有，所以說其它材質(zhì)的鋼材在這種場合可能更適合。磨損的特征：奧氏體高錳非常適合應(yīng)用于磨料磨損和接觸磨損共存的高錳鋼的規(guī)范下面列出了一些國際錳鋼的規(guī)范澳大利亞

AS2074B-HIA和

H1B法國

NFA32-058Z120M12-M德國

SEW395-G-X120Mn13英國

BS3100-BW10印度

IS276-1,2,3,4,5和

6意大利

UNI3160-XG120Mn12日本

JISG5131SCMnH1,H2,H3,H11和

H21挪威

NS1699-SstMn12南非

SABS407-1,2,3,4和

5.西班牙

UNE36-253-AM-X120Mn12&MnCr12-2瑞典

SS142183-218302美國

AstmA128-A,B-1,B-2,B-3,B4,C,D,E-1,E-2和

F.高錳鋼的規(guī)范下面列出了一些國際錳鋼的規(guī)范首選成分對(duì)于強(qiáng)度、硬度、韌性和抗疲勞的最佳組合，建議：(源自

CTIMaterialFactssheetsectionK1992)

穩(wěn)定的奧氏體高錳鋼組織中錳的含量必須在10%以上才能獲得較高的韌性和延伸率。因此碳和錳的比例必須維持在1：10以上。

碳范圍

1.10~1.20% 目標(biāo)

1.15硅范圍

<1.00 目標(biāo)0.90錳范圍

11.00~13.00 目標(biāo)

12.00硫和磷

目標(biāo)

<0.05首選成分對(duì)于強(qiáng)度、硬度、韌性和抗疲勞的最佳組合，建議：(源自合金元素的影響碳

–通常含量為1.10至1.20%,但也可高達(dá)

1.40。

雖碳含量的增加使得材質(zhì)更脆，但仍具有很好的耐磨性能。

鋼含碳量稍低，能有效提高抗沖擊能力。錳

–該元素能穩(wěn)定奧氏體，其含量必須在10%以上以獲得所需要的強(qiáng)度和韌性。因此錳碳比至少為10：1，然而通常錳含量適當(dāng)提高，以此降低在熱處理過程中由于碳化物析出而形成的脆性。合金元素的影響碳–通常含量為1.10至1.20%,合金元素的影響硫

–高錳鋼中硫的含量要求并不太嚴(yán)格，這是因?yàn)樵诟咤i鋼中硫和錳結(jié)合成硫化錳，大部分隨爐渣而去除。殘留硫多以球狀硫化錳形式存在，對(duì)鋼性能影響不大。錳鋼焊補(bǔ)比較容易，但焊補(bǔ)會(huì)導(dǎo)致作業(yè)周期延長、帶來組織結(jié)構(gòu)問題（裂紋），尤其是含磷性高的情況下。合金元素的影響硫–高錳鋼中硫的含量要求并不太嚴(yán)格，這是因合金元素的影響鉻

–通常薄壁件

<3.0%，當(dāng)含量高時(shí)，客觀存在將形成碳化物分布在晶界上而增加脆性，

鉻的加入量有助于提高奧氏體的穩(wěn)定性。鎳

–加入量較低，一般低于4%,能很好穩(wěn)定奧氏體，能抑制熱處理過程中晶界碳化物的形成，提高高錳鋼的脆化溫度，便其對(duì)切割、焊補(bǔ)以及工作溫度敏感性降低。但該元素成本較高。

磷

–是有害元素，必須將含量控制在0.035%以下,否則易偏析在晶界形成磷共晶，使其脆性增大，在打磨、焊補(bǔ)和熱處理過程中極易形成裂紋。

鉬

–一般含量要求

<2.00%，能改善奧氏體樹晶發(fā)展傾向，提高奧氏體穩(wěn)定性。能抑制碳化物和珠光體形成，因此提高厚大截面鑄件抗裂紋能力和提高水淬質(zhì)量的效果。在厚截面鑄件上鉬的效果優(yōu)于Cr和V。合金元素的影響鉻–通常薄壁件<3.0%，當(dāng)含量高時(shí)，奧氏體錳鋼的熔煉

用電弧爐或感應(yīng)電爐熔煉高錳鋼（不精煉）通常碳

–硅

–磷和錳的氧化夾雜物含量較高。

電弧爐煉錳鋼通過加入石灰能起到脫磷效果，但通常來說，如果澆注溫度低，則夾雜物沒有時(shí)間上浮。特別是感應(yīng)電爐熔煉，由于很難進(jìn)行二次造渣操作，使得鋼水的純凈度的限，并且由于返回料中氣體的累積而氣體含量相當(dāng)高，所以感應(yīng)電爐熔煉不能100%使用返回料。但對(duì)于電弧爐來說，由于其存在著氧化和還原過程而對(duì)氣體含量不是問題。奧氏體錳鋼的熔煉 用電弧爐或感應(yīng)電爐熔煉高錳鋼（不精煉）通常電弧爐和感應(yīng)電爐的比較電弧爐的優(yōu)點(diǎn)爐子容量大每噸能耗低可有效除氣，特別是

N2/H2對(duì)返回料的質(zhì)量要求低易于對(duì)S和磷的控制對(duì)應(yīng)用返回料沒有量的限制

電弧爐的缺點(diǎn)環(huán)境較差氧化損失大噪音大設(shè)備費(fèi)用稍高電極成本無芯感應(yīng)爐的優(yōu)點(diǎn)固定投資低煙塵少可控性好融池性質(zhì)相同低燥音氧化損失少

無芯感應(yīng)爐的缺能耗稍高

很難精煉爐料質(zhì)量要求高返回料最高不超過40%電弧爐和感應(yīng)電爐的比較電弧爐的優(yōu)點(diǎn)無芯感應(yīng)爐的優(yōu)點(diǎn)堿性操作堿性耐火材料通常使用氧化鎂基的耐火材料，其中會(huì)混有鉻和鈣的氧化物。其耐火度高于酸性爐襯，在精煉的場合下特別適合。造型和鋼包的操作

–與硅砂相比，用鎂砂、鉻礦砂或橄欖石砂合適。硅砂和高錳鋼會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而在鑄件表面形成玻璃體。對(duì)涂料來說，同樣的道理，應(yīng)用鎂砂或橄欖石基的涂料而非普通的鋯英粉/石英粉涂料。對(duì)鋯質(zhì)和碳化硅質(zhì)的過濾器也一樣。堿性操作堿性耐火材料通常使用氧化鎂基的耐火材料，其中會(huì)混有鉻熱處理當(dāng)此合金為鑄態(tài)時(shí)，因其碳化物含量高，很脆必須小心操作。所以高錳鋼必須在熱處理后才能使用。然而此合金的脆性也有有利的一面，澆冒口系統(tǒng)在鑄件冷卻開箱后能很方便地用機(jī)械方式敲除。特別注意：在熱處理過程中，必須確保沒有熱沖擊發(fā)生，因?yàn)檫@將導(dǎo)致裂紋。為了減輕裂紋傾向，鑄件熱處理時(shí)必須在爐溫低于250°C時(shí)裝爐。熱處理爐的升溫速度也得控制，應(yīng)緩慢升溫，每小時(shí)升溫70–100°C。熱處理當(dāng)此合金為鑄態(tài)時(shí)，因其碳化物含量高，很脆必須小心操作。熱處理熱處理所需要達(dá)到的最高溫度和保溫溫度應(yīng)根據(jù)鑄件的大小和壁厚來決定。在1030-1050°C下，每英寸鑄件厚度需要保溫1小時(shí)。鑄件的最大壁厚決定鑄件保溫時(shí)間的長短。溫度過高將導(dǎo)致晶粒粗大和鑄件表面的脫碳。鑄件應(yīng)快速進(jìn)行水淬或油淬，在這過程中特別要注意鑄件和冷卻液間沒有空氣相隔，若有將導(dǎo)致冷卻速度不一致產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力而導(dǎo)致鑄件損壞。避免這個(gè)問題，齒板、襯板類鑄件需要垂直入水。返回目錄熱處理熱處理所需要達(dá)到的最高溫度和保溫溫度應(yīng)根據(jù)鑄件的大小和高錳鋼鑄件的生產(chǎn)第二部分

–高錳鋼凝固特性

返回目錄高錳鋼鑄件的生產(chǎn)第二部分–高錳鋼凝固特性返回目錄凝固溫度區(qū)間是寬還是窄?通常認(rèn)為高錳鋼具有較寬的凝固溫度范圍，但實(shí)際中當(dāng)澆注結(jié)束后，馬上用額外的金屬液進(jìn)行補(bǔ)澆或沖冒口時(shí)得到了一個(gè)完全不同的現(xiàn)象，得出了這種合金在很短的時(shí)間內(nèi)具有很大的體積收縮。因?yàn)楫?dāng)補(bǔ)澆時(shí)或許由于鑄件和冒口的收縮而金屬液已經(jīng)從冒口中下降而顯得非常有意義?；蜻@種操作提高了鑄件、冒口頸和單個(gè)冒口的溫度梯度而成為必要?；?/p>

兩者都是……..返回目錄凝固溫度區(qū)間是寬還是窄?通常認(rèn)為高錳鋼具有較寬的凝固溫度范圍凝固溫度區(qū)間是寬還是窄?有公司進(jìn)行典型的試驗(yàn)：鑄造一個(gè)邊長為300mm的立方體；使用一只Dia300的發(fā)熱保溫冒口；在冒口和鑄件中放置熱電偶記錄下溫度曲線；澆注后將其整體解剖，并進(jìn)行滲透探傷。凝固溫度區(qū)間是寬還是窄?有公司進(jìn)行典型的試驗(yàn)：凝固時(shí)間非常短………..凝固時(shí)間非常短………..

