Sažetak postupka lijevanja za srednje manganovo duktilno željezo

Kontrola kemijskog sastava srednjeg manganovog duktilnog željeza uključuje sljedeće ključne točke za kontrolu svakog glavnog elementa:

Raspon sadržaja ugljika (C) općenito se kontrolira između 3,0% i 3,8%. Svrha i utjecaj kontrole: Povećanje sadržaja ugljika može poboljšati sposobnost fluidnosti i grafitizacije lijevanog željeza, promicati stvaranje grafitnih kuglica i poboljšati tvrdoću i otpornost na habanje. Međutim, pretjerani sadržaj ugljika može uzrokovati da grafit pluta i smanji mehanička svojstva odljeva; Ako je sadržaj ugljika prenizak, lako je proizvesti bijelu lijevu strukturu, što lijeva krhku.

Raspon sadržaja silicija (SI) obično je između 3,0% i 4,5%. Svrha i utjecaj kontrole: Silicij je snažan grafitirajući element koji može pročistiti grafitne kuglice i poboljšati snagu i žilavost lijevanog željeza. Umjereni sadržaj silicija može smanjiti tendenciju lijevanja bijelog, ali pretjerani sadržaj silicija može smanjiti žilavost i povećati krhkost odljeva.

Raspon sadržaja mangana (MN): Sadržaj mangana je relativno visok, uglavnom između 5% i 9%. Svrha i utjecaj kontrole: mangan može poboljšati čvrstoću, tvrdoću i otpornost na habanje lijevanog željeza, stabilizirati strukturu austenita i povećati otvrdljivost. Međutim, prekomjerni sadržaj mangana može dovesti do prisutnosti više karbida u strukturi, smanjenja žilavosti i povećanja osjetljivosti na odljeve.

Raspon fosfora (P) i sadržaja sumpora: sadržaj fosfora trebao bi biti što niži, općenito kontroliran ispod 0,05% do 0,1%; Sadržaj sumpora obično se kontrolira ispod 0,02% do 0,03%. Svrha i utjecaj kontrole: fosfor povećava hladnu krhkost lijevanog željeza, smanjuje žilavost i učinak utjecaja; Sumpor lako tvori sulfidne inkluzije mangana s manganom, smanjujući mehanička svojstva lijevanog željeza i povećavajući tendenciju vrućeg pucanja.

Raspon sadržaja rijetkih zemaljskih elemenata (RE) i magnezija (MG): Sadržaj rijetkih zemaljskih elemenata uglavnom je između 0,02% i 0,05%, a sadržaj magnezija je između 0,03% i 0,06%. Svrha i utjecaj kontrole: Rijetki elementi Zemlje i magnezij ključni su elementi u liječenju sferoidizacije, koji mogu sferoizirati grafit i poboljšati mehanička svojstva lijevanog željeza. Međutim, pretjerani ili nedovoljni sadržaj može utjecati na učinak sferoidizacije, što dovodi do nepravilne morfologije grafitnih kuglica ili smanjenja brzine sferoidizacije.

Metalografska struktura srednjeg manganovog duktilnog željeza

Grafitna morfologija - dobra sferoidizacija: Nakon tretmana sferoidizacijom, grafit je ravnomjerno raspoređen u sfernom obliku u matrici, što je tipično obilježje srednjeg manganovog duktilnog željeza. Grafit s dobrom sferoidizacijom može učinkovito smanjiti koncentraciju stresa, poboljšati žilavost i mehanička svojstva materijala. Veličina grafita: Veličina grafitnih sfera obično je relativno ujednačena, obično između 20 i 80 µm. Manje grafitne sfere mogu se ravnomjerno rasporediti u matrici, pročistiti strukturu i poboljšati snagu i žilavost.

Matrična organizacija-

Martenzit: U stanju AS Cast, srednje duktilno željezo mangana često sadrži određenu količinu martenzita u strukturi matrice. Martenzit ima karakteristike visoke tvrdoće i visoke čvrstoće, što može poboljšati otpornost na habanje i tlačnu čvrstoću odljevaka. Njegov je sadržaj uglavnom između 20% i 50%, a sadržaj martenzita može se kontrolirati podešavanjem kemijskog sastava i postupka toplinske obrade.

Austenite: Austenite također čini određeni udio u srednjem duktilnom željezu mangana, obično između 30% i 60%. Austenit ima dobru žilavost i plastičnost, može apsorbirati utjecajnu energiju i poboljšati otpornost na odljeve.

