Kako nadzorovati stanje vlivanja in metalografsko strukturo 45 # jeklenih ulitkov po toplotni obdelavi?

The metallographic structure of 45 # cast steel varies under different heat treatment conditions in the as cast state.

Kako torej nadzorujemo stanje vlivanja in metalografsko strukturo 45 jeklenih ulitkov po toplotni obdelavi, ko jih proizvajamo? Potreben je lep nadzor tako iz procesa vlivanja kot v procesu obdelave toplote, s ciljem pridobivanja enotne, fine in neškodljive strukture, da bi izpolnili končne zahteve glede zmogljivosti (moč, žilavost, trdota itd.).

Sledijo ključne strategije nadzora:

1 、 Nadzirajte mikrostrukturo AS (postavitev trdne temelje za nadaljnjo toplotno obdelavo)

1. Optimizirajte parametre postopka vlivanja: Temperatura vlivanja: Medtem ko zagotavljate zmogljivost polnjenja, poskusite čim bolj znižati temperaturo vlivanja. Prekomerna temperatura vlivanja lahko privede do grobe velikosti zrn. Kolumnsko kristalno območje se širi. Povečati težnjo po segregaciji. Spodbujati oblikovanje organizacije WEI. Hitrost hlajenja: pospešite hitrost hlajenja: To je jedro rafiniranja mikrostrukture AS AS. Hitrejša hitrost hlajenja lahko zavira rast zrn, zmanjša segregacijo in ublaži ali se celo izogne oblikovanju Weibullove strukture. Metoda: namesto čistih peščenih kalupov uporabite kovinske kalupe ali peščene kovinske kalupe; Hladno železo postavite v debel del kastinga; Optimizirajte zasnovo plesni (na primer enakomernost debeline stene in zmanjšanje prihrankov toplote); Izberite modeliranje materialov z dobro toplotno prevodnostjo; Nadzirajte temperaturo kalupa. Enotno hlajenje: Izogibajte se pomembnim razlikam v hitrosti hlajenja med različnimi deli kastinga, kar lahko privede do neenakomerne organizacije in notranjega stresa. Razumno oblikujte sistem zalivanja in dvigala ter postavitev hladnega železa.

2. Obdelava inokulacije/modifikacije: Čeprav 45 jekla ni običajno inokulirano kot lito železo, v določenih primerih lahko štejemo, da doda elemente zlitin v sledovih (kot so vanadij V, Titanium TI, Niobium NB) ali redki zemeljski elementi za zdravljenje raje zrnja. Ti elementi tvorijo visoke talilne spojine (kot so karbidi in nitridi), ki služijo kot heterogena jedra nukleacijskega jedra, ki spodbujajo izpopolnjevanje zrnja. Potreben je natančen nadzor dodatnega zneska in postopka.

3. Nadzirajte čistost staljenega jekla: ustrezna deoksidacija: sprejmite razumne procese deoksidacije (na primer deoksidacija padavin+difuzijska deoksidacija), da zmanjšate vsebnost raztopljenega kisika v staljenem jeklu, zmanjšate vključitve FeO in posledično mejo zrnja. Običajni deoksidizerji vključujejo manganovo železo, silicijevo železo in aluminij. Rafiniranje: Če pogoji dopuščajo, izvedite zunanje rafiniranje (na primer mešanje argona) za nadaljnje zmanjšanje plina (O, H, N) in vsebnosti vključitve. Čisto staljeno jeklo je koristno za pridobivanje gostejšega, manj pokvarjenega in enakomerno strukturiranega kot lita mikrostruktura. Nadzor vsebnosti S in P: S je nagnjena k oblikovanju FES ali (Mn, Fe) s, ki tvori nizko talilno točko evtektične na mejah zrn, kar povečuje težnjo po vroči razpoki in slabšanju žilavosti; P povečuje hladno čvrčenost. Treba si je prizadevati za zmanjšanje vsebine S in P na spodnjo mejo, ki jo zahteva standard. 4. Optimizacija oblikovanja plesni: Zmanjšajte toplotna vozlišča in se izogibajte dolgotrajni izpostavljenosti visokim temperaturam, kar lahko privede do grobih zrn in segregacije. Zagotovite zaporedno strjevanje ali hkratno strjevanje, da zmanjšate okvare, kot sta krčenje in poroznost, kar pogosto povzroči nenormalno mikrostrukturo na teh območjih napak.