當(dāng)澆注完成后的8分鐘內(nèi)，沒有任何變化。

在第8分鐘至第11.5分鐘，型腔的溫度從1425°C降至

1275°C，也就是每分鐘降溫

43°C。

12分鐘之后，鑄件和冒口全部凝固。如果這是碳鋼，則需要只有在60分鐘后全部凝固。從這些結(jié)果，可得出以下結(jié)論：

溫度降低的速度非常快，當(dāng)開始凝固的時(shí)間非常非常短。凝固溫度區(qū)間是寬還是窄?凝固溫度區(qū)間是寬還是窄?收縮特性邊長為300mm的立方體的斷面，使用一只發(fā)熱保溫冒口。形狀因數(shù)為2。將鑄件連冒口一起解剖開來（想像一下解剖成本）并進(jìn)行滲透探傷。這照片表明從冒口所需要補(bǔ)縮的收縮量是非常非常大的。

本試驗(yàn)者通過一些方法（置換）測得收縮率高達(dá)10.5%。收縮特性邊長為300mm的立方體的斷面，使用一只發(fā)熱保溫冒口高錳鋼的凝固試驗(yàn)證實(shí)了高錳鋼的凝固溫度范圍很窄。冷卻速度非?？欤糠昼?/p>

40–45°C。

在這前提下，我們可以設(shè)想：厚實(shí)鑄件（像立方體）和相對(duì)比較“苗條”的鑄件（象齒板或圓錐）如果相同的重量，則其凝固的區(qū)間大致相同。如果形狀變得更適宜或許凝固區(qū)間會(huì)更短。高錳鋼快速凝固速度得到不論鑄件形狀，所有的高錳鋼冒口都將“吸”空，其縮孔形狀和非厚大件的相似。由于這，那么要求覆蓋劑要能很好地保持熱量不散失而不能有任何吸熱，并且要有很好的流動(dòng)性。如果冒口中的縮孔比通常情況下其它鋼種的要大，那么高錳鋼需要增加發(fā)熱覆蓋劑的用量。高錳鋼的凝固試驗(yàn)證實(shí)了高錳鋼的凝固溫度范圍很窄。冷卻速度非常這是軋臼壁內(nèi)的直徑為300mm冒口的剖面照片。

鑄件形狀因數(shù)14。盡管鑄件的形狀因數(shù)從2改變?yōu)?4，而對(duì)于液量控制的冒口而言，其收縮的特性相當(dāng)相似。

不同的是整個(gè)鑄件所需要的液量…和凝固區(qū)所需的體積收縮特性這是軋臼壁內(nèi)的直徑為300mm冒口的剖面照片。

收縮特性收縮特性唯一的致密區(qū)在底部邊角處，這里溫度散失最快。因此我們假定高錳鋼需要溫度梯度。內(nèi)部晶粒間的縮孔遍及整個(gè)斷面，所以我們提出快速冷卻導(dǎo)致晶間縮松隨時(shí)都存在著?；蛟S這是由于溫度梯度而導(dǎo)致，快速的冷卻導(dǎo)致孤立區(qū)出現(xiàn)而形成分散的縮松。收縮特性唯一的致密區(qū)在底部邊角處，這里溫度散失最快。因此我們這高錳鋼立方體凝固時(shí)間12分鐘，而普通鋼凝固時(shí)間大約要60分鐘。這是鑄件和冒口的分界線，一只300mm的發(fā)熱保溫冒口不能補(bǔ)縮一個(gè)邊長為300mm的立方體?。?！–wow!因此如果得到遍布的晶間的縮松，那么晶粒尺寸和分布是這類鑄件的關(guān)鍵因素。收縮特性這高錳鋼立方體凝固時(shí)間12分鐘，而普通鋼凝固時(shí)間大約要60分收縮特性如果這是真的，我們可以假設(shè)在一些工作環(huán)境高錳鋼的加工硬化特性將這些開放的晶粒結(jié)構(gòu)予以彌補(bǔ)。所以當(dāng)最終用戶將鑄件的采購價(jià)格和鑄件的使用壽命綜合評(píng)估時(shí)，使用帶有一些孔隙的鑄件是可行的。返回目錄收縮特性如果這是真的，我們可以假設(shè)在一些工作環(huán)境高錳鋼的加工高錳鋼的鑄造方法第三部分

–晶粒大小的影響返回目錄高錳鋼的鑄造方法第三部分–晶粒大小的影響返回目錄晶粒尺寸控制這是由(J.BeechandP.Srichan(BritishFoundrymenNovember85pages453–458)提出，晶粒尺寸和鑄件壁厚直接成正比。

這表明晶粒大小與斷面厚度有一定關(guān)系。返回目錄晶粒尺寸控制這是由(J.BeechandP.Sric晶粒尺寸的要求少量加入硼或銻可以加速在晶界形成沉淀物。

換而言之，這些元素能提高耐磨性。

通常簡單地降低到一個(gè)低的澆注溫度。大多具有厚大斷面的高錳鋼鑄件在

1400–1410℃澆注。一些薄壁襯板等可以在高于此的溫度下澆注。AfterLHSchaffhausen,Giesserie1974page60晶粒尺寸的要求少量加入硼或銻可以加速在晶界形成沉淀物。

Af在正確地用水淬進(jìn)行奧氏體化過程中，形成了亞穩(wěn)態(tài)的奧氏體相。

具有以碳和錳為中心的晶格表面。

由此得到較好的延展性的韌性。但由于較低的熱傳導(dǎo)率，厚大斷面有可能在淬火時(shí)不能淬透，導(dǎo)致厚大斷面的韌性和晶粒大小不一致。所以，期望能有另外的方法在厚大斷面上獲得均勻一致的晶粒。晶粒尺寸控制SteelcastingsHandbook6thEditionSteelFoundriesSocietyofAmerica.5在正確地用水淬進(jìn)行奧氏體化過程中，形成了亞穩(wěn)態(tài)的奧氏體相。

晶粒尺寸控制的效果加工硬化特性能使硬度從HRC23提高到51。

鑄件表面中心晶格有12個(gè)位錯(cuò)，在受沖擊下，發(fā)生位錯(cuò)擠壓而造成晶格強(qiáng)化。這里至少展示了晶粒間的三個(gè)位錯(cuò)，高錳鋼表面晶粒得到了強(qiáng)化。SteelcastingsHandbook6thEditionSteelFoundriesSocietyofAmerica.5晶粒尺寸控制的效果加工硬化特性能使硬度從HRC23提高到51至此，我們理解….高錳鋼具有很大的體收縮。

當(dāng)向外的熱散失高時(shí)，這種合金的凝固特性仍是從表面向芯部的柱狀生長。那同樣也是一種很顯著的糊狀凝固，這造成在整個(gè)斷面上縮松的分布相當(dāng)廣泛。這表明形成了孤立區(qū)，除非同一等軸晶貫穿整個(gè)斷面，尤其是凝固末了..如果形成細(xì)小的柱狀晶結(jié)構(gòu)，這將有助于將大的液態(tài)收縮均勻分散于晶界，并使孤立的熱節(jié)最少。

這種細(xì)小的晶粒結(jié)構(gòu)同樣也有助于提高合金的加工硬化性能，這是因?yàn)殍T件具有更多的滑動(dòng)位錯(cuò)。至此，我們理解….高錳鋼具有很大的體收縮。不同的晶粒結(jié)構(gòu)有可能限制了補(bǔ)縮通道，由于大的柱狀晶限制了同質(zhì)等軸晶的生長。

如果這種差異存在，那么在冒口頸凝固過早時(shí)，向齒端的補(bǔ)縮距離受限。當(dāng)補(bǔ)縮距離完全嚴(yán)重受阻時(shí)，可以用很小的冒口。晶粒分布特性ThanksforthepictureClement不同的晶粒結(jié)構(gòu)有可能限制了補(bǔ)縮通道，由于大的柱狀晶限制了同質(zhì)由此建議使用一些過渡元素來提高同質(zhì)晶粒的分布。

低的澆注溫度可以用來細(xì)化晶粒。如果能得到均勻一致的晶粒，那么縮松就有可能均勻分布在晶粒間。

相反，如果出現(xiàn)晶粒結(jié)構(gòu)的不同形成孤立區(qū)，那么就會(huì)出現(xiàn)縮松–這就是有時(shí)在冒口頸或直接在冒口下面出現(xiàn)的縮松。晶粒分布特性返回目錄由此建議使用一些過渡元素來提高同質(zhì)晶粒的分布。

晶粒分布特性高錳鋼鑄造方法第四部分

–補(bǔ)縮距離的設(shè)想返回目錄高錳鋼鑄造方法第四部分–補(bǔ)縮距離的設(shè)想返回目錄補(bǔ)縮距離如何？通常認(rèn)為高錳鋼具有無限長的補(bǔ)縮距離。

先前提到的非常短的凝固范圍，在立方體上或許是我們所得到的最長的凝固時(shí)間，用相同的冒口生產(chǎn)齒板或軋臼壁凝固時(shí)間要短些。

如果這是真的，那么真正有有效補(bǔ)縮距離在初始可能是是無限長的，當(dāng)柱狀晶阻斷了冒口的補(bǔ)縮通道后，補(bǔ)縮距離變?yōu)榱恪?/p>

下面詳細(xì)討論….返回目錄補(bǔ)縮距離如何？通常認(rèn)為高錳鋼具有無限長的補(bǔ)縮距離。

返回目錄傳統(tǒng)的補(bǔ)縮距離定義：從冒口到相應(yīng)鑄件最致密區(qū)最末端的軸線長度。潛在的軸線縮松發(fā)生于此這個(gè)熱影響區(qū)是合適的。傳統(tǒng)的補(bǔ)縮距離定義：從冒口到相應(yīng)鑄件最致密區(qū)最末端的軸線長度補(bǔ)縮距離但通常我們高錳鋼的澆注溫度大約為1390~1410℃，而推算其的液相線溫度為1375℃。

