Razumevanje toplotne obdelave duktilnega železa in podvojitev moči in žilavosti ulitkov ni sanje!

Na področju litja je duktilno železo zaradi svoje edinstvene sferične grafitne strukture postalo vsestransko orodje za industrijske aplikacije. Še posebej pomemben je toplotna obdelava kot ključni korak pri uporabi njegovega potenciala uspešnosti.

Torej, kako doseči optimalno ujemanje moči, žilavosti in odpornosti proti obrabi s pomočjo nadzora procesov? Danes bomo združili praktične aplikacije za povzetek osnovnih procesov in operativnih točk toplotne obdelave duktilnega železa.

Z žarjenjem z nizko temperaturo je potrebno segrevanje temperature na 720-760 ℃, hlajenje v peči na pod 500 ℃ in nato zračno hlajenje iz peči. Ključna funkcija tega procesa je spodbujanje razgradnje eutektoidnih karbidov in s tem pridobivanje duktilnega železa s feritno matrico.

Zaradi nastajanja feritne matrice je mogoče žilavost materiala znatno izboljšati. Ta postopek je še posebej primeren za scenarije, kjer je mešanica ferita, bisera, cementita in grafita nagnjena k temu, da se pojavijo v tankostenskih litinah zaradi kemične sestave, hitrosti hlajenja in drugih dejavnikov. Z žarjenjem z nizko temperaturo lahko učinkovito izboljša žilavost takšnih ulitkov.

02 Visoko temperaturno graficiranje žarjenje

Visoko temperaturno graficiranje ŽELINJE Najprej zahteva segrevanje litja na 880-930 ℃, nato pa ga prenesete na 720-760 ℃ za izolacijo in na koncu hladimo v peči na pod 500 ℃ in zapustite peč za zračno hlajenje.

Glavni cilj tega procesa je odpraviti belo lito strukturo v vlivanju, s popolnoma ogrevanjem in držanjem pri visokih temperaturah, razgradnjo cementita v beli liti in na koncu pridobiti feritno matrico. Po visokotemperaturni grafizaciji, ki žari obdelavo, se trdota vlivanja zmanjša, plastičnost in žilavost pa se znatno povečata. Hkrati je priročen za kasnejše rezanje in je primeren za duktilne železne dele, ki morajo izboljšati zmogljivost obdelave ali povečati plastičnost in žilavost.

Moč in celovit regulator uspešnosti

02 Nepopolna austenitna normalizacija

Temperatura ogrevanja za nepopolno austenizacijo normalizacija se nadzira pri 820-860 ℃, metoda hlajenja pa je enaka za popolno normalizacijo avstenizacije, dopolnjenega s postopkom kaljenja 500-600 ℃. Ko se segreva v tem temperaturnem območju, se nekaj matrične strukture pretvori v avstenit, po hlajenju pa se tvori struktura, sestavljena iz bisernega in majhna količina razpršenega ferita.

Ta organizacija lahko obdavi litine z dobrimi celovitimi mehanskimi lastnostmi, uravnoteži moč in žilavost in je primerna za strukturne komponente z visokimi zahtevami za celovito delovanje.

Ustvarjanje visokozmogljivih 'hardcore' komponent

01 GARKING IN TEMING HITROM (GARKING+visoko temperaturno kaljenje)

Parametri procesa za gašenje in čiščenje kaljenja so ogrevalna temperatura 840-880 ℃, gašenje z oljem ali vodenjem hladilnika in visokotemperaturno kaljenje pri 550-600 ℃ po gašenju. S tem postopkom se matrična struktura spremeni v kaljeni martenzit, hkrati pa ohrani sferično grafitno morfologijo.

Kamperirana martenzijska struktura ima odlične celovite mehanske lastnosti, z dobrim ujemanjem med močjo in žilavostjo. Zato se pri čiščenju in kaljenju široko uporablja v motornih gredi dizelskih motorjev, povezovalnih palicah in drugih sestavnih delih gredi, ki potrebujejo tako visoko trdnost kot žilavost, da se prilagodijo delovnim pogojem.

