Kako kontrolirati stanje lijevanja i metalografsku strukturu od 45 # čeličnih odljeva nakon toplinske obrade?

Metalografska struktura od 45 # lijevanog čelika varira u različitim uvjetima toplinske obrade u AS stanju lijevanja.

Dakle, kako kontrolirati stanje lijevanja i metalografsku strukturu od 45 čeličnih odljeva nakon toplinske obrade prilikom izrade? Potrebna je fina kontrola i iz postupka lijevanja i iz postupka toplinske obrade, s ciljem dobivanja ujednačene, fine i bezopasne strukture kako bi se ispunili konačni zahtjevi za izvedbu (snaga, žilavost, tvrdoća itd.).

Slijede strategije ključnih kontrola:

1 、 Kontroliranje mikrostrukture AS lijevane (postavljanje čvrstog temelja za naknadno toplinsko obradu)

1. Optimizirajte parametri procesa lijevanja: Ulijevanje temperature: Dok osiguravate kapacitet punjenja, pokušajte što više smanjiti temperaturu ulijevanja. Prekomjerna temperatura izlijevanja može dovesti do grube veličine zrna. Kolumna kristalna regija se širi. Povećati tendenciju segregacije. Promicati formiranje Wei organizacije. Brzina hlađenja: Ubrzajte brzinu hlađenja: Ovo je jezgra rafiniranja mikrostrukture AS lijevane. Brži stopa hlađenja može suzbiti rast zrna, smanjiti segregaciju i ublažiti ili čak izbjeći stvaranje Weibullove strukture. Metoda: Upotrijebite metalne kalupe ili pijesak prekrivene metalnim kalupima umjesto čistih pijeska; Stavite hladno željezo u debeli dio lijevanja; Optimizirajte dizajn kalupa (poput uniformnosti debljine stijenke i smanjenja uštede topline); Odaberite modeliranje materijala s dobrom toplinskom vodljivošću; Kontrolirajte temperaturu kalupa. Ujednačeno hlađenje: Izbjegavajte značajne razlike u brzini hlađenja između različitih dijelova lijevanja, što može dovesti do neujednačene organizacije i unutarnjeg stresa. Razumno dizajnirajte sustav izlijevanja i uspona i izgled hladnog željeza.

2. Tretman za inokulaciju/modifikaciju: Iako 45 čelika nije konvencionalno inokulirano poput lijevanog željeza, u specifičnim slučajevima može se smatrati dodavanjem legirajućih elemenata u tragovima (poput vanadij V, titanium ti, niobij nb) ili rijetkih zemaljskih elemenata za liječenje prefinacije zrna. Ovi elementi tvore visoke spojeve tališta (poput karbida i nitrida) koji služe kao heterogene jezgre nukleacije, promičući usavršavanje zrna. Potrebna je točna kontrola količine dodavanja i postupka.

3. Kontrola čistoća rastaljenog čelika: odgovarajuća deoksidacija: usvojite razumne procese deoksidacije (poput deoksidacije oborina+difuzijska deoksidacija) kako bi se smanjio otopljeni sadržaj kisika u rastopljenom čeliku, smanjite FEO inkluzije i graničnu granicu zrna zrna. Uobičajeni deoksidžari uključuju manganovo željezo, silikonsko željezo i aluminij. Rafiniranje: Ako uvjeti dopuštaju, obavite vanjsko rafiniranje (poput miješanja argona) kako bi se dodatno smanjilo plin (O, H, N) i sadržaj uključivanja. Čisti rastopljeni čelik koristan je za dobivanje gušće, manje neispravne i jednoliko strukturiran kao odlivena mikrostruktura. Kontroliranje sadržaja S i P: S sklon je formiranju FES -a ili (Mn, Fe) S, tvoreći nisku talicu eutektika na granicama zrna, povećavajući tendenciju vrućeg pucanja i pogoršanja žilavosti; P povećava hladnu krhkost. Treba uložiti napore kako bi se smanjio sadržaj S i P na donju granicu koja zahtijeva standard. 4. Optimizacija dizajna kalupa: Smanjite toplinske čvorove i izbjegavajte dugotrajno izlaganje visokim temperaturama, što može dovesti do grubih zrna i segregacije. Osigurajte sekvencijalno očvršćivanje ili istodobno učvršćivanje za smanjenje oštećenja poput skupljanja i poroznosti, što često rezultira abnormalnom mikrostrukturom u tim područjima oštećenja.