然而高錳鋼很少或者根本沒有時(shí)間在鑄件內(nèi)部及外部的冒口區(qū)形成溫度梯度，這與鑄件形狀無關(guān)。

由此，如果上述成立，那么冒口僅僅只是補(bǔ)縮了整個(gè)鑄件的液態(tài)收縮和冒口周邊的凝固收縮？當(dāng)今鑄件采購商想要獲得沒有或者內(nèi)部縮松最少鑄件，因?yàn)椋寒a(chǎn)品責(zé)任焊補(bǔ)成本最終用戶的磨損方式

如果要求鑄件非常致密，那么必須要考慮冒口的補(bǔ)縮范圍。補(bǔ)縮距離但通常我們高錳鋼的澆注溫度大約為1390~141形成末端區(qū)盡管有時(shí)一些鑄造廠制造一些末端區(qū)。

簡單地增大溫度梯度。不建議對(duì)這些鑄件激冷，因?yàn)檫@將造成粗大的晶粒結(jié)構(gòu)。形成末端區(qū)盡管有時(shí)一些鑄造廠制造一些末端區(qū)。

不建議對(duì)這些鑄這些鋼的特性是否可用于高錳鋼？Niyama（新山英輔）參數(shù)

=G/R^1/2

這里:G=凝固前沿中心的溫度梯度R=中心線凝固層的形成速度或許并不適用，因?yàn)殍T件或許沒有溫度梯度

–

但是這兩者必有其一是在冒口中的。這些鋼的特性是否可用于高錳鋼？Niyama（新山英輔）參數(shù)2xT當(dāng)明確鑄件的晶粒分布要求，我們就可以根據(jù)假定的補(bǔ)縮距離來確定各補(bǔ)縮區(qū)域。2xT當(dāng)明確鑄件的晶粒分布要求，我們就可以根據(jù)假定的補(bǔ)縮2xT此設(shè)計(jì)或許可以用一個(gè)小的縮頸冒口我們知道鋼的補(bǔ)縮距離大約是斷面厚度的2倍（不包含末端區(qū)）。我也知道高錳鋼的晶粒分布會(huì)限制補(bǔ)縮距離，因此如果我們應(yīng)用2倍斷面厚度來計(jì)算冒口的有效補(bǔ)縮距離通常會(huì)得到比真正需要的冒口大。由此冒口的位置變成相當(dāng)關(guān)鍵的要素…..這些設(shè)計(jì)或許在冒口下會(huì)有柱狀晶-這意味著需要一個(gè)更大的冒口頸。這種設(shè)計(jì)或許能限制柱狀晶的形成2xT此設(shè)計(jì)或許可以用一個(gè)小的縮頸冒口我們知道鋼的補(bǔ)縮距在這里，認(rèn)為有效補(bǔ)縮距離為紅色的區(qū)域。在這一區(qū)域中，冒口會(huì)補(bǔ)縮這區(qū)域中約10.5%的收縮。所認(rèn)為的補(bǔ)縮距離稍大，這是因?yàn)榇蟮拿翱谛纬闪溯^好的溫度梯度。所需的冒口頸為冒口直徑的0.4倍，以確保冒口的補(bǔ)縮通道具有足夠的時(shí)間來滿足所需的補(bǔ)縮液量。冒口的外徑冒口的熱影響區(qū)高錳鋼的補(bǔ)縮距離在這里，認(rèn)為有效補(bǔ)縮距離為紅色的區(qū)域。在這一區(qū)域中，冒口會(huì)補(bǔ)空的冒口意味著致密的鑄件鑄件重量為

2140Kg,冒口中至少有45%的金屬液補(bǔ)入鑄件。這意味著單個(gè)冒口幾乎補(bǔ)了整個(gè)鑄件的約10.5%(2140Kg*0.105)的收縮率。這里可能有一個(gè)小的區(qū)域補(bǔ)縮通道受阻，造成這里補(bǔ)縮所需的液量較少，或許只有

1~2%?？盏拿翱谝馕吨旅艿蔫T件鑄件重量為2140Kg,在這個(gè)例子中，使用了兩只小冒口。相應(yīng)的補(bǔ)縮區(qū)域仍用紅色標(biāo)示，在這些區(qū)域中，冒口試圖要補(bǔ)縮10.5%的收縮量。相應(yīng)的補(bǔ)縮距離由于鑄件的四個(gè)角而有所延長。而在這兩個(gè)區(qū)域之外的地方，所需的補(bǔ)縮量要少于10.5%….有可能只有

1~3%高錳鋼的補(bǔ)縮距離在這個(gè)例子中，使用了兩只小冒口。相應(yīng)的補(bǔ)縮區(qū)域仍用紅色標(biāo)示，我們可以設(shè)想靠近澆道的冒口由于澆道的熱影響而。。。此區(qū)域的晶粒的結(jié)構(gòu)可能會(huì)有變化…這會(huì)不會(huì)延長補(bǔ)縮距離？還是冷端的降低了補(bǔ)縮效率?？拷鼭部诘拿翱谘a(bǔ)縮效果更大我們可以設(shè)想靠近澆道的冒口由于澆道的熱影響而。。。靠近澆口的從這個(gè)實(shí)例中可得到：熱冒口補(bǔ)縮更大區(qū)域中較大的體收縮率?？赡茉诔跗冢@冒口補(bǔ)縮整個(gè)鑄件的液態(tài)收縮？高錳鋼的補(bǔ)縮距離冷端的冒口可能補(bǔ)縮時(shí)受到某種阻礙….高錳鋼的補(bǔ)縮距離冷端的冒口可能補(bǔ)縮時(shí)受到某種阻礙….在本例中，兩只冒口被設(shè)置在遠(yuǎn)離澆口處，這樣冒口的熱影響區(qū)就有限了。這兩只端部冒口較小，因?yàn)槠渲谎a(bǔ)縮收縮率為10.5的區(qū)域大約只有整個(gè)鑄件25%，而需補(bǔ)縮的其余75%的區(qū)域的收縮率僅為1-3%。

大約有1%的收縮得到澆口的補(bǔ)縮，但這一端其本身僅僅只需滿足其過熱而產(chǎn)生的收縮。這種設(shè)計(jì)典型的出品率達(dá)90%，但這一工藝得依賴于好的晶粒結(jié)構(gòu)。10.5%區(qū)域高錳鋼的補(bǔ)縮距離1~2%收縮率的區(qū)域在本例中，兩只冒口被設(shè)置在遠(yuǎn)離澆口處，這樣冒口的熱影響區(qū)就有齒板的實(shí)例，成功地應(yīng)用兩只遠(yuǎn)離澆道的冒口進(jìn)行生產(chǎn)。鑄件傾斜5-8度，鋼水以爬坡的方式澆注。鑄件情況：

鑄件重量：

2.14噸斷面厚度：110mm2只PROYER400225x300mm冒口澆注溫度：1405℃

工藝出品率：

91%高錳鋼的補(bǔ)縮距離齒板的實(shí)例，成功地應(yīng)用兩只遠(yuǎn)離澆道的冒口進(jìn)行生產(chǎn)。高錳鋼的補(bǔ)補(bǔ)縮距離極短的驗(yàn)證這齒板的斷面展示了大量的柱狀晶結(jié)構(gòu)進(jìn)入到冒口區(qū)域?？赡艿慕忉尀椋撼跗谘a(bǔ)縮距離無限長，而當(dāng)開始凝固時(shí)向冒口區(qū)的補(bǔ)縮距離受阻了。補(bǔ)縮距離極短的驗(yàn)證這齒板的斷面展示了大量的柱狀晶結(jié)構(gòu)進(jìn)入到冒極短補(bǔ)縮距離的驗(yàn)證上圖所示是高錳鋼軋臼壁在X-射線所顯示出的冒口下和周邊的縮松。一個(gè)可能的原因是：直接位于冒口下的潛在的柱狀晶結(jié)構(gòu)阻礙了凝固末端向冒口的補(bǔ)縮通道。

建議：在某些應(yīng)用場合，需要大的冒口頸。極短補(bǔ)縮距離的驗(yàn)證上圖所示是高錳鋼軋臼壁在X-射線所顯示出的極短補(bǔ)縮距離的驗(yàn)證從上：冒口的位置對(duì)縮松并沒有影響

置于中間的澆注系統(tǒng)有可能使金屬液在型腔中形成渦流。這種不平穩(wěn)的充型造成型內(nèi)溫度分布雜亂。這是否意味著柱狀晶的形成與充型流動(dòng)無關(guān)是不正確的？極短補(bǔ)縮距離的驗(yàn)證從上：冒口的位置對(duì)縮松并沒有影響補(bǔ)縮距離為零的驗(yàn)證對(duì)錘頭進(jìn)行X-射線拍照顯示了兩種類型的缺陷。從冒口向鑄件邊緣延伸的樹枝狀的孔洞是由于冒口頸的問題或者是柱狀晶的影響。而邊緣表面光滑的孔洞是由于充型不平穩(wěn)，紊流而造成的。Noramexample.補(bǔ)縮距離為零的驗(yàn)證對(duì)錘頭進(jìn)行X-射線拍照顯示了兩種類型的缺陷作為指導(dǎo)……由此可清晰地得到，高錳鋼的補(bǔ)縮距離非常有限。有效補(bǔ)縮距離受鑄件的形狀影響，但還與冒口和澆道的位置有關(guān)。

