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钼在高锰钢铸造生产中的作用

钼在高锰钢铸造生产当中,有非常重要的作用。

1.钼在450-600℃之间能够有效地抑制渗碳体聚集,导致钼的碳化物以极细小尺寸弥散分布于奥氏体中,通过弥散强化作用,强化奥氏体组织,使高锰钢的强度和硬度增加,形变硬化性能增强,从而改善抗磨能力。

2.钼能有效抑制高锰钢冷却过程中晶界碳化物的析出。高锰钢中加铬则使晶界碳化物析出倾向大大提高,高锰钢中钼、铬两种元素的复合加入,可使两种合金元素的有益作用同时发挥出来。

3.钼和镍在抑制奥氏体析出针状碳化物方面有相似的作用,高锰钢加钼后,针状碳化物变短,数量显著减少,析出温度提高,可使铸件的脆化温度提高到350℃左右。因此,含钼高锰钢主要用于厚壁铸件,也适用于工作在较高温度(<350℃)的零件。

不少中小铸造厂在做高锰钢时,常常忽略化学成分对高锰钢铸件的影响。甚至有的熔炼师傅根本就不懂化学成分对铸件的影响。这样怎能做出高质量的高锰钢铸件呢?就是合格产品也做不出来啊。

所以,对于中小铸造厂而言,加强熔炼炉工的专业知识学习是非常必要的。

钼在奥氏体锰钢冷凝时,部固溶于奥氏体中,部分分布在碳化物中。钼能改善奥氏体沿树枝晶发展的倾向,并能提高奥氏体的稳定性。钼能抑制碳化析出和促进珠光体的形成。因此,钼的加入,对提高大截面铸件的抗裂纹能力和水淬质量圴有良好的效果,对焊接、切割或温度高于275摄氏度时防止脆化也有良好的效果。钼在显著提高钢屈服强度的同时,韧性不降低,甚至还有所提高。钼在钢中的含量一般低于2%。

钼对高锰钢的力学性能的影响在铸态时由于减少晶界碳化物从而表现为降低脆性。经热处理后,钢中含钼低于2%时屈服强度提高,而抗拉强度的塑性并不降低。

高锰钢加钼后可以使用水韧处理使钼固溶于奥氏体中起到合金化作用。也可使用沉淀强化处理,使奥氏体中析出弥散分布的碳化物,使钢强化发提高耐磨性。

在高锰钢冷却相变过程中,钼抑制奥氏体的分解。钼还可以和铁及碳形成复杂的渗碳体。由于钼和碳的结合能力较强,当钼含量高时可以形成特殊碳化物如碳化钼、碳化二钼等。

钼在钢中扩散速度比碳小得多,使碳化物在钢中溶解速度减慢,在钼含量超过0.5%时这个速度非常缓慢。因此含钼的高锰钢在结晶凝固后碳化物析出量少,而已出现在碳化物在热处理时又难以溶入奥氏体基体。这种作用可以钢中针状碳化物析出时间推迟,并使其析出温度向低温方向移动。当钼含量达到一定数量时,可以基本上消除铸态组织中的碳化物。由于铬可以使铸态组织中析出大量碳化物,而钼的作用与此相反,因此常在含铬的高锰钢中同时加入钼,以减少铸态组织的脆性。已析出的碳化物在加热过程中难以溶解。这个作用可以用于沉淀强化处理,使钢中出现弥散分布的粒状碳化物,提高钢抵抗磨料磨损的能力。

钼还能改变碳化物的形貌。含钼的钢中很少出现锗状碳化物而往往是成为志无抵押或颗粒状。由于铸态碳化物减少,其分布的形貌也发生改变,因此提高钢中碳含量不致造成过多的碳化物出现。根据研究结果 ,可以将碳含量提高到1.7%左右。碳含量提高有利于提高在非强击磨料磨损条件下材料的耐磨性。

钼还可细化水韧处理后钢的显微组织,在其化学化成分相同、热处理方法和工艺相同的情况 下,含钼的高锰钢在热处理后晶粒比较细。

总之,钼对高锰是一种有益的元素,实践证明,含钼的高锰钢在较恶劣的磨料磨损工况下具有良好的耐磨性。