Karbidi: U strukturi matrice mogu biti i neki karbidi, poput karbida, legura karbida itd. Karbidi imaju visoku tvrdoću i raspoređeni su u malim česticama ili blokovima u matrici, što može značajno poboljšati otpornost na habanje odljeva. Međutim, pretjerani sadržaj karbida može smanjiti žilavost matrice, a njegov se sadržaj općenito kontrolira između 5% i 15%.

Organizacijska uniformnost - idealna metalografska struktura srednjeg manganovog duktilnog željeza trebala bi imati dobru ujednačenost, odnosno raspodjelu grafitnih kuglica, vrsta i udio matrične strukture trebala bi biti relativno konzistentni tijekom cijelog lijevanja. Neravna organizacija može uzrokovati fluktuacije u izvedbi odljeva, smanjujući njihovu pouzdanost i radni vijek.

Koji čimbenici utječu na metalografsku strukturu srednjeg manganovog duktilnog željeza

Kemijski sastav-

Sadržaj ugljika: Povećanje sadržaja ugljika potiče grafitizaciju, što rezultira povećanjem broja i veličine grafitnih sfera. Ali ako je sadržaj ugljika previsok, može se pojaviti grafitni plutajući fenomen; Ako je sadržaj ugljika prenizak, lako je proizvesti strukturu bijele lijepe, što utječe na morfologiju metalografske strukture.

Sadržaj mangana: Mangan je glavni legirajući element srednjeg manganovog nodularnog lijevanog željeza. Povećanje sadržaja mangana može povećati stabilnost austenita, promicati stvaranje martenzita, poboljšati tvrdoću i otpornost na habanje, ali previsok može dovesti do povećanja karbida i smanjenja žilavosti.

Sadržaj silicija: Silicij je grafitirajući element, a odgovarajuća količina silicija može pročistiti grafitne kuglice i smanjiti tendenciju bijelih mjesta. Ali ako je sadržaj silicija previsok, povećat će sadržaj bisera u matrici i smanjiti žilavost.

Rijetki zemaljski elementi i sadržaj magnezija: Rijetki zemljani elementi i magnezij ključni su elementi u tretmanu sferoidizacijom, a njihov sadržaj utječe na efekt grafitne sferoidizacije. Kad je sadržaj prikladan, grafitna sferoidizacija je dobra; Nedovoljan sadržaj i nepotpuna sferoidizacija; Prekomjerni sadržaj može rezultirati odljevanim oštećenjima.

Proces topljenja

Oprema za topljenje: Različita oprema za taljenje ima različite kontrole na ujednačenost temperature i sastava rastopljenog željeza. Točna kontrola temperature i dobra ujednačenost sastava u taljenju električne peći korisna su za dobivanje dobre metalografske strukture; Proces topljenja u visokoj peći zahtijeva strogu kontrolu omjera naboja peći i parametara taljenja. Liječenje sferoidizacijom i inokulacijom: Vrste, količine i metode liječenja sferoidizacije i inokulacijske sredstva imaju značajan utjecaj na metalografsku strukturu. Prikladna sferoidizirajuća sredstva i inokulansi mogu osigurati dobru grafitnu sferoidizaciju, finu grafitnu sferoidizaciju i poboljšati strukturu matrice.

Brzina hlađenja materijala za lijevanje: Različiti materijali za lijevanje imaju različitu toplinsku vodljivost. Na primjer, metalni kalupi imaju brzu toplinsku vodljivost i stopu hlađenja, što lako može formirati bijele ili martenzitne strukture u odljevima; Plijesni kalupi imaju sporu toplinsku vodljivost i brzinu hlađenja, što pogoduje grafitizaciji i može dobiti relativno stabilnu strukturu bisernog ili feritnog matriksa. Debljina lijevanja stijenke: Brzina hlađenja varira ovisno o debljini stijenke lijevanja. Tanka zidna područja brzo se hlade i sklona su formiranju bijelih ili martenzitskih struktura; Hlađenje na debelim zidovima je sporo, graficizacija je dovoljna, a matrična struktura može biti nagnuta prema bisernom ili feritu. Postupak toplinske obrade, temperatura gašenja i vrijeme: Temperatura i vrijeme gašenja utječu na transformaciju austenita u martenzit. Prekomjerna temperatura ili vrijeme gašenja mogu uzrokovati grubo i smanjiti žilavu martenzit; Nedovoljna temperatura ili vrijeme gašenja mogu rezultirati nepotpunom martenzitskom transformacijom, što utječe na tvrdoću i otpornost na habanje. Temperatura i vrijeme temperiranja: Umjeravanje može ukloniti stres u gašenju, stabilizirati strukturu i prilagoditi tvrdoću i žilavost. Visoka temperatura i dugo vremena uzrokovat će razgradnju martenzita, smanjiti tvrdoću i poboljšati žilavost.