冒口及其周邊收縮率高，冒口補(bǔ)縮了這區(qū)域的較大的體補(bǔ)縮。

而冒口區(qū)以外，僅僅只是補(bǔ)充了液態(tài)收縮。作為指導(dǎo)……由此可清晰地得到，高錳鋼的補(bǔ)縮距離非常有限。最重要的是我們需滿足客戶的需要在這個(gè)例子中，相似的鑄件有用一只冒口生產(chǎn)，有用二只冒口的，也有用三只冒口的。

這需要根據(jù)最終用戶的需求來確定。

在所有這些情況下，鑄件似乎都致密–用一只冒口的工藝很明顯補(bǔ)了更多的金屬液到鑄件中–這是因?yàn)榇藛蝹€(gè)冒口補(bǔ)縮了整個(gè)鑄件全部的液態(tài)收縮。最重要的是我們需滿足客戶的需要在這個(gè)例子中，相似的鑄件有用一高錳鋼的補(bǔ)縮距離無論鑄造廠用何種鑄造體系：記住

“冒口頸處熱鋼水

–意味著補(bǔ)縮通道較順暢”這將有利于形成“空的冒口–和密實(shí)的鑄件”但是..如果補(bǔ)縮通道不通暢就會(huì)產(chǎn)生問題，尤其是冒口頸區(qū)域。返回目錄高錳鋼的補(bǔ)縮距離無論鑄造廠用何種鑄造體系：返回目錄高錳鋼的鑄造方法第五部分

–縮頸冒口的設(shè)計(jì)返回目錄高錳鋼的鑄造方法第五部分–縮頸冒口的設(shè)計(jì)返回目錄RND縮頸冒口通常冒口頸的直徑和冒口直徑存在著一定的關(guān)系。

然而對(duì)于不同冒口可用于相似的鑄件上，這一關(guān)系并不是個(gè)常數(shù)。

冒口頸的直徑應(yīng)是冒口直徑的0.4~0.55倍。返回目錄RND縮頸冒口通常冒口頸的直徑和冒口直徑存在著一定的關(guān)系。

假如鑄件截面和澆注溫度不變。那么不論冒口尺寸，冒口頸的開口是不變的。40%的冒口直徑50%的冒口直徑冒口直徑的55%以上假如鑄件截面和澆注溫度不變。那么不論冒口尺寸，冒口頸的開口是如果具有柱狀晶結(jié)構(gòu)和冒口頸又是不合理時(shí)在直接在冒口下可看到二次縮松。

在這種情況下，簡便的解決方法是對(duì)鑄件設(shè)置補(bǔ)貼，將冒口設(shè)計(jì)為冒口直徑的50%以上?？s頸冒口的設(shè)計(jì)如果具有柱狀晶結(jié)構(gòu)和冒口頸又是不合理時(shí)在直接在冒口下可看到二高錳鋼避免形成真空?有時(shí)當(dāng)頂冒口去除時(shí)會(huì)很明顯地發(fā)現(xiàn)冒口頸周邊有縮孔。大冒口頸的明冒口有助于減輕尖角界面處的“威廉”砂芯效應(yīng)。

冒口頂部結(jié)殼會(huì)阻礙補(bǔ)縮。故在澆注后立即放較多的發(fā)熱覆蓋劑使這冒口頂部打開…返回目錄高錳鋼避免形成真空?返回目錄高錳鋼的鑄造方法第六部分

–冒口計(jì)算返回目錄高錳鋼的鑄造方法第六部分–冒口計(jì)算返回目錄至此…..高錳鋼重要的是：晶粒尺寸

–要求均勻分布并且越小越好，為此需要保持較低的澆注溫度，維持在

1390~1410℃。

確保冒口有足夠的液量補(bǔ)縮冒口本身及其熱影響區(qū)的10.5%的體收縮和鑄件其余部位的約1.0~2.0%的液態(tài)收縮。

冒口不得造成冒口下面鑄件斷面模數(shù)的增大，但同時(shí)必須保證冒口頸有足夠的開放度保證到鑄件的補(bǔ)縮通道暢通。

因此,大多高錳鋼鑄件必需要做到同時(shí)凝固，僅僅是從冒口頸到冒口存在著溫度梯度。返回目錄至此…..高錳鋼重要的是：晶粒尺寸–要求均勻分布并且越小需要遵循的原則和方法我們知道鑄件的銷售是基于所期待的使用壽命和總的制造成本-

所以有應(yīng)用各種不同的冒口設(shè)計(jì)–從單一冒口到多冒口系統(tǒng)。30多年前Vickers的團(tuán)隊(duì)甚至使用無冒口鑄造軋臼壁，但這很快證明不行并回到現(xiàn)在傳統(tǒng)的方法上來。

所以這里不是想講述唯一的正確的標(biāo)準(zhǔn)方法，而是設(shè)想能提出一個(gè)基于安全操作和應(yīng)用的首選的設(shè)計(jì)方法。

最終的控制要求應(yīng)根據(jù)客戶要求而定…………需要遵循的原則和方法我們知道鑄件的銷售是基于所期待的使用壽命以邊長為30cm，體收縮率為10.5%m高錳鋼立方體鑄件立方體重量 =212Kg立方體體積 =27000cm3冷卻表面積 =5400cm2

立方體的模數(shù) =27000/5400 =5.0cm

冒口的模數(shù) =5.0x1.2 =6.0cm

砂冒口 =36.0cm =33643cm3

冒口和鑄件體積將減少10.5%,那么需要補(bǔ)縮量大約6370cm3

或者說砂冒口的19%。這對(duì)砂冒口來說是非常難實(shí)現(xiàn)的……所有高錳鋼鑄件都是體積控制？303030以邊長為30cm，體收縮率為10.5%m高錳鋼立方體鑄件所有

答案是肯定的,

假設(shè)冒口頸保持不凝固，所有高錳鋼的鑄件的冒口可以以Vr:Vc的比值來確定。前已分析，冒口的位置也和冒口頸尺寸和晶粒的分布一樣受Vr:Vc的比值影響。所有高錳鋼鑄件都是體積控制？

答案是肯定的,所有高錳鋼鑄件都是體積控制？若果真如此，在鑄造廠估算一下從PROYER400RND冒口的補(bǔ)縮量–然后應(yīng)用這數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，這一數(shù)據(jù)是個(gè)變量，所以首先要評(píng)定。

冒口重量（22~24%的補(bǔ)縮效率） =

鑄件的體積

(0.23/0.105)–1 = 27000cm3

1.19 = 22690cm3(177Kg)

直徑=3(22690/0.7854) = 31.0cmPROYER400RND = 高度=直徑

所有高錳鋼鑄件都是體積控制？若果真如此，在鑄造廠估算一下從PROYER400RND冒高錳鋼的補(bǔ)縮對(duì)于高錳鋼鑄件的補(bǔ)縮，我們需要考慮以下幾點(diǎn)：

冒口會(huì)將冒口下面的鑄件模數(shù)增大，因此冒口頸必須要考慮到這一變大，否則直接在冒口下面會(huì)出現(xiàn)二次縮松–故意應(yīng)使用PROYER400RND縮頸冒口。

冒口液量必須滿足冒口區(qū)10%的體收縮量，并且理論上除此旬還得滿足冒口區(qū)以外的其它區(qū)域的液態(tài)收縮。

應(yīng)用高徑比為1.5:1的冒口套來提供足夠的液量而不擴(kuò)大冒口下面的鑄件模數(shù)。重量件（如錘頭）所需的冒口頸應(yīng)較大，而其它不是太苛刻的件（如齒板）可用略小的冒口頸，如

40%~55%冒口直徑。

提高冒口的溫度梯度非常重要，否則存在著直接在冒口下面產(chǎn)生二次縮孔的危險(xiǎn)–所以澆注結(jié)束后應(yīng)立即使用足夠量的ANTIPER808發(fā)熱覆蓋劑。高錳鋼的補(bǔ)縮對(duì)于高錳鋼鑄件的補(bǔ)縮，我們需要考慮以下幾點(diǎn)：高錳鋼重要件

–錘頭必須100%致密

用大冒口確保補(bǔ)縮冒口頸為冒口直徑的50–60%小心裂紋如果能有效地控制凝固的方向性，那么可用一只邊冒口，這樣對(duì)鑄件模數(shù)的增大最小。或可采用RND縮頸冒口內(nèi)加過濾片進(jìn)行直接澆注高錳鋼重要件–錘頭高錳鋼錘頭的補(bǔ)縮例：錘頭重107Kg用一單一的砂冒口放在厚大面上，結(jié)果在冒口頸有不犰定的縮松，工藝出品率低。改用PROYER400發(fā)熱保溫冒口，仍為頂冒口。

冒口需要補(bǔ)縮

=107Kg（具有10%的收縮率）補(bǔ)縮能力

=33~38%（PROYER400RND冒口的典型值）

冒口重量

=

鑄件斷面重量(Kg)

(冒口補(bǔ)縮效率%/收縮率)–1

=107

(0.35/0.10)-1 =43Kg（180mm直徑的PROYER4000RND冒口）冒口高 =250~270mm冒口頸尺寸 >100mm高錳鋼錘頭的補(bǔ)縮例：錘頭重107Kg高錳鋼鑄件的補(bǔ)縮對(duì)于所有的這些鑄件，我們必須確定：鑄造廠中冒口的補(bǔ)縮量（補(bǔ)縮效率）-可以稱量補(bǔ)縮后的冒口，通常這個(gè)值的范圍在30%~55%之間。保持澆注溫度在1400℃左右，否則收縮率將增大鑄件表面質(zhì)量會(huì)降低。將兩部分的收縮率調(diào)整為6%，計(jì)算出補(bǔ)縮系統(tǒng)，然后試做2件。高錳鋼鑄件的補(bǔ)縮對(duì)于所有的這些鑄件，我們必須確定：人為擴(kuò)大冒口頸高錳鋼需要向著冒口的溫度梯度。