2 、 Konvencionalna toplinska obrada za 45 čeličnih čeličnih dijelova čelika se normalizira, a ponekad se normaliziraju i kantiranje u skladu s zahtjevima za kontrolu organizacije nakon toplinske obrade (jezgra je normalizacija tretmana). Svrha je eliminirati nedostatke u mikrostrukturi AS i dobiti jednoliku i finu bisernu+feritnu strukturu.

1. Liječenje normalizacije (najvažnije):

Temperatura grijanja: obično odabrana između 30-50 ℃ iznad izmjenične struje. Za 45 čelika, AC ∝ je oko 780 ℃, tako da je temperaturni raspon normalizacije uglavnom između 850-880 ℃. Svrha: Da biste u potpunosti austenitizirali (gamify) kao strukturu lijeva, eliminirajte original kao strukturu lijeva (kao što su Weibull struktura, gruba zrna i područja segregacije kompozicije) i dobiti ravnomjerno sastavljene austenit. Kontrola: niska temperatura, nepotpuna austenitizacija, preostala kao struktura lijeva; Prekomjerna temperatura dovodi do značajnog rasta austenitnih zrna, što rezultira grubom mikrostrukturom nakon normalizacije. Vrijeme izolacije: Treba osigurati da je lijevanje u potpunosti izgorjelo, a sastav austenita u osnovi ujednačen. Osnova izračuna: obično se izračunava na temelju efektivne debljine lijevanja (poput 1,5-2,0 minuta/milimetra). Kontrola: prekratko vrijeme, nepotpuna austenitizacija srca; Ako je vrijeme predugo, može povećati oksidaciju i dekarburizaciju, a veličina zrna može rasti. Za odljeve s dendritičkom segregacijom, možda će trebati nešto duže vrijeme da se komponente ravnomjerno difundiraju. Metoda hlađenja: Hlađenje u statičkom ili prisilnom tekućem zraku. Cilj: dobiti finiji biser (pseudo eutektoidna struktura) i sitnija feritna zrna od žarenja. Kontrola: Brzina hlađenja treba biti ujednačena i dosljedna. Izbjegavajte: Prebrzo hlađenje (poput previše vjetra): može uzrokovati da se u području tankog zida pojavljuje malu količinu neravnotežne strukture (poput bainita ili čak martenzita), povećavajući tvrdoću i krhkost. Sporo hlađenje (kao što je previše gusto slaganje): gubi efekt normalizacije, a struktura se grubi i približava žaruljenom stanju. Osigurajte da odljevi imaju dovoljno prostora izvan peći za rasipanje topline. Glavna funkcija normalizacije je uklanjanje grubih zrna, stupca i Weibullove strukture u AS lističkoj mikrostrukturi. Pročistiti veličinu zrna i postići jednoliku strukturu. Uklonite unutarnji stres (djelomično). Poboljšajte performanse rezanja. Omogućite bolju originalnu strukturu za moguće gašenje i ublažavanje u budućnosti.

2. Liječenje žarenja

Metalografska struktura od 45 # lijevanog čelika nakon tretmana žarenja je ujednačenija i stabilna u usporedbi s AS listićom strukturom, uglavnom sačinjena od sljedećih dijelova: Pearlite, koja je glavna komponenta žaruljene strukture i ima slojevitu ili limušnu strukturu, sastavljenu od jednolično izmjeničnog ferita i cementita. Tijekom postupka žarenja, međuslojni razmak od bisera je ujednačeniji, a raspodjela je redovitija, što pomaže poboljšati žilavost i performanse obrade materijala. Ferit: distribuiran u bloku ili malom mrežnom obliku oko Pearlite -a ili na granicama zrna. U usporedbi s AS stanjem cast, žarki ferit ima redovniju morfologiju, ujednačeniju količinu i distribuciju, smanjujući štetne učinke grubih ili umreženog ferita koji mogu postojati u AS -u stanju na izvedbu na izvedbu. Glavna funkcija žarenja je uklanjanje stresa lijevanja, pročišćavanje veličine zrna i poboljšanje jednoličnosti mikrostrukture. Stoga su u žaruljenoj konstrukciji od 45 # od lijevanih čelika loše strukture poput Weibullove strukture u osnovi eliminirane, a utjecaj oštećenja lijevanja (poput labavosti) također će biti oslabljen zbog zgušnjavanja strukture. Ukupni učinak je prikladniji za naknadnu obradu ili upotrebu.

