浅谈高锰钢的加工硬化
加工硬化是高锰钢的重要特征。
铸态高锰钢经水韧处理后形成单一的奥氏体组织,该组织硬度仅为170~230HB。
但是经过形变后奥氏体高锰钢的形变层内表现出的加工硬化现象,变形层的硬度可以达到500~800HB。
铸件的硬化层与冲击载荷的大小和形态、组织状态、化学成分、塑性性能、强度性能、形变速度等因素有关。
硬化层具有很高的硬度和良好的韧性,这种性能使硬化层具有高的抗冲击疲劳性能和高的抗磨料削损和形变磨损。
在表层硬化层被磨耗的同时外部冲击载荷又使硬化层连续不断地向钢的内部发展。
当高锰钢组分和外部载荷条件确定后,钢表面硬化层的硬度变化规律就确定,且这个规律不受表层磨损的影响而一直延续下去。
高锰钢在外载荷作用下产生的这种形变强化,通常称之为加工硬化。
该加工硬化最大的特点是在强冲击磨料磨损条件下,钢的表面通过形变强化具有很高的耐磨性。
实践中,越靠近表层,硬度分布急剧升高;越靠近基体内部,硬度分布趋于平缓。
硬化层下面仍是软韧的奥氏体组织。
这种硬度分布反映了钢表层的塑性变形程度,钢表层塑性变形量的分布与硬度分布有近似的规律,形变程度越高,硬度越高。
钢的表面这种塑性形变能够较好地吸收外部冲击载荷产生的冲击功。
从高锰钢加工硬化后的显微组织看,硬化层最外层的显微组织发生了很大变化,晶粒成为扁平状,滑移线数量很多,且不同的晶粒滑移线有不同的方向,从表层向内部发展,随变形程度的降低,晶粒变形程度减小,滑移线也减小。