直接從冒口中澆注最為理想。高錳鋼流動(dòng)性很好。過濾片價(jià)并不高。過濾片離鑄件表面很近，敲斷后鑄件表成平整。有效地提高了冒口溫度提高了鑄件的純凈度省去了澆注系統(tǒng)，提高出品率人為擴(kuò)大冒口頸高錳鋼需要向著冒口的溫度梯度。

高錳鋼軋臼壁和破碎壁這一類鑄件有大口朝上或小口朝上鑄造，這取決于保持干凈工作面，然而從補(bǔ)縮和澆注來看，大端朝上都具有優(yōu)點(diǎn)。高錳鋼軋臼壁和破碎壁這一類鑄件有大口朝上或小口朝上鑄造，這取傳統(tǒng)的高錳鋼破碎壁鑄造大端朝下澆注會(huì)增大形成孤立熱節(jié)的危險(xiǎn)。

斷面模數(shù)會(huì)因?yàn)槊翱诙龃蟆?0~55%PROYER400的冒口頸比較合適，但澆注系統(tǒng)有形成二次縮孔的可能。由于澆注系統(tǒng)的影響，晶粒的大小變壞。粗大晶粒細(xì)晶粒和氣孔傳統(tǒng)的高錳鋼破碎壁鑄造大端朝下澆注會(huì)增大形成孤立熱節(jié)的危險(xiǎn)。首選的高錳鋼工藝設(shè)計(jì)將鑄件翻轉(zhuǎn)，大口朝上，保持澆道放在底部。將PROYER400AND冒口放在厚大截面處。保證冒口的體積為鑄件體積的40~50%。冒口頸為PROYER400冒口的50%（或更大）。平穩(wěn)充型以獲得理想的晶粒并且沒有卷氣。較粗的晶粒較細(xì)的晶粒首選的高錳鋼工藝設(shè)計(jì)將鑄件翻轉(zhuǎn)，大口朝上，保持澆道放在底部。高錳鋼破碎壁的補(bǔ)縮應(yīng)用與錘頭同樣的方法確定鑄件所需的體積–只是此時(shí)需要考慮冒口區(qū)以外區(qū)域的1.8~2.0%的液態(tài)補(bǔ)縮量?？紤]極限的補(bǔ)縮距離來設(shè)置頂冒口或內(nèi)部邊冒口，使整個(gè)鑄件的熱分布均勻一致。

澆注系統(tǒng)遠(yuǎn)離冒口區(qū)–所以澆注系統(tǒng)沒有熱影響。使用較多的AMTIPER發(fā)熱覆蓋劑，確保冒口保持頂部不凝固。在遠(yuǎn)離冒口處設(shè)置多道內(nèi)澆口，以減小熱量的聚集。-這同時(shí)也防止在頂部薄壁處產(chǎn)生“紊流影響”。澆注時(shí)厚大斷面（包括冒口）遠(yuǎn)離澆口以獲得最細(xì)的晶粒。高錳鋼破碎壁的補(bǔ)縮應(yīng)用與錘頭同樣的方法確定鑄件所需的體積–例如：破碎壁重量

3860Kg首先應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的有效補(bǔ)縮距離，計(jì)算冒口區(qū)的重量

由此得到30%的鑄件需要10%的補(bǔ)縮量。

這意味著70%的鑄件需要大約2%的補(bǔ)縮量?；\統(tǒng)地將收縮率調(diào)整為6%以方便計(jì)算。高錳鋼破碎壁補(bǔ)縮10%收縮區(qū)2%收縮區(qū)例如：破碎壁重量3860Kg高錳鋼破碎壁補(bǔ)縮10%收縮高錳鋼破碎壁的補(bǔ)縮

每個(gè)冒口必須補(bǔ)縮

=0.30(3860/4)*(0.10/0.06)=483Kg

加上

=0.70(3860/4)*(0.02/0.06)=225Kg冒口補(bǔ)縮效率

=35~45%(以澆完的冒口估算）

冒口重量

=

鑄件斷面重量(Kg)

(冒口的補(bǔ)縮量%/收縮率

6%)–1

=708

(0.40/0.06)-1

= 125Kgor >直徑25cm*38cm高的PROYER400RND/AND冒口708Kg高錳鋼破碎壁的補(bǔ)縮708Kg大端朝上….采用“大端朝下”外部冒口，補(bǔ)縮區(qū)域有限–用6-8只冒口。將冒口移到破碎壁內(nèi)部，冒口數(shù)量減少到4只。沒有澆道的影響。

對(duì)冒口和冒口頸周圍的二次縮松沒有變化。在厚大斷面上，冒口頸應(yīng)為PROYER400的50~55%。大端朝上….采用“大端朝下”外部冒口，補(bǔ)縮區(qū)域有限–用6補(bǔ)縮結(jié)果表明…冒口的數(shù)量可以減少。冒口高度降低。內(nèi)澆口不能對(duì)冒口的溫度梯度有影響。冒口對(duì)厚大斷面進(jìn)行補(bǔ)縮有助于改善凝固順序。型腔內(nèi)金屬液溫度相對(duì)比較均勻?？梢杂眯滦偷拿翱陬i。補(bǔ)縮結(jié)果表明…冒口的數(shù)量可以減少。破碎壁的補(bǔ)縮補(bǔ)縮系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)客戶的需要。

在相當(dāng)多的鑄造廠，我們?nèi)〉昧舜罂诔翔T造的成功的經(jīng)驗(yàn)。

使用小的或是隨形的砂箱可從降低砂鐵比來進(jìn)一步獲益。

減少冒口的數(shù)量，獲得了較高的工藝出品率。

減少鑄件缺陷………破碎壁的補(bǔ)縮補(bǔ)縮系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)客戶的需要。

高錳鋼齒板的補(bǔ)縮下例的齒板重2140KG，應(yīng)用2只PROYER400RND冒口得到相當(dāng)高的工藝出品率….本例中，假設(shè)該鑄造廠高錳鋼的收縮率達(dá)35%，也就是需要從冒口中得到35%的補(bǔ)縮量，在一些情況下高達(dá)55%，但這和鑄造廠的生產(chǎn)過程有一定的影響。將收縮率調(diào)整為單一的6%，使得我們能在冒口設(shè)計(jì)時(shí)僅用單一的設(shè)計(jì)計(jì)算，而不需要分區(qū)計(jì)算。高錳鋼齒板的補(bǔ)縮下例的齒板重2140KG，應(yīng)用2只PROYE高錳鋼齒板的補(bǔ)縮首先運(yùn)用通常的有效補(bǔ)縮距離，計(jì)算出對(duì)冒口區(qū)進(jìn)行補(bǔ)縮所需要的冒口體積。

這樣，這齒板大約有20%有區(qū)域具有10%的體收縮，而80%的區(qū)域具有2%的體收縮。

籠統(tǒng)地將體收縮率調(diào)整為6%，這樣計(jì)算就比較方便：高錳鋼齒板的補(bǔ)縮首先運(yùn)用通常的有效補(bǔ)縮距離，計(jì)算出對(duì)冒口區(qū)進(jìn)高錳鋼齒板的補(bǔ)縮例：2140Kg的齒板用2只冒口補(bǔ)縮…..

每只冒口必須補(bǔ)縮

=0.2(2140/2)*(0.10/0.06)=356Kg

加上

=0.8(2140/2)*(0.02/0.06)=285Kg那么冒口重量

=

鑄件斷面重量(Kg)

(冒口補(bǔ)縮效率%/收縮率10.5%)–1

=641

(0.35/0.06)-1 =132Kg或

一只300mm冒口套641Kg高錳鋼齒板的補(bǔ)縮例：2140Kg的齒板用2只冒口補(bǔ)縮…..6高錳鋼齒板的補(bǔ)縮這2只冒口的例子….在遠(yuǎn)離澆口處放2只RND縮頸頂冒口。

筋板凹處放補(bǔ)貼補(bǔ)平，保證整個(gè)冒口頸是打開的。鑄件傾斜10~12度澆注。澆注溫度1405℃。

得到90%工藝出品率，非常方便敲掉冒口。高錳鋼齒板的補(bǔ)縮這2只冒口的例子….對(duì)于用單個(gè)冒口生產(chǎn)的齒板或多個(gè)冒口生產(chǎn)的齒板均應(yīng)用同樣的方法。

這樣冒口的數(shù)量取決于質(zhì)量要求，而并非取決于成本。

這樣370Kg的齒板可以很容易地應(yīng)用2只PROYER400冒口進(jìn)行補(bǔ)縮。

冒口影響區(qū)的不同會(huì)形成10%的收縮區(qū)和25的收縮區(qū)比例發(fā)生變化，但通?？色@得88%左右的出品率。高錳鋼齒板的補(bǔ)縮返回目錄對(duì)于用單個(gè)冒口生產(chǎn)的齒板或多個(gè)冒口生產(chǎn)的齒板均應(yīng)用同樣的方法高錳鋼鑄件的生產(chǎn)第七部分

–澆注系統(tǒng)返回目錄高錳鋼鑄件的生產(chǎn)第七部分–澆注系統(tǒng)返回目錄基本點(diǎn)所知:底注包在澆注過程中，流量和流速是變化的。下面以一個(gè)平均內(nèi)徑為900mm，高度為1.5m，使用60水口的7噸的底注包為例：

當(dāng)鋼包滿時(shí)每秒流量為84Kg~當(dāng)10%滿時(shí)流量為24Kg/sec。當(dāng)鋼包滿時(shí)水口每秒流速為540cm/sec，而當(dāng)和流量變化差不多時(shí)，流速變?yōu)?70cm/sec。返回目錄基本點(diǎn)所知:返回目錄7噸底注包下圖展示的是7噸底注包從滿到澆完整個(gè)過程中流量的變化。7噸底注包下圖展示的是7噸底注包從滿到澆完整個(gè)過程中流量的變傳統(tǒng)的澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)澆注需要“快–平穩(wěn)和干凈”

故澆注時(shí)間需要控制。

流量也要受控。

薄壁處金屬液的上升速度需要考慮以不造成噴射和有利于排除型腔氣體。

內(nèi)澆口的速度要控制，以避免沖刷和引起紊流。傳統(tǒng)的澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)澆注需要“快–平穩(wěn)和干凈”

控制金屬液“上升速度”控制金屬液的上升速度非常重要，尤其是當(dāng)鑄件垂直斷面由厚變薄時(shí)。液態(tài)金屬的速度，或者說上升速度隨鑄件斷面減小而增大。

對(duì)于圓錐來說，通常還是體積減小，而這將造成金屬液通過氣孔噴出。

出自金屬液噴射的影響

(page31DirectionalSolidificationofsteelcasting1966).

