高錳鋼由于自身特性,會出現柱狀晶、粗大等軸晶等組織缺陷;易產生疏松、裂紋等鑄造缺陷及韌性儲備不足等性能缺陷。
1、晶粒粗大
高錳鋼鑄態宏觀組織中存在細等軸晶、柱狀晶、粗等軸晶三種形態。
當澆注溫度高,鑄型冷卻速度快,型壁和中心溫度梯度大,冷卻方向性強,將以柱狀晶方式生長,甚至形成穿晶;當澆注溫度高,鑄型冷卻速度慢,冷卻方向性差,結晶過冷度不足,晶核形成數量少,將出現粗大的等軸結晶。柱狀晶、粗大的等軸晶是高錳鋼的組織缺陷。以粗大的柱狀晶穿晶尤為嚴重。當沖擊載荷垂直于柱晶,有良好的韌性;當沖擊載荷平行與柱狀晶,表現出低劣的韌性,產生“破竹現象”,鑄件使用只會過早斷裂。粗大的等軸晶也降低韌性,但沒有等軸晶嚴重。高溫澆注會使晶粒粗大,出現柱晶,過高澆注溫度甚至會出現穿晶。因此,防止這種組織缺陷的最好辦法是控制澆注溫度,盡量低溫澆注。如圓錐破碎機的椎體,主體壁厚若150mm,澆注溫度要控制在1440℃左右,外冷鐵覆砂10mm左右可基本上能消除穿晶,縮小柱狀晶區。加入稀土也能阻止晶粒長大。但最根本是控制澆注溫度。
2、高錳鋼的裂紋
高錳鋼既容易熱裂又容易冷裂。高錳鋼熱裂發生在1300℃左右,冷裂發生在650℃以下。
熱裂:當金屬液體中形成枝晶骨架并具有收縮能力時,收縮受阻,此時高錳鋼塑性趨于零,不能用塑性變形來松弛收縮應力。當收縮應力超過高錳鋼該溫度下的強度,則萌生裂紋源,在以后收縮過程中裂紋沿薄弱處即晶界擴展,形成熱裂。
冷裂:低于650℃,高錳鋼處于彈性狀態,此溫度下高錳鋼晶界網狀碳化物已形成,因而降低塑性;當收縮受阻,收縮應力超過高錳鋼該溫度下的強度,裂紋晶界萌生,在應力方向作用下,穿晶斷裂,形成冷裂。
海鑫機械精密鑄造廠根據高錳鋼鑄件的優缺點,"永紅"人在生產高錳鋼鄂板等耐磨鑄件中,嚴格把關,將每一步做的最好,這樣才能做出質優的產品。