Jak ovládat stav lití a metalografickou strukturu 45 # ocelových odlitků po tepelném zpracování?

Metalografická struktura 45 # odlité oceli se mění za různých podmínek tepelného zpracování ve stavu obsazení AS.

Jak tedy ovládáme stav lití a metalografickou strukturu 45 ocelových odlitků po tepelném zpracování při jejich výrobě? Jemná kontrola je vyžadována jak z procesu lití, tak z procesu tepelného zpracování, s cílem získat jednotnou, jemnou a neškodnou strukturu, aby splňovala konečné požadavky na výkon (síla, houževnatost, tvrdost atd.).

Následující jsou strategie kontroly klíčů:

1 、 Ovládejte litý mikrostrukturu AS (položení pevného základu pro následné tepelné zpracování)

1. Optimalizujte parametry procesu lití: Teplota nalévání: Při zajišťování plnění kapacity se snažte co nejvíce snížit teplotu nalévání. Nadměrná teplota nalévání může vést k hrubé velikosti zrna. Sloupární krystalová oblast se rozšiřuje. Zvýšit tendenci segregace. Propagujte vytvoření organizace WEI. Rychlost chlazení: Urychlete rychlost chlazení: Toto je jádro rafinace mikrostruktury AS odlitky. Rychlejší rychlost chlazení může potlačit růst zrna, snížit segregaci a zmírnit nebo dokonce zabránit tvorbě Weibullové struktury. Metoda: místo čistých pískových plísní použijte kovové formy nebo kovové formy zakryté pískem; Umístěte studené železo do husté části odlitku; Optimalizovat návrh plísní (jako je jednotnost tloušťky stěny a snížení úspor tepla); Vyberte modelovací materiály s dobrou tepelnou vodivostí; Ovládejte teplotu formy. Jednotné chlazení: Vyvarujte se významných rozdílů v rychlosti chlazení mezi různými částmi odlitku, což může vést k nerovnoměrné organizaci a vnitřnímu stresu. Přiměřeně navrhněte systém nalévání a stoupání a rozložení studeného železa.

2. Ošetření inokulace/modifikace: Ačkoli 45 oceli není konvenčně inokulována jako litina, v konkrétních případech lze považovat za přidávání prvků stopování (jako je vanadium V, titanium ti, niobium nb) nebo prvky vzácných zemin pro léčbu zrna. Tyto prvky tvoří sloučeniny s vysokým bodem tání (jako jsou karbidy a nitridy), které slouží jako heterogenní jádra nukleace, což podporuje zdokonalení zrn. Je nutná přesná kontrola množství a procesu.

3. Řízení čistoty roztavené oceli: Přiměřená deoxidace: Přijměte přiměřené deoxidační procesy (jako je deoxidace srážení+difúzní deoxidace), aby se snížil obsah rozpuštěného kyslíku v roztavené oceli, snížil inkluze FEO a výsledné hranice hranice zrn. Mezi běžné deoxidizátory patří železo manganové, křemíkové železo a hliník. Rafinace: Pokud to podmínky umožňují, proveďte externí rafinaci (jako je míchání argonu), abyste dále snižovali plyn (O, H, N) a obsah inkluze. Čistá roztavená ocel je prospěšná pro získání hustší, méně vadné a rovnoměrně strukturované jako odlité mikrostruktury. Řídit obsah S a P: S je náchylný k vytvoření FES nebo (Mn, Fe) S, což vytváří eutetický bod tání na hranicích zrn, což zvyšuje tendenci k praskání horké a zhoršující se houževnatost; P zvyšuje studenou křehkost. Mělo by být vyvinuto úsilí o snížení obsahu S a P na dolní limit vyžadovaný standardem. 4. Optimalizace návrhu plísní: Snižte tepelné uzly a vyhýbejte se dlouhodobému vystavení vysokým teplotám, což může vést k hrubým zrnům a segregaci. Zajistěte sekvenční tuhnutí nebo simultánní tuhnutí za účelem snížení defektů, jako je smršťování a porozita, což často vede k abnormální mikrostruktuře v těchto oblastech defektu.

2 、 Konvenční tepelné zpracování pro 45 ocelových ocelových částí oceli se normalizuje a někdy se normalizace a temperování provádí podle požadavků na kontrolu organizace po tepelném zpracování (jádro je normalizující ošetření). Účelem je eliminovat defekty v odlité mikrostruktuře AS a získat rovnoměrnou a jemnou strukturu perlite+ferit.