控制金屬液“上升速度”控制金屬液的上升速度非常重要，尤其是當(dāng)回到基本點(diǎn)已了解:澆注時(shí)間比較難以預(yù)測和控制–可是我們可以將一個(gè)很好的工藝簡單重復(fù)。Scholer’s經(jīng)驗(yàn)

就是一個(gè)例子:

時(shí)間

=(常數(shù))S×(平均斷面厚度×鑄件重量

Wt.)^0.33

這里關(guān)鍵是“S”，Scholer提出這和鑄件的形狀或重量有關(guān)。

全用這很難估算出所需的澆注時(shí)間，但這可用所生產(chǎn)出的優(yōu)質(zhì)鑄件來反向推算?；氐交军c(diǎn)已了解:熱節(jié)問題高錳鋼的縮松和晶粒尺寸與熱節(jié)或者說是熱影響區(qū)有關(guān)。

因此內(nèi)澆口位置非常重要，這將有可能改變晶粒大小，也可能促進(jìn)形成孤立熱節(jié)并形成二次縮松或表面縮松。

故

–任何時(shí)候我們都必須使厚大斷面處的熱節(jié)最小化。熱節(jié)問題高錳鋼的縮松和晶粒尺寸與熱節(jié)或者說是熱影響區(qū)有關(guān)。

高錳鋼軋臼壁和破碎壁這一類鑄件有大口朝上或小口朝上鑄造，這取決于保持干凈工作面。高錳鋼軋臼壁和破碎壁這一類鑄件有大口朝上或小口朝上鑄造，這取3.8噸凈重

–5.5噸毛重的破碎壁3.8噸凈重–5.5噸毛重的破碎壁原先的鑄造條件鑄件重量

= 3860Kg澆注重量

= 5500Kg工藝出品率

= 75%冒口尺寸

= PROYER400–300dia*500h冒口數(shù)量

= 8直澆道直徑

= 100mm澆注系統(tǒng)比例,直澆道:橫澆道:內(nèi)澆道

= 1:2:2澆注時(shí)間

= 65~68秒

(80Kg/秒)下端部位的上升速度

= 10mm/秒中間部位的上升速度

= 12~13mm/秒上部的上升速度

= 35~37mm/秒估計(jì)內(nèi)澆口流速

= 平均

72cm/秒原先的鑄造條件鑄件重量 = 3860Kg常規(guī)的生產(chǎn)方法(但正確的大口向上)流場模擬的粒子跟蹤所顯示的狀況，被落砂后的鑄件上得到了證實(shí)–想像一下，如果小口朝上的情況……常規(guī)的生產(chǎn)方法(但正確的大口向上)流場模擬的粒子跟蹤所顯示的問題“是不是所有的軋臼壁和

破碎壁都要大口朝上？”因?yàn)?

液面的上升速度正好相反

磨損面處是冷的金屬液

氣體容易排出

冒口壓頭更好

–因此冒口可低些

造型方式對(duì)軋臼壁和破碎壁都一樣 但對(duì)軋臼壁來說工作面朝上而非朝下 針對(duì)高錳鋼的認(rèn)識(shí)，我們可以減少冒口的尺寸和數(shù)量。問題“是不是所有的軋臼壁和

破碎壁都要大口朝上？”因?yàn)?

應(yīng)用過濾片進(jìn)行鑄造鑄件重量

= 3860Kg澆注重量

= 4620Kg工藝出品率

= 91%冒口尺寸

= PROYER400–直徑300mm，高度

350mm冒口數(shù)量

= 4直澆道尺寸

= 70mm澆注系統(tǒng)比例

= 1:16(過濾片):4.5(橫澆道):5.8(內(nèi)澆口)澆注時(shí)間

= 110~120秒(42Kg/秒)鑄件下部的上升速度

= 15~18mm/sec鑄件中間的上升速度

= 7~8mm/sec鑄件上部的上升速度

= ~6mm/sec估算的內(nèi)澆口速度

= 平均

24~25cm/sec.過濾片內(nèi)的金屬液流速

= 平均

8.0~8.5cm/sec應(yīng)用過濾片進(jìn)行鑄造鑄件重量 = 3860Kg為充分發(fā)揮作用，過濾片應(yīng)放在靠近內(nèi)澆口，盡可能遠(yuǎn)離直澆道。

如果澆道比例設(shè)計(jì)恰當(dāng)，金屬液通過過波片的流動(dòng)速度將小于100mm/sec。

必須將過濾片快速充滿金屬液，使得通過過濾片的液流速度均勻一致。應(yīng)用過濾片進(jìn)行鑄造為充分發(fā)揮作用，過濾片應(yīng)放在靠近內(nèi)澆口，盡可能遠(yuǎn)離直澆道。

應(yīng)用過濾片的設(shè)計(jì)應(yīng)用過濾片的設(shè)計(jì)模擬分析對(duì)軋臼壁和破碎壁進(jìn)行凝固模擬，從模擬可以看到采用過濾后內(nèi)澆口的流速從

200降至

50cm/秒。模擬分析對(duì)軋臼壁和破碎壁進(jìn)行凝固模擬，從模擬可以看到采用過濾應(yīng)用過濾的效果這是1.9噸的破碎壁，澆注重量2.2噸。此設(shè)計(jì)使用2片125×125的過濾片。結(jié)果可看到鑄件表面質(zhì)量提高，夾雜物少。應(yīng)用過濾的效果這是1.9噸的破碎壁，澆注重量2.2噸。高錳鋼的鑄造方法第八部分

–一些鑄造缺陷及總結(jié)返回目錄高錳鋼的鑄造方法第八部分–一些鑄造缺陷及總結(jié)返回目錄高錳鋼的澆注和補(bǔ)縮產(chǎn)品的設(shè)計(jì)可根據(jù)最終用戶的要求而變。

對(duì)于錘頭、齒板等件有多種冒口設(shè)計(jì)方法，但萬變不離其中都是基于

Vr:Vc的比率。

澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求快速充型，但同時(shí)也平穩(wěn)。Neilson澆注系統(tǒng)的比例對(duì)于軋臼壁和破碎壁大端朝上澆注時(shí)是首選。

冒口中放過濾片直接澆注，在適合的情況下應(yīng)是首選。返回目錄高錳鋼的澆注和補(bǔ)縮產(chǎn)品的設(shè)計(jì)可根據(jù)最終用戶的要求而變。

返回高錳鋼的澆注和補(bǔ)縮不論冒口數(shù)量的多少，軋臼壁和破碎壁均大口朝上澆注。

這將有助于防止“憋氣”并且砂鐵比較低。高錳鋼的澆注和補(bǔ)縮不論冒口數(shù)量的多少，軋臼壁和破碎壁均大口朝鑄件問題

–齒板鑄造廠有時(shí)對(duì)齒板和錘頭使用邊冒口。這有助于防止因冒口而使鑄件冒口區(qū)的模數(shù)增大–但這真正的問題是在于降低了冒口頸的過熱而導(dǎo)致冒口頸過早地凝固。

引起冒口頸處二次縮孔鑄件問題–齒板鑄造廠有時(shí)對(duì)齒板和錘頭使用邊冒口。鑄件問題

–齒板另一個(gè)問題是關(guān)于渣的問題–鑄件沒有頂冒口，渣沒有地方可去。

結(jié)果造成鑄件開箱后表面有可明顯的夾渣。

唯一的優(yōu)點(diǎn)是這冒口比較熱

–如果用頂冒口，可能會(huì)由于溫度的損失而降低補(bǔ)縮效率。鑄件問題–齒板另一個(gè)問題是關(guān)于渣的問題–鑄件沒有頂冒鑄件缺陷必須注意澆道的位置，有時(shí)會(huì)直接造成冒口下鑄件的過熱。

這種過熱可能會(huì)在鑄件表面形成表面或軸線縮松。

獲得光潔的鑄件表面，需要用堿性涂料。

當(dāng)應(yīng)用“V”法造型時(shí)鑄件表面質(zhì)量極佳。鑄件缺陷必須注意澆道的位置，有時(shí)會(huì)直接造成冒口下鑄件的過熱。氣縮孔

–就像球鐵……偶然會(huì)在冒口斷面發(fā)現(xiàn)孔洞。這種孔洞因內(nèi)表面光滑而看起來像氣孔。然，這可能是氣縮孔，這是因?yàn)槊翱陬i過熱而起了類似于“Williams”砂芯而造成。解決方法：

擴(kuò)大冒口頸尺寸增大整個(gè)冒口頸的過熱保證冒口頂部維持開放將澆口離近此冒口。氣縮孔–就像球鐵……偶然會(huì)在冒口斷面發(fā)現(xiàn)孔洞。這種孔洞因保持冒口“打開”……作為通常狀況—如果冒口中沒有縮孔，則鑄件中必然有縮孔。

