曹孝祥
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消失模在实际生产过程中各个环节分析高锰钢产品裂纹产生的原因模索出裂纹产生的原因和控制措施，并在实际的生产中有了一定的提高。
关键词；高锰钢，产品裂纹，水韧处理；化学成分。
随着消失模在不断的扩大技术在不断的提高和装备的大型化，现代化，高锰钢产品质量也必须更好的适应，那么高锰钢和其它合金钢，低碳钢相比容易产生裂纹。找出裂纹的产生原因是关键问题，再做出控制措施；和管理手段。
碳锰是高锰钢的主要成分，正常情况下高锰钢的组织是奥氏体单相，在含碳量偏低时易形成马氏体在含碳量高时，水韧处理状态下不能避免碳化物析出，还会降低钢的性能，较高的含碳量可提高屈服点，但会降低延伸性，含碳量低而含锰量高具有高韧性，对高锰钢的碳含量在保证性能的前提下尽可能控制在中下线。锰含量控制在中上线，最好保持在小范围内，防止碳化物析出，避免造成延申性和韧性降低而产生裂纹。碳含量一般在1.0%以下，对锰钢的机械性能没有什么影响，超过1.0%并逐渐增大时，强度和延伸会剧烈下降。生产中硅含量都比较低。锰钢中含硫量较低，因为硫易和锰化合物硫化锰大部分进入炉渣中。钢水里残留少量的硫化物成为非金属夹杂物存在对钢水的性能影响比较小，。碳和磷对高锰钢产品产生裂纹影响最大，含碳量越高，产品在凝固过程中碳化物析出越多特别是晶界周围网状的碳化物使得高锰钢变脆产品就容易产生裂纹，随后热处理过程中，碳化物溶解到奥氏体内原来的位置就会留下孔洞成为裂纹的源头。磷含量在0.06%以上时延伸性就下降，容易引起产品热裂纹产生，应小于0.05，生产时要控制磷含量。化学成分和含量与机械性能密不可分，因此生产时应考虑其兼顾性。这样可避免因成分上的差异而产生裂纹。
钢水中加入稀土能效的防止高锰钢产品开裂，稀土元素加入钢水中主要通过2个作用防止产品开裂，首先是脱氧，脱硫降低钢水中的FeO+MnO使钢水净化其次稀土元素在钢水中起到孕育作用而形成的高溶点化合物高度弥散的分布在钢水中成为外来晶核使晶粒细化提高产品的抗裂纹能力，稀土元素以稀土硅铁的形式加入钢水，通常是在出炉前加入炉内，或放在出钢槽内冲入，加入量控制在0.1%--0.2%左右（GXt24）
那么产生裂纹的主要因素有；化学成分，铸件结构，工艺参数，浇冒口设计，浇铸温度等。高锰钢产品结构尽可能连接时厚与薄差距最小。避免温差大产生收缩应力出现裂纹。设计结构无法改变时，工艺设计就要考虑炉前冶炼时加细化晶粒的元素，还可以增大圆角，加过渡壁，拉筋等。高锰钢的收缩率比普碳钢，合金钢高，铸件的毛坯在水韧处理前都处于脆性状态，任何影响收缩的因素都会使产品在浇铸后的收缩阶段产生裂纹，比较明显的是箱式铸件，盲孔深孔高应力区非常容易产生裂纹，解决方法是在做柔性材料中加锯末粉和土石墨粉让它有合适的退让性。
浇冒口位置和大小对裂纹的产生也有影响，安排的位置不能影响产品的收缩尽量分配均匀，高锰钢产品一般少用顶冒口，最好采用侧冒口因为用氧乙炔切割冒口时容易造成裂纹，切割浇冒口时要离产品处（≥20mm）进行残留的内浇道或冒口颈对受冲击不大的铸件在水韧处理后用氧乙炔切割就可，而对冲击较大的铸件必须用机械加工或电加工的方法去掉。冒口大小要合适高锰钢导热性很差，如冒口尺寸过大那么产品在冷却和后期冒口与产品温差过大就会产生高应力会促成冒口下与产品连接处产生裂纹，产品设计冒口时控制铸件模数在1.2—1.3倍范围内，标准成分的高锰钢液相线温度在1400，固相线温度在1350，凝固温度范围比较窄，所以对浇注温度反应非常敏感。浇注温度过高易产生裂纹，温度过低又会产生冷隔和浇不足，消失模的高锰钢理想浇铸温度在1450—1480.壁厚件取下线，薄壁件取上线。
热处理；高锰钢只有在成分和正确的热处理条件下才能获得它的特性，如果热处理不正确就会脆甚至出现裂纹，正常的热处理规范是固溶加高温水韧处理才可以得到单一的奥氏体，生产证明固溶温度在1050—1090范围内，高锰钢导热性能差，膨胀率很低，固溶处理采用慢加热在600—700保温以防止开裂在生产结果表明在500—600保温会使残留奥氏体强烈的析出碳化物而降低钢的塑性从而增加开纹倾向因此产品加热时尽快通过这个范围。所以产品入炉后要均温1.0—1.5h后再升温，另外升温太快也后造成产品开裂高锰钢产品在650度以下升温速度不应超过50—80度/h,复杂件取下限严格控制处理温度，如果温度太高晶粒长大速度加快造成晶粒粗大。
在使用过程中裂纹产生的因素和防止
在大冲击载负荷的高锰钢产品的非正常失败一般是疲劳断裂造成的，断裂过程有3个阶段，即裂纹成核阶段，裂纹的扩展阶段，瞬间断裂阶段。主要表现为产品在硬化区大量掉块，磨擦面上出现麻点，防止高锰钢产品在使用过程中疲劳断裂是消出产生裂纹成核的成核源，这些成核源是产品在凝固过程中发达对枝晶阻止了钢水补缩形成的。所以细化晶粒是预防裂纹的手段；第二是铸造时碳化物大量析出而在随后的热处理过程中，碳化物溶入奥氏体，而在碳化物原来的位置留下孔洞，孔洞就成为裂纹的成核源低的含碳量低温浇注，细化晶粒能有效地防止这个缺陷发生，第三是晶界上的磷共晶，非金属夹杂晶粒是预防裂纹的手段，
清理切割；
高锰钢的特点之一是导热性差，产品浇注后保温时间过短冷却速度快使产品应力增加易产生裂纹，为防止裂纹产生尽可能延长保温时间翻箱温度控制在200度左右，实际生产中在这个温度下翻箱无裂纹出现，浇冒口在切割时因材料导热性差切割时热影响区产生很大的温差形成高应力状态切割口处会产生裂纹，所以最好切割必须在水池内淬水切割，保持水温在40度以下，厚大冒口切割时可在在翻箱时热切割这样操作不会产生裂纹。
另外，还可以采取新形工艺手段，就是利用先烧空然后振动浇注，提高机械性能减少碳缺陷及缩孔疏松渣孔气孔提高组织的致密度来减少这种缺陷的产生。
