2、铸造工艺

铸造工艺是高锰钢铸件质量的关键。编制这种钢的工艺时主要考虑避免裂纹生成。影响裂纹产生的主要因素有：铸件结构、工艺参数、浇冒口设置、型芯结构形式、浇注温度等。高锰钢铸件结构形式应在使用的前提下尽可能使相连接壁的厚差。避免因温差大产生收缩应力出现裂纹。虽然有的件壁厚差合理，但设计厚度值过大，在冷却速度慢时碳化物析出多，受收缩应力影响也会出现裂纹。设计结构无法改变时，工艺编制就要考虑钢水冶炼时加一些能细化晶粒的元素，增加型芯的退让性。其它结构问题应视情况而定，如增大圆角、加过渡壁、拉筋等。高锰钢的收缩率比普碳钢、合金钢高。铸造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铸件在浇注后的收缩阶段产生裂纹，比较明显的是箱式铸件，这种件由砂芯形成内腔，砂芯退让性好，高应力区非常容易产生裂纹。解决办法是往芯中加入锯末、泡沫等砂芯有合适的退让性。箱带、冒口、飞边毛刺都有阻碍收缩的条件。采取适当增加吃砂量、疏松层，减少型芯缝隙也是解决退让性的有效办法。浇冒口位置和大小对裂纹的产生也有影响，设置位置不能影响铸件的收缩，浇注系统尽可能分配均匀，钢水流人应平稳以便减少铸件各部位温差，冒口应大小合适。高锰钢导热性很差，如冒口尺寸过大，在铸件冷却后期冒口与铸件温差过大必然产生高应力，常会促成冒口下与铸件连接处产生裂纹。工艺设计时冒口模数应控制在铸件模数的1.2～1.3倍范围内。标准成份的高锰钢液相线温度1400℃，固相线温度1350℃，凝固温度范围比较窄，对浇注温度的反应非常敏感。浇注温度过高极易产生裂纹，温度低易产生冷隔和浇不足，理想的浇注温度是1450～1470℃。厚壁件取下限，薄壁件取上限。浇注时一次浇完中间不停流。

3、热处理

高锰钢只有在合适的成份和正确的热处理条件下才能获得它的特性，若未经热处理或热处理条件不正确则钢会变脆甚至出现裂纹。正常的热处理规范是固溶加高温水韧处理，以便获得单一的奥氏体。生产实践证明固溶温度应在1050-1090℃范围内。一般认为，高锰钢导热性很差，膨胀率很低，固溶处理时，要采用慢加热，在600～700℃保温，以防止开裂。研究结果表明在500～700℃保温会使残留奥氏体强烈地析出碳化物，这些析出物降低钢的塑性，增加新旧组织间比容之差所造成的内应力，从而增加开裂倾向，因此铸件加热时应尽快通过这一温度范围。

4、清理切割

高锰钢的特点之一是导热性差，铸件浇注后保温时间太短，冷却速度快，促使铸件应力增加易产生裂纹。为防止裂纹产生，尽可能在砂型内缓慢冷却延长保温时间，打箱温度应控制在200℃以下。实践证明在该温度下打箱无裂纹出现。在对高锰钢铸件浇冒口、飞边毛刺切割时，因材料导热性差，造成切割部位热影响区产生很大的温差，并形成了高应力状态。稍有忽视切口处就会产生裂纹。为使热影响区温差控制在范围，浇冒口、毛刺切割必须在水池内浸水切割， 保持水温在40℃以下，这样操作不易产生裂纹。

5、补焊

有效地铸造产品缺陷的方法是补焊，补焊阶段裂纹出现的可能性也很大。为产品质量补焊时必须注意以下几个问题：

①补焊前不需要预热。较低温度重新加热可使碳化物沿晶粒边界和结晶面析出，促使重新出现脆化现象，容易出现裂纹。

②在未经水韧热处理的锰钢件上进行焊补是不可能有满意结果的。

③去除缺陷尽量不用火焰切割或碳弧气刨，用风铲和砂轮。

④补焊焊条成份要与母材相近，也可用不锈钢焊条，无论用哪种焊条碳含量都应较低，补焊时可降低碳化物析出。

⑤准备补焊的部位应表面光洁，无油、锈，按焊补工艺要求修出适当坡口。

⑥补焊方法严格按工艺执行。

⑦补焊时避免引起 产生裂纹危险的热应力是非常重要的。由于锰钢有高的膨胀系数和低的导热系数，冷却时会在补焊处产生应力，因此冷却时锤击焊补金属，使压缩应力和其冷却时产生的拉应力相抵消。

⑧补焊时保持母体金属限度的受热，可使重新加热的不良影响减至。 上述方法在生产中已全部采用，操作恰当焊补区产生裂纹缺陷是可以避免的。

6、结论

高锰钢铸件裂纹产生的原因很多，在多年研究和实践的基础上， 找出了高锰钢经常产生裂纹的原因和防止措施，有效地指导了生产，把裂纹控制在范围内。