所有高錳鋼都是液量控制的，因此有更多的金屬液從冒口補(bǔ)入鑄件，為此應(yīng)用更多的Antiper發(fā)熱劑。

應(yīng)用性能高的發(fā)熱覆蓋劑保持冒口頂部開放并同時(shí)擴(kuò)大冒口頸，那么“Williams”砂芯效應(yīng)就會(huì)消除。液態(tài)收縮液~固凝固收縮保持冒口“打開”……作為通常狀況—如果冒口中沒有縮孔，則冒口頸的樹枝狀收縮內(nèi)澆口造成的溫度梯度會(huì)導(dǎo)致這缺陷。擴(kuò)大冒口頸的尺寸至55%冒口直徑或?qū)?nèi)澆口移開來減小人為造成的溫度梯度。

更有效的是使用冒口和過濾片的組合，直接從冒口中澆注……這并能省去澆道而提高出品率。冒口頸的樹枝狀收縮內(nèi)澆口造成的溫度梯度會(huì)導(dǎo)致這缺陷。澆道/內(nèi)澆口的影響該件使用250mm的縮頸冒口，冒口放在兩吊耳之間，冒口區(qū)的二次縮松明確地表明了內(nèi)澆口的影響。這表明高錳鋼這種材料對(duì)溫度是相當(dāng)敏感的，因此我們要避免任何鑄件斷面的過熱–而僅僅讓冒口過熱。澆道/內(nèi)澆口的影響該件使用250mm的縮頸冒口，冒口放在Butaboveallgrainsizeissues…本例是2008年在Brisbane的AFI會(huì)議上的例子–失效的高錳鋼錘頭。

斷面可明顯看到粗大的柱狀晶和中心的二次縮松?！癈astingMetallurgicalfailureanalysis”byMontyLukeandStephenVanderLilt,2008AFIBrisbane.Butaboveallgrainsizeissue失效分析…contd.,粗大的柱狀晶邊界積聚著碳化物然而典型的細(xì)晶粒上分布著較多的顯微縮松這一問題在此由于C:Mn比例，過高的澆注溫度和鉻含量過高而變更差。失效分析…contd.,粗大的柱狀晶邊界積聚著碳化物結(jié)論……保持一定的硅含量以提高鋼水的流動(dòng)性保持碳：錳的比例在

1:10，甚至更高

確定冒口的區(qū)收縮率為10%，而非冒口區(qū)的收縮率為1~3%確定厚大斷面的上升速度較慢保證冒口的溫度梯度

澆注溫度應(yīng)在1390~1420℃。結(jié)論……中福鑄造材料（青島）有限公司銷售總監(jiān)唐才高電話箱：gordontang@技術(shù)總監(jiān)諸葛勝電話箱：vincentzhuge@公司網(wǎng)址：中福鑄造材料（青島）有限公司謝謝大家！返回目錄謝謝大家！返回目錄高錳鋼鑄件生產(chǎn)的探討ss高錳鋼鑄件生產(chǎn)的探討ss探討高錳鋼鑄造的意義我們已經(jīng)知道：

高錳鋼鑄件的價(jià)格已經(jīng)全球化了——有些還很低

設(shè)計(jì)鑄件斷面趨向越來越厚大——有時(shí)甚至沒有砂芯

鑄件的質(zhì)量不太容易評(píng)定——造成有時(shí)鑄件銷售僅僅取決于價(jià)格

對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造很難預(yù)測?。”緢?bào)告希望能幫助我們了解合金的特性，大概要求及其一些生產(chǎn)方法。

希望通過對(duì)這種材料的很好理解，通過提高我們正確、快速判定問題的能力，滿足鑄件的要求和用戶的需求，以此來滿足工業(yè)的要求。探討高錳鋼鑄造的意義我們已經(jīng)知道：本報(bào)告包含高錳鋼鑄件生產(chǎn)的以下方面內(nèi)容：

第一部分

–高錳鋼材質(zhì)

第二部分

–

凝固特性

第三部分

–晶粒大小的影響

第四部分

–補(bǔ)縮距離的設(shè)想

第五部分

–冒口縮頸的設(shè)想

第六部分

–冒口的計(jì)算

第七部分

–澆注系統(tǒng)的計(jì)算

第八部分

–鑄件缺陷的分析

本報(bào)告包含高錳鋼鑄件生產(chǎn)的以下方面內(nèi)容：高錳鋼鑄件的生產(chǎn)第一部分

–高錳鋼材料本身特性

(Mn13)返回目錄高錳鋼鑄件的生產(chǎn)第一部分–高錳鋼材料本身特性(Mn13高錳鋼

–材質(zhì)奧氏體高錳是是由RobertHadfield先生由1882發(fā)明的，它具體特獨(dú)的性能：

高強(qiáng)度/韌性

高延伸率

沒有磁性

出色的耐磨性能

使用過程中硬化（冷作硬化）Hadfield’s鋼的典型成分范圍:1.05–1.35%碳11.0–14.0%錳1.0%最大.硅0.07%最大.磷返回目錄高錳鋼–材質(zhì)奧氏體高錳是是由RobertHadfiel碳和錳的關(guān)系的重要性在于它影響材料的韌性。從OliverandBoyd

先生的研究可以看出。碳和錳的關(guān)系的重要性在于它影響材料的韌性。從Olivera此鋼對(duì)使用過程中發(fā)生的三種類型的磨損有極佳的抗磨性能。這種性能使得錳鋼廣泛用于礦山、采石、土建行業(yè)鑄件材料。錳鋼不僅可以對(duì)其碳和錳水平進(jìn)行調(diào)整，還可以對(duì)其合金成分進(jìn)行控制，像：鉻Cr;鎢和鎳等。在鑄態(tài)，這種合金很脆，因此錳鋼鑄件需要熱處理來提高其強(qiáng)度性能，使合金的獨(dú)特的性能充分發(fā)揮。

高錳鋼

–材質(zhì)此鋼對(duì)使用過程中發(fā)生的三種類型的磨損有極佳的抗磨性能。這種性磨損特性：通常認(rèn)為存在的幾種磨損形式，可分為：磨粒磨損

–從外部進(jìn)入摩擦面間的游離硬質(zhì)顆?；蚰Σ帘砻嫔系挠操|(zhì)凸峰，在摩擦過程中引起材料脫落的磨損現(xiàn)象。高錳鋼同時(shí)具有高的強(qiáng)度和韌性，并且其具有加工硬化功能，磨損后形成新的堅(jiān)硬的表面。因此在這種磨損條件下，高錳鋼是種很好的材料。粘著磨損

-摩擦表面的不平度凸峰在相互作用的各點(diǎn)產(chǎn)生結(jié)點(diǎn)后再相對(duì)滑移時(shí)，材料從運(yùn)動(dòng)副的一個(gè)表面轉(zhuǎn)移到另一個(gè)表面，便形成了粘著磨損。接觸疲勞磨損-

受變應(yīng)力的兩表面，相互摩擦，在其表面上形成疲勞點(diǎn)蝕，使小塊金屬剝落，這種現(xiàn)象稱為疲勞磨損。典型的磨損條件發(fā)生在礦山工業(yè)中的齒板-軋臼壁-弧形襯板和襯板，高錳鋼在此工況非常適合。腐蝕磨損-在摩擦過程中，摩擦表面與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或電化學(xué)反應(yīng)的磨損稱為腐蝕磨損，腐蝕可在沒有摩擦的條件下形成，而相對(duì)運(yùn)動(dòng)消除了化學(xué)反應(yīng)的生成物，接著表面又受到腐蝕，如此不斷反復(fù)。對(duì)這種磨損高錳鋼并不是最佳的材料。

磨損特性：通常認(rèn)為存在的幾種磨損形式，可分為：磨損的特征：奧氏體高錳非常適合應(yīng)用于磨料磨損和接觸磨損共存的場合。在這些例子中鑄件表面受沖擊，在使用中出現(xiàn)加工硬化。例如礦山、水泥和工程機(jī)械類鑄件—

金屬和金屬間的磨損

–像鏈和鏈輪，履帶板和小齒輪之間。

干磨擦

–齒板,軋臼壁，錘頭，破碎壁和襯板然而當(dāng)?shù)V石破碎成的形狀和其硬度是多樣的。因此加工硬化的程度也是不同的。因此除非最終用戶以此結(jié)果來衡量質(zhì)量，否則一些鑄件在采購時(shí)就變成價(jià)格更重要。在低壓力磨損的場合，撞擊很小甚至沒有，因此鑄件表面加工硬化過程沒有，所以說其它材質(zhì)的鋼材在這種場合可能更適合。磨損的特征：奧氏體高錳非常適合應(yīng)用于磨料磨損和接觸磨損共存的高錳鋼的規(guī)范下面列出了一些國際錳鋼的規(guī)范澳大利亞

AS2074B-HIA和

H1B法國

NFA32-058Z120M12-M德國

SEW395-G-X120Mn13英國

BS3100-BW10印度

IS276-1,2,3,4,5和

6意大利

UNI3160-XG120Mn12日本

JISG5131SCMnH1,H2,H3,H11和

H21挪威

NS1699-SstMn12南非

SABS407-1,2,3,4和

5.西班牙

UNE36-253-AM-X120Mn12&MnCr12-2瑞典

SS142183-218302美國

AstmA128-A,B-1,B-2,B-3,B4,C,D,E-1,E-2和

F.高錳鋼的規(guī)范下面列出了一些國際錳鋼的規(guī)范首選成分對(duì)于強(qiáng)度、硬度、韌性和抗疲勞的最佳組合，建議：(源自

CTIMaterialFactssheetsectionK1992)