1. Normalizační ošetření (nejdůležitější):

Teplota zahřívání: obvykle vybrána mezi 30-50 ℃ nad AC ∝. Pro 45 oceli je AC ∝ kolem 780 ℃, takže normalizační teplotní rozsah je obecně mezi 850-880 ℃. Účel: Plně austenitizovat (gamify) strukturu obsazení, eliminujte původní jako obsazenou strukturu (jako je Weibullova struktura, hrubá zrna a kompoziční segregační oblasti) a získejte rovnoměrně složený austenit. Kontrola: nízká teplota, neúplná austenitizace, zbytková struktura odlitků; Nadměrná teplota vede k významnému růstu austenitových zrn, což vede k hrubé mikrostruktuře po normalizaci. Doba izolace: Mělo by být zajištěno, že lití je plně spáleno a kompozice austenitu je v podstatě jednotná. Výpočtová základna: Obvykle se vypočítává na základě efektivní tloušťky lití (například 1,5-2,0 minut/milimetr). Kontrola: Příliš krátká doba, neúplná austenitizace srdce; Pokud je čas příliš dlouhý, může zvýšit oxidaci a dekarburizaci a velikost zrna může růst. U odlitků s dendritickou segregací může trvat o něco delší dobu, než se komponenty rovnoměrně rozptýlí. Metoda chlazení: Chlazení ve statickém nebo nuceném tekoucím vzduchu. Cíl: získat jemnější perlite (pseudo eutektoidní struktura) a jemnější ferritová zrna než žíhání. Kontrola: Míra chlazení by měla být jednotná a konzistentní. Vyvarujte se: chlazení příliš rychle (například příliš mnoho větru): může způsobit malé množství nerovnovážné struktury (jako je bainit nebo dokonce martenzitu), aby se objevilo v tenkostěnné oblasti, zvyšuje tvrdost a křehkost. Pomalé chlazení (například příliš hustě stohování): ztrácí normalizační účinek a struktura hrubá a přistupuje k žíhanému stavu. Zajistěte, aby odlitky měly dostatek prostoru mimo pec pro rozptyl tepla. Hlavní funkcí normalizace je eliminovat hrubá zrna, sloupcová zrna a Weibullova struktura v odlité mikrostruktuře. Zdokonalit velikost zrn a dosáhnout jednotné struktury. Eliminovat vnitřní napětí (částečně). Zlepšit výkon řezání. Poskytněte lepší originální strukturu pro možné zhášení a temperování v budoucnosti.

2. léčba žíhání

Metalografická struktura 45 # lité oceli po ošetření žíhání je jednotnější a stabilnější ve srovnání se strukturou odlitků AS, hlavně složená z následujících částí: Pearlite, který je hlavní složkou žíhané struktury a má vrstvenou nebo lisovou strukturu, složená z rovnoměrně alternativního ferit a cementitu. Během procesu žíhání je mezera mezivrstva perlitu jednotnější a distribuce je pravidelnější, což pomáhá zlepšit houževnatost a výkon zpracování materiálu. Ferrite: Distribuováno v bloku nebo malé síti kolem perlite nebo na hranicích zrn. Ve srovnání se stavem obsazení AS má žíhaný ferit pravidelnější morfologii, rovnoměrnější množství a distribuci, což snižuje nepříznivé účinky hrubého nebo síťového feritu, které mohou existovat ve stavu obsazení na výkon. Hlavní funkcí žíhání je eliminovat napětí lití, zdokonalovat velikost zrn a zlepšit uniformitu mikrostruktury. Proto v žíhané 45 # lité ocelové struktuře jsou v zásadě eliminovány špatné struktury, jako je Weibullova struktura, a vliv lití defektů (jako je uvolněnost) bude také oslaben kvůli zhuštění struktury. Celkový výkon je vhodnější pro následné zpracování nebo použití.

