热处理技术与装备高锰钢的热处理是将高锰钢铸件加热到碳化物固溶的温度,并保温一定时间,然后在水中快速冷却,形成单一的奥氏体组织,使其强度和韧性大大提高,达到可加工硬化的目的。与普通碳钢不同,高锰钢在水中淬火后不是变硬,而是变软了,因此高锰钢的热处理又叫水韧处理。在热处理过程中,碳化物是在固溶态下溶解到奥氏体中去的,所以又叫固溶强化处理。高锰钢固溶理的参数主要有入炉温度、升温速度、保温温度、保温时间、摆放位置等。1 入炉温度和加热速度高锰钢铸件在入炉之前,铸件表面的粘砂、披缝和浇注冒口要清理干净。粘砂对铸件加热或冷却都有隔热作用,使铸件加热和入水后的冷却不均匀,严重粘砂会降低铸件入水后的冷却速度,造成晶界碳化物重新析出。披缝较薄,在热处理加热时会脱碳,水淬后会变成马氏体,马氏体相变体积膨胀,可能会使铸件基体受到拉应力而开裂。高锰钢导热性能低，100°C 以下为碳钢的 1/4~1/6 倍，600°C 时为碳钢的 1/2~5/7 倍。高锰钢热膨胀系数大，为碳钢的 2 倍，500C 以上更大。虽然铸件在低温加热过程中无相变应力发生，但加热到 300C 以上,会在晶内和晶界上出现脆性碳化物增多的现象，有时会发生珠光体转变。高锰钢辙叉结构复杂，同一铸件壁厚相差悬殊，铸件本身存在不小不等的铸造应力。在热第 1 期吴霞等:高锰钢的热处理处理的加热或冷却过程中不同部位存在较大的温差，产生热应力。这样，热应力和铸造应力叠加，会使辙叉产生裂纹。因此，必须控制高锰钢辙叉的入炉温度和加热速度。高锰钢辙叉热处理工艺分两种:冷辙叉处理和热辙叉处理。对于热辙叉，如果装入同一窑的所有辙叉的装窑温度基本和窑温一致，则这种工艺可以节能，提高效率。但在实际生产中装窑温度很难与窑温一致,且相差较大,主要原因有:不同炉次的辙叉开箱水爆后在同一窑中进行热处理,造成同一窑中辙叉的初始温度不同;由于连续生产,每天窑的温度也不尽相同;季节性的温度变化导致辙叉与窑温的变化较大;辙叉在窑内的排序不同会造成一定的温差。这样导致辙叉与炉窑存在较大温差。沈阳铁路局薛家配件厂老工艺的热辙叉升温起点高(450°C),升温速度快(150°C/h)。由于高锰钢导热性差，就会使辙叉内部产生较大的热应力,在随后的水淬急剧冷却处理中或前期升温时发生开裂。对于冷辙叉(温度为室温)前期均温不够、保温时间短、升温起点高(分别为400C 和 200C),升温快(分别为 160°C/h 和 90C/h)。这样升温曲线起点、辙叉和炉窑起始温度存在较大温...