2 、 Običajna toplotna obdelava za 45 jeklenih del jekla se normalizira, včasih normalizacija in kalje se izvaja v skladu z zahtevami za nadzor organizacije po toplotni obdelavi (jedro je normalizacija obdelave). Namen je odpraviti pomanjkljivosti v mikrostrukturi AS in pridobiti enotno in fino biserno+feritno strukturo.

1. Normalizacijsko zdravljenje (najbolj ključno):

Temperatura ogrevanja: običajno izbran med 30-50 ℃ nad AC ∝. Za 45 jekla je AC ∝ približno 780 ℃, zato je normalizacijski temperaturni razpon običajno med 850-880 ℃. Namen: v celoti austenitizirati (gamificirati) strukturo AS, odpraviti izvirnik kot strukturo lita (kot so Weibullova struktura, groba zrna in območja kompozicijske segregacije) in pridobiti enakomerno sestavljeno avstenit. Nadzor: nizka temperatura, nepopolna austenitizacija, preostala kot lita struktura; Prekomerna temperatura vodi do znatne rasti zrn austenita, kar ima za posledico grobo mikrostrukturo po normalizaciji. Čas izolacije: zagotoviti je treba, da je vlivanje v celoti požgano in austenitna sestava v bistvu enakomerna. Osnova izračuna: običajno izračunana na podlagi efektivne debeline lita (na primer 1,5-2,0 minut/milimetra). Nadzor: Prekratka, nepopolna austenitizacija srca; Če je čas predolg, lahko poveča oksidacijo in dekarburizacijo, velikost zrn pa lahko raste. Za ulitke z dendritično segregacijo lahko traja nekoliko dlje časa, da se komponente enakomerno razpršijo. Hladilna metoda: hlajenje v statičnem ali prisilnem tekočem zraku. Cilj: pridobiti lepši biser (psevdo eutektoidna struktura) in lepša feritna zrna kot žarjenje. Nadzor: Hitrost hlajenja mora biti enakomerna in dosledna. Izogibajte se: hlajenje prehitro (na primer preveč vetra): lahko povzroči majhno količino ne ravnotežja strukture (na primer bainit ali celo martenzit), da se pojavi na območju tankostenine, kar povečuje trdoto in krhkost. Počasi hlajenje (kot je preveč gosto zlaganje): izgubi normalizacijski učinek, struktura pa je bolj grozna in se približa žarjenem stanju. Prepričajte se, da imajo odlitki dovolj prostora zunaj peči za odvajanje toplote. Glavna funkcija normalizacije je odstranjevanje grobih zrn, stolpnih zrn in strukture Weibulla v mikrostrukturi AS. Izboljšajte velikost zrnja in dosežete enotno strukturo. Odpravite notranji stres (delno). Izboljšajte učinkovitost rezanja. Zagotovite boljšo izvirno strukturo za morebitno gašenje in kaljenje v prihodnosti.

2. žarjenje zdravljenja

Metalografska struktura 45 # litega jekla po žarjenju je bolj enakomerna in stabilna v primerjavi z vlito strukturo, sestavljeno predvsem iz naslednjih delov: Pearlit, ki je glavni sestavni del žarjene strukture in ima večplastno ali pločevino, sestavljeno iz enakomerno izmeničnega ferita in cementa. Med postopkom žarjenja je vmesni razmik biserja bolj enakomeren, porazdelitev pa bolj redna, kar pomaga izboljšati trdnost in obdelavo učinkovitosti materiala. Ferrit: porazdeljen v blok ali majhni omrežni obliki okoli bisera ali na mejah zrn. V primerjavi z AS AS v litem stanju ima žarjeni ferit rednejšo morfologijo, bolj enakomerno količino in porazdelitev, kar zmanjšuje škodljive učinke grobega ali mrežnega ferita, ki lahko obstajajo v AS AS stanju na uspešnosti. Glavna funkcija žarjenja je odpraviti vlivanje napetosti, izpopolnitev velikosti zrnja in izboljšanje enakomernosti mikrostrukture. Zato se v žarjeni strukturi 45 # izliva jekla v osnovi odpravljene slabe konstrukcije, kot je Weibull struktura, in vpliv napak v vlivanju (kot je ohlapnost) bo oslabljen tudi zaradi zgoščevanja strukture. Skupna uspešnost je bolj primerna za nadaljnjo obdelavo ali uporabo.