3. Ošetření temperování: U běžných 45 ocelových odlitků lze po normalizaci po normalizaci většinu výkonnostních požadavků obvykle splnit bez temperování. Rychlost normalizace chlazení nestačí k vytvoření významného zhášecího stresu. Situace vyžadující temperování: Pro odlitky, které vyžadují extrémně vysokou rozměrovou stabilitu, může temperování s nízkou teplotou (150-250 ℃) dále eliminovat zbytkový stres. Struktura lití je obzvláště složitá a během normalizačního chlazení je nadměrné lokální napětí (i když se nevytvoří žádný martenzitu). Nesprávná kontrola míry normalizujícího chlazení vede k vzhledu malého množství tvrdého a křehkého martenzitu nebo bainitu v místních oblastech, zejména v tenkostěnných a ostrých rozích. Pro snížení jeho tvrdosti a křehkosti je nutné temperování s nízkou teplotou (200-300 ℃). Teplota temperování: obecně 150-300 ℃ (nízkoteplotní temperování). Doba izolace: Vypočítaná tloušťkou (např. 1-2 hodiny/palec), aby byla zajištěna penetrace tepla. Chlazení: chlazení vzduchu. 3 、 Opatření kontroly, která probíhají celým procesem 1 Přísná kontrola složení: Zajistěte, aby hlavní prvky, jako jsou C, Mn, SI atd., Jsou ve standardním rozsahu (jako je GB/T 11352 nebo ASTM A27/A27M). Kolísání obsahu uhlíku přímo ovlivňuje podíl a vlastnosti perlitu a feritu v konečné struktuře. Přísně ovládejte obsah škodlivých prvků S a P. Monitorujte obsah zbytkových prvků (jako je Cr, Ni, Cu, MO atd.), Abyste se vyhnuli jejich neočekávanému zvýšení ovlivňujícím bod přechodu a mikrostrukturu. 2. Metalografická inspekce a zpětná vazba: AS Inspekce obsazení: Vzorkování se provádí na kritických místech, aby se zkontrolovalo závažné problémy, jako je hrubé velikost zrna, struktura Weibullu a nadměrné nekovové inkluze. K úpravě procesu lití je poskytnuta včasná zpětná vazba. Po inspekci tepelného zpracování: Toto je nejdůležitější krok. Po konečném tepelném zpracování (obvykle v normalizovaném stavu nebo normalizovaném+temperovaném stavu) musí být vzorky odebírány z lití nebo připojeného testovacího bloku pro metalografické vyšetření: typ mikrostruktury by měl být rovnoměrně distribuován jemným perlitem+polygonálním feritem (někdy je ferit rozdělen v meši podél hranice austenitu). Není dovoleno mít reziduální obsazení struktury, Weibullovu strukturu, velké množství bainitu nebo martenzitu. Velikost zrn: Vyhodnoťte stupeň velikosti zrna austenitu (obvykle vyžadující 5-8 stupňů nebo jemnější). Nekovové inkluze: Hodnocení je kontrolováno v kvalifikovaném rozsahu. Testování výkonu: Spolupracujte s testováním mechanického výkonu (pevnost v tahu, výnosová síla, prodloužení, dopadová energie, tvrdost), abyste ověřili, zda organizační kontrola dosáhne očekávaných výkonnostních cílů. Shrnutí kontrolních bodů: 1. jako nadace odlitků: Odlévání nízkého přehřátí+rychlé a rovnoměrné chlazení → Získání relativně malého, jednotného a defektu bez licí mikrostruktury. 2. Core Heat Ošetření (normalizace): Přesná teplota: AC ∝+30 ~ 50 ℃ (850-880 ℃) → Doplňte austenitizaci bez růstu. Dostatečný čas: důkladné spalování+uniformní chlazení komponent; Vhodné: Jednotné chlazení vzduchu → Získání jemného perlite+feritu. 3. Nezbytné temperování: Používá se pouze k zmírnění stresu nebo léčby místních nerovnovážných struktur (nízkoteplotní temperování).

4. Čisté složky: nízké v S a P, plně deoxygenované.

5. Přísná kontrola: Kritéria konečného hodnocení jsou metalografické struktury a mechanické vlastnosti materiálů pro odlitky AS a tepelně ošetřené.

Systematickou kontrolou výše uvedených kroků je možné efektivně zajistit, aby 45 ocelových odlitků získalo po tepelném zpracování ideální stav obsazení a metalografické struktury, čímž splňovaly jejich požadavky na výkon služeb. ** Metallografické vyšetření je konečným prostředkem ověření účinnosti všech kontrol procesu.