穩(wěn)定的奧氏體高錳鋼組織中錳的含量必須在10%以上才能獲得較高的韌性和延伸率。因此碳和錳的比例必須維持在1：10以上。

碳范圍

1.10~1.20% 目標(biāo)

1.15硅范圍

<1.00 目標(biāo)0.90錳范圍

11.00~13.00 目標(biāo)

12.00硫和磷

目標(biāo)

<0.05首選成分對(duì)于強(qiáng)度、硬度、韌性和抗疲勞的最佳組合，建議：(源自合金元素的影響碳

–通常含量為1.10至1.20%,但也可高達(dá)

1.40。

雖碳含量的增加使得材質(zhì)更脆，但仍具有很好的耐磨性能。

鋼含碳量稍低，能有效提高抗沖擊能力。錳

–該元素能穩(wěn)定奧氏體，其含量必須在10%以上以獲得所需要的強(qiáng)度和韌性。因此錳碳比至少為10：1，然而通常錳含量適當(dāng)提高，以此降低在熱處理過程中由于碳化物析出而形成的脆性。合金元素的影響碳–通常含量為1.10至1.20%,合金元素的影響硫

–高錳鋼中硫的含量要求并不太嚴(yán)格，這是因?yàn)樵诟咤i鋼中硫和錳結(jié)合成硫化錳，大部分隨爐渣而去除。殘留硫多以球狀硫化錳形式存在，對(duì)鋼性能影響不大。錳鋼焊補(bǔ)比較容易，但焊補(bǔ)會(huì)導(dǎo)致作業(yè)周期延長、帶來組織結(jié)構(gòu)問題（裂紋），尤其是含磷性高的情況下。合金元素的影響硫–高錳鋼中硫的含量要求并不太嚴(yán)格，這是因合金元素的影響鉻

–通常薄壁件

<3.0%，當(dāng)含量高時(shí)，客觀存在將形成碳化物分布在晶界上而增加脆性，

鉻的加入量有助于提高奧氏體的穩(wěn)定性。鎳

–加入量較低，一般低于4%,能很好穩(wěn)定奧氏體，能抑制熱處理過程中晶界碳化物的形成，提高高錳鋼的脆化溫度，便其對(duì)切割、焊補(bǔ)以及工作溫度敏感性降低。但該元素成本較高。

磷

–是有害元素，必須將含量控制在0.035%以下,否則易偏析在晶界形成磷共晶，使其脆性增大，在打磨、焊補(bǔ)和熱處理過程中極易形成裂紋。

鉬

–一般含量要求

<2.00%，能改善奧氏體樹晶發(fā)展傾向，提高奧氏體穩(wěn)定性。能抑制碳化物和珠光體形成，因此提高厚大截面鑄件抗裂紋能力和提高水淬質(zhì)量的效果。在厚截面鑄件上鉬的效果優(yōu)于Cr和V。合金元素的影響鉻–通常薄壁件<3.0%，當(dāng)含量高時(shí)，奧氏體錳鋼的熔煉

用電弧爐或感應(yīng)電爐熔煉高錳鋼（不精煉）通常碳

–硅

–磷和錳的氧化夾雜物含量較高。

電弧爐煉錳鋼通過加入石灰能起到脫磷效果，但通常來說，如果澆注溫度低，則夾雜物沒有時(shí)間上浮。特別是感應(yīng)電爐熔煉，由于很難進(jìn)行二次造渣操作，使得鋼水的純凈度的限，并且由于返回料中氣體的累積而氣體含量相當(dāng)高，所以感應(yīng)電爐熔煉不能100%使用返回料。但對(duì)于電弧爐來說，由于其存在著氧化和還原過程而對(duì)氣體含量不是問題。奧氏體錳鋼的熔煉 用電弧爐或感應(yīng)電爐熔煉高錳鋼（不精煉）通常電弧爐和感應(yīng)電爐的比較電弧爐的優(yōu)點(diǎn)爐子容量大每噸能耗低可有效除氣，特別是

N2/H2對(duì)返回料的質(zhì)量要求低易于對(duì)S和磷的控制對(duì)應(yīng)用返回料沒有量的限制

電弧爐的缺點(diǎn)環(huán)境較差氧化損失大噪音大設(shè)備費(fèi)用稍高電極成本無芯感應(yīng)爐的優(yōu)點(diǎn)固定投資低煙塵少可控性好融池性質(zhì)相同低燥音氧化損失少

無芯感應(yīng)爐的缺能耗稍高

很難精煉爐料質(zhì)量要求高返回料最高不超過40%電弧爐和感應(yīng)電爐的比較電弧爐的優(yōu)點(diǎn)無芯感應(yīng)爐的優(yōu)點(diǎn)堿性操作堿性耐火材料通常使用氧化鎂基的耐火材料，其中會(huì)混有鉻和鈣的氧化物。其耐火度高于酸性爐襯，在精煉的場合下特別適合。造型和鋼包的操作

–與硅砂相比，用鎂砂、鉻礦砂或橄欖石砂合適。硅砂和高錳鋼會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而在鑄件表面形成玻璃體。對(duì)涂料來說，同樣的道理，應(yīng)用鎂砂或橄欖石基的涂料而非普通的鋯英粉/石英粉涂料。對(duì)鋯質(zhì)和碳化硅質(zhì)的過濾器也一樣。堿性操作堿性耐火材料通常使用氧化鎂基的耐火材料，其中會(huì)混有鉻熱處理當(dāng)此合金為鑄態(tài)時(shí)，因其碳化物含量高，很脆必須小心操作。所以高錳鋼必須在熱處理后才能使用。然而此合金的脆性也有有利的一面，澆冒口系統(tǒng)在鑄件冷卻開箱后能很方便地用機(jī)械方式敲除。特別注意：在熱處理過程中，必須確保沒有熱沖擊發(fā)生，因?yàn)檫@將導(dǎo)致裂紋。為了減輕裂紋傾向，鑄件熱處理時(shí)必須在爐溫低于250°C時(shí)裝爐。熱處理爐的升溫速度也得控制，應(yīng)緩慢升溫，每小時(shí)升溫70–100°C。熱處理當(dāng)此合金為鑄態(tài)時(shí)，因其碳化物含量高，很脆必須小心操作。熱處理熱處理所需要達(dá)到的最高溫度和保溫溫度應(yīng)根據(jù)鑄件的大小和壁厚來決定。在1030-1050°C下，每英寸鑄件厚度需要保溫1小時(shí)。鑄件的最大壁厚決定鑄件保溫時(shí)間的長短。溫度過高將導(dǎo)致晶粒粗大和鑄件表面的脫碳。鑄件應(yīng)快速進(jìn)行水淬或油淬，在這過程中特別要注意鑄件和冷卻液間沒有空氣相隔，若有將導(dǎo)致冷卻速度不一致產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力而導(dǎo)致鑄件損壞。避免這個(gè)問題，齒板、襯板類鑄件需要垂直入水。返回目錄熱處理熱處理所需要達(dá)到的最高溫度和保溫溫度應(yīng)根據(jù)鑄件的大小和高錳鋼鑄件的生產(chǎn)第二部分

–高錳鋼凝固特性

返回目錄高錳鋼鑄件的生產(chǎn)第二部分–高錳鋼凝固特性返回目錄凝固溫度區(qū)間是寬還是窄?通常認(rèn)為高錳鋼具有較寬的凝固溫度范圍，但實(shí)際中當(dāng)澆注結(jié)束后，馬上用額外的金屬液進(jìn)行補(bǔ)澆或沖冒口時(shí)得到了一個(gè)完全不同的現(xiàn)象，得出了這種合金在很短的時(shí)間內(nèi)具有很大的體積收縮。因?yàn)楫?dāng)補(bǔ)澆時(shí)或許由于鑄件和冒口的收縮而金屬液已經(jīng)從冒口中下降而顯得非常有意義。或這種操作提高了鑄件、冒口頸和單個(gè)冒口的溫度梯度而成為必要?；?/p>

兩者都是……..返回目錄凝固溫度區(qū)間是寬還是窄?通常認(rèn)為高錳鋼具有較寬的凝固溫度范圍凝固溫度區(qū)間是寬還是窄?有公司進(jìn)行典型的試驗(yàn)：鑄造一個(gè)邊長為300mm的立方體；使用一只Dia300的發(fā)熱保溫冒口；在冒口和鑄件中放置熱電偶記錄下溫度曲線；澆注后將其整體解剖，并進(jìn)行滲透探傷。凝固溫度區(qū)間是寬還是窄?有公司進(jìn)行典型的試驗(yàn)：凝固時(shí)間非常短………..凝固時(shí)間非常短………..

當(dāng)澆注完成后的8分鐘內(nèi)，沒有任何變化。

在第8分鐘至第11.5分鐘，型腔的溫度從1425°C降至

1275°C，也就是每分鐘降溫

43°C。

12分鐘之后，鑄件和冒口全部凝固。如果這是碳鋼，則需要只有在60分鐘后全部凝固。從這些結(jié)果，可得出以下結(jié)論：

溫度降低的速度非?？?，當(dāng)開始凝固的時(shí)間非常非常短。凝固溫度區(qū)間是寬還是窄?凝固溫度區(qū)間是寬還是窄?收縮特性邊長為300mm的立方體的斷面，使用一只發(fā)熱保溫冒口。形狀因數(shù)為2。將鑄件連冒口一起解剖開來（想像一下解剖成本）并進(jìn)行滲透探傷。這照片表明從冒口所需要補(bǔ)縮的收縮量是非常非常大的。

本試驗(yàn)者通過一些方法（置換）測得收縮率高達(dá)10.5%。收縮特性邊長為300mm的立方體的斷面，使用一只發(fā)熱保溫冒口高錳鋼的凝