02 Izotermalno gašenje

Procesni koraki izotermalnega gašenja se segrejejo na 840-880 ℃, čemur sledi gašenje v solni kopeli pri 250-350 ℃. Ta postopek lahko doseže mikrostrukturo z odličnimi obsežnimi mehanskimi lastnostmi v ulitkov, običajno kombinacijo bainita, preostalega avstenita in sferičnega grafita.

Izotermalno gašenje lahko znatno izboljša moč, žilavost in odpornost na obrabe, še posebej primernih za dele z visokimi zahtevami za trdoto in odpornost na obrabo, kot so ležalni obroči.

Lokalna uspešnost 'natančna nadgradnja'

01 Površinsko gašenje

Visokofrekvenca, srednje frekvenca, plamen in druge metode se lahko uporabljajo za površinsko gašenje duktilnih litin železa. Te tehnike gašenja površine tvorijo veliko martenzivno plast trdote na površini ulitkov z lokalno ogrevanjem in hitro ohlajanjem, jedro pa ohranja prvotno strukturo.

Površinsko gašenje lahko učinkovito izboljša trdoto, odpornost na obrabo in odpornost na utrujenost v ulitkov in je primerno za dele z visokim lokalnim stresom, kot so časopisi ročične gredi in zobniške površine. Z lokalnim krepitvijo se lahko življenjska doba delov podaljša.

02 Mehko zdravljenje z nitriranjem

Mehko zdravljenje z nitriranjem je postopek oblikovanja sestavljene plasti na površini ulitkov skozi difuzijo dušikovega ogljika.

Ta postopek lahko znatno izboljša trdoto in korozijsko odpornost površine litine in močno poveča odpornost na površinsko obrabo, ne da bi znatno zmanjšala žilavost podlage. Primerno je za nodularne železne dele z visokimi zahtevami na površini, kot so mehanske komponente, ki morajo dolgo časa vzdržati trenje.

Ključne točke delovanja toplotne obdelave

1. nadzor temperature peči

Temperatura ulitkov, ki vstopajo v peč, na splošno ne presega 350 ℃. Za ulitke z veliko velikostjo in kompleksno strukturo mora biti temperatura, ki vstopa v peč, nižja (na primer pod 200 ℃), da se prepreči razpokanje zaradi toplotne napetosti, ki jo povzroča prekomerna temperaturna razlika. 2. Izbira hitrosti ogrevanja

Hitrost ogrevanja je treba prilagoditi glede na velikost in kompleksnost litinga, običajno nadzorovana pri 30-120 ℃/h. Za velike ali zapletene dele je treba uporabiti nižjo hitrost ogrevanja (na primer 30-50 ℃/h) za zagotavljanje enakomernega ogrevanja litine in zmanjšanje tveganja za toplotno deformacijo. 3. Določitev časa izolacije

Čas izolacije je določen predvsem na podlagi debeline stene lita, ki se običajno izračuna kot izolacija za 1 uro vsake 25 mm debeline stene, da se zagotovi, da se lahko struktura matrice v celoti preoblikuje med procesom ogrevanja in doseže pričakovani učinek toplotne obdelave.

Od "mehčanja" žarjenja do "utrjevanja" gašenja, od splošne okrepitve do površinske optimizacije, je treba vsak postopek oblikovati izčrpno na podlagi materialne sestave, strukture delov in pogojev servis. Priporočljivo je, da podjetja vzpostavijo bazo podatkov o "zmogljivosti procesa" in dinamično optimizirajo rešitve z metalografsko analizo (kot so razmerje biserov, stopnja grafitnega sferoidizacije) in mehansko testiranje (natezno/udarno testiranje), kar resnično omogoča toplotno obdelavo "osnovnega motorja" za izboljšanje konkurenčnosti izdelkov.