3. Tretman za ublažavanje: Za uobičajene 45 odljevaka čelika, nakon normalizacije, većina zahtjeva za izvedbu obično se može ispuniti bez temperiranja. Brzina normalizacije hlađenja nije dovoljna za stvaranje značajnog stresa u gašenju. Situacije koje zahtijevaju katring: Za odljevi koje zahtijevaju izuzetno visoku dimenzionalnu stabilnost, niskotemperaturu (150-250 ℃) mogu dodatno ukloniti zaostali stres. Struktura lijevanja je posebno složena, a tijekom procesa hlađenja normaliziranja postoji prekomjerni lokalni stres (čak i ako se ne proizvodi martenzit). Nepravilna kontrola normalizirajuće brzine hlađenja dovodi do pojave male količine tvrdog i lomljivog martenzita ili bainita u lokalnim područjima, posebno u tanko zidovima i oštrim uglovima. Za smanjenje njegove tvrdoće i krhkosti potrebno je niskometa (200-300 ℃). Temperatura temperiranja: Općenito 150-300 ℃ (temperiranje niske temperature). Vrijeme izolacije: izračunato debljinom (npr. 1-2 sata/inča) kako bi se osigurala prodiranje topline. Hlađenje: zračno hlađenje. 3 、 Mjere kontrole koje prolaze kroz cijeli postupak 1 stroga kontrola sastava: osigurajte da su glavni elementi poput C, MN, SI itd. Unutar standardnog raspona (poput GB/T 11352 ili ASTM A27/A27M). Fluktuacija sadržaja ugljika izravno utječe na udio i svojstva bisernih i ferita u konačnoj strukturi. Strogo kontrolira sadržaj štetnih elemenata s i P. P. Pratite sadržaj zaostalih elemenata (poput CR, NI, CU, MO, itd.) Kako biste izbjegli njihovo neočekivano povećanje koje utječe na fazni prijelaznu točku i mikrostrukturu. 2. Metalografski pregled i povratne informacije: Kao inspekcija lijeva: Uzorkovanje se uzima na kritičnim mjestima kako bi se provjerilo ozbiljna pitanja poput grube veličine zrna, strukture Weibulla i prekomjernog ne-metalnih uključivanja. Pravovremeno se pružaju povratne informacije za podešavanje postupka lijevanja. Pregled toplinske obrade: Ovo je najvažniji korak. Nakon konačnog toplinskog obrade (obično u normaliziranom stanju ili normaliziranog+temperiranog stanja), uzorci se moraju uzeti iz tijela za lijevanje ili pričvršćenog ispitnog bloka za metalografski pregled: Vrsta mikrostrukture treba ravnomjerno rasporediti sitni pearlit+poligonalni ferit (ponekad se ferit distribuira u mrežici duž granice zrna). Nije dopušteno imati zaostalu strukturu lijeva, Weibullovu strukturu, veliku količinu bainita ili martenzita. Veličina zrna: Procijenite ocjenu veličine zrna austenita (obično zahtijeva 5-8 razreda ili sitnije). Ne metalna uključivanja: Ocjena se kontrolira u kvalificiranom rasponu. Ispitivanje performansi: Surađujte s mehaničkim testiranjem performansi (vlačna čvrstoća, čvrstoća prinosa, izduživanje, energija utjecaja, tvrdoća) kako biste provjerili postiže li organizacijska kontrola očekivane ciljeve uspješnosti. Sažetak kontrolnih točaka: 1. Kao lijevani temelj: nisko lijevanje pregrijavanja+brzo i jednolično hlađenje → Dobivanje relativno malo, ujednačene i bez oštećenja kao odlivena mikrostruktura. 2. Toplinska obrada jezgre (normaliziranje): Precizna temperatura: AC ∝+30 ~ 50 ℃ (850-880 ℃) → Kompletna austenitizacija bez rasta. Dovoljno vremena: temeljito izgaranje+jednolično hlađenje komponenti; Prikladno: Ujednačeno zračno hlađenje → Dobivanje finog bisera+ferit. 3. Potrebno kantiranje: Koristi se samo za ublažavanje stresa ili liječenje lokalnih neravnotežnih struktura (temperiranje niske temperature).

4. Čisti sastojci: s niskim S i P, potpuno deoksigenirani.

5. Stroga inspekcija: Metalografska struktura i mehanička svojstva materijala za lijevanje i toplinski tretirani su konačni kriteriji za procjenu.

Sustavnim kontrolom gore navedenih koraka moguće je učinkovito osigurati da 45 odljevaka od čelika dobije idealno stan i metalografsku strukturu nakon toplinske obrade, ispunjavajući na taj način njihove zahtjeve za izvedbu usluga. ** Metalografsko ispitivanje je krajnje sredstvo za provjeru učinkovitosti svih kontrola procesa.