3. Obdelava za kaljenje: Za običajne 45 jeklenih ulitkov po normalizaciji lahko večino potreb po zmogljivosti običajno izpolnite brez kaljenja. Hitrost normalizacije hlajenja ne zadostuje za ustvarjanje pomembnega ušesnega stresa. Razmere, ki zahtevajo kaljenje: Za ulitke, ki zahtevajo izjemno visoko dimenzijsko stabilnost, lahko kaljenje z nizko temperaturo (150-250 ℃) lahko še dodatno odpravi preostalo napetost. Struktura vlivanja je še posebej zapletena in med normalizacijskim postopkom hlajenja je prekomerni lokalni stres (tudi če ne nastane martenzit). Nepravilen nadzor normalizacijske hitrosti hlajenja vodi do pojava majhne količine trdega in krhkega martenzita ali bainita v lokalnih območjih, zlasti v tankostenskih in ostrih vogalih. Za zmanjšanje trdote in krhtice je potrebno nizko temperaturno kaljenje (200-300 ℃). Temperatura kaljenja: na splošno 150-300 ℃ (nizkotemperaturno kaljenje). Čas izolacije: izračunan z debelino (npr. 1-2 ure/palca), da se zagotovi penetracija toplote. Hlajenje: zračno hlajenje. 3 、 Nadzorni ukrepi, ki potekajo skozi celoten postopek 1 strog nadzor sestave: zagotovite, da so glavni elementi, kot so C, MN, SI itd. Nihanje vsebnosti ogljika neposredno vpliva na delež in lastnosti bisera in ferita v končni strukturi. Strogo nadzorujte vsebino škodljivih elementov S in P. spremljajte vsebino preostalih elementov (kot so CR, NI, CU, MO itd.), Da se izognejo njihovemu nepričakovanemu povečanju, ki vpliva na fazno prehodno točko in mikrostrukturo. 2. metalografski pregled in povratne informacije: kot pregledovanje igralcev: Vzorčenje se na kritičnih lokacijah izvaja za resne težave, kot so groba velikost zrn, Weibullova struktura in prekomerne nedetalne vključitve. Za prilagoditev postopka vlivanja so na voljo pravočasne povratne informacije. Pregled obdelave toplote: To je najpomembnejši korak. Po končni toplotni obdelavi (običajno v normaliziranem stanju ali normaliziranem+kaljenem stanju) je treba vzorce vzeti iz telesa litja ali pritrjenega preskusnega bloka za metalografski pregled: mikrostrukturni tip je treba enakomerno porazdeliti fini biserni+poligonalni ferit (včasih se ferit porazdeli v originalne meje zrnega zrna). Ni dovoljeno, da ima preostalo strukturo lita, Weibullovo strukturo, veliko količino bainita ali martenzita. Velikost zrn: Ocenite oceno velikosti zrn Austenit (običajno zahteva 5-8 razredov ali lepše). Ne kovinski vključki: Ocena je nadzorovana v kvalificiranem območju. Testiranje uspešnosti: Sodelujte z mehanskim testiranjem uspešnosti (natezna trdnost, trdnost donosa, raztezanje, udarna energija, trdota), da preverite, ali organizacijski nadzor doseže pričakovane cilje uspešnosti. Povzetek kontrolnih točk: 1. Kot vgrajena fundacija: Nizko pregrevanje+hitro in enakomerno hlajenje → Pridobivanje razmeroma majhne, enotne in brez napak kot mikrostruktura v lito. 2. jedrna toplotna obdelava (normalizacija): natančna temperatura: AC ∝+30 ~ 50 ℃ (850-880 ℃) → Dokončajte avstenitizacijo brez rasti. Zadostno čas: temeljito kurjenje+enakomerno hlajenje komponent; Primerno: Enotno zračno hlajenje → Pridobivanje finega bisera+ferit. 3. Potrebno kaljenje: Uporablja se samo za lajšanje stresa ali zdravljenje lokalnih ne ravnotežnih struktur (kaljenje z nizko temperaturo).

4. Čiste sestavine: nizko v S in P, popolnoma deoksigenirano.

5. Strog pregled: Metalografska struktura in mehanske lastnosti materialov AS AS in toploto so končna merila za ocenjevanje.

S sistematičnim nadzorom zgornjih korakov je mogoče učinkovito zagotoviti, da 45 jeklenih odlitkov po toplotni obdelavi pridobi idealno lito in metalografsko strukturo in s tem izpolnjuje njihove zahteve glede zmogljivosti. ** Metalografski pregled je končno sredstvo za preverjanje učinkovitosti vseh kontrol procesov.