Cum se controlează starea de turnare și structura metalografică a turnării de 45 # oțel după tratarea termică?

Structura metalografică a oțelului turnat de 45 # variază în condiții diferite de tratare termică în stare de turnare.

Deci, cum controlăm starea de turnare și structura metalografică a 45 de piese de turnare din oțel după tratarea termică la producerea acestora? Controlul fin este necesar atât din procesul de turnare, cât și din procesul de tratare a căldurii, cu scopul de a obține o structură uniformă, fină și inofensivă pentru a îndeplini cerințele finale de performanță (rezistență, duritate, duritate etc.).

Următoarele sunt strategiile cheie de control:

1 、 Controlează microstructura ca turnată (punând o bază solidă pentru tratamentul termic ulterior)

1. Optimizați parametrii procesului de turnare: Temperatura de turnare: asigurând în același timp capacitatea de umplere, încercați să reduceți cât mai mult temperatura de turnare. Temperatura excesivă de turnare poate duce la dimensiunea grosieră a cerealelor. Regiunea de cristal columnar se extinde. Creșterea tendinței de segregare. Promovează formarea organizației Wei. Rata de răcire: accelerați rata de răcire: acesta este nucleul de rafinare a microstructurii ca turnate. O rată de răcire mai rapidă poate suprima creșterea cerealelor, poate reduce segregarea și poate modifica sau chiar evita formarea structurii Weibull. Metodă: Utilizați matrițe metalice sau matrițe metalice acoperite cu nisip în loc de matrițe cu nisip pur; Puneți fierul rece în partea groasă a turnării; Optimizați designul matriței (cum ar fi uniformitatea grosimii peretelui și reducerea economiilor de căldură); Alegeți materiale de modelare cu o conductivitate termică bună; Controlează temperatura matriței. Răcire uniformă: Evitați diferențele semnificative în ceea ce privește ratele de răcire între diferite părți ale turnării, ceea ce poate duce la organizarea inegală și la stresul intern. Proiectați în mod rezonabil sistemul de turnare și ridicare și aspectul fierului rece.

2. Tratamentul de inoculare/modificare: Deși 45 de oțel nu este inoculat în mod convențional, cum ar fi fontă, în cazuri specifice, se poate considera să adauge elemente de aliere de urme (cum ar fi Vanadium V, Titanium Ti, Niobium NB) sau elemente rare ale Pământului pentru tratamentul rafinării cerealelor. Aceste elemente formează compuși cu punct de topire ridicat (cum ar fi carburi și nitri) care servesc ca nuclee de nucleare eterogene, promovând rafinarea cerealelor. Este necesar un control precis al sumei și procesului de adăugare.

3. Controlează puritatea oțelului topit: deoxidare adecvată: adoptarea proceselor de dezoxidare rezonabile (cum ar fi deoxidarea precipitațiilor+dezoxidarea difuziei) pentru a reduce conținutul de oxigen dizolvat în oțelul topit, reducerea incluziunilor FEO și elaborarea de graniță rezultată. Deoxidizatorii comuni includ fier de mangan, fier de siliciu și aluminiu. Rafinare: dacă condițiile permit, efectuați rafinarea externă (cum ar fi agitarea argonului) pentru a reduce în continuare gazul (O, H, N) și conținutul de incluziune. Oțelul topit pur este benefic pentru obținerea unei microstructuri turnate, mai puțin defecte și mai puțin defecte. Controlul conținutului S și P: S este predispus la formarea Fes sau (Mn, Fe) S, formând eutectic punct de topire scăzut la limitele cerealelor, crescând tendința de fisurare la cald și deteriorarea durității; P crește fragilitatea rece. Ar trebui depuse eforturi pentru a reduce conținutul de S și P la limita inferioară cerută de standard. 4. Optimizarea proiectării mucegaiului: reduceți nodurile de căldură și evitați expunerea prelungită la temperaturi ridicate, ceea ce poate duce la cereale grosiere și segregare. Asigurați solidificarea secvențială sau solidificarea simultană pentru a reduce defectele precum contracția și porozitatea, ceea ce duc adesea la microstructura anormală în aceste zone defecte.

2 、 Tratamentul termic convențional pentru 45 de piese din oțel din oțel se normalizează, iar uneori normalizarea și temperarea sunt efectuate în conformitate cu cerințele pentru controlul organizației după tratamentul termic (miezul este normalizarea tratamentului). Scopul este de a elimina defectele din microstructura ca turnată și de a obține o structură uniformă și fină a perlei+ferită.

1. Tratament de normalizare (cel mai crucial):

Temperatura de încălzire: de obicei selectată între 30-50 ℃ peste AC ∝. Pentru 45 de oțel, AC ∝ este în jur de 780 ℃, deci intervalul de temperatură de normalizare este, în general, între 850-880 ℃. Scop: Pentru a austenita pe deplin (gamify) structura ca turnată, eliminați originalul ca structura castică (cum ar fi structura Weibull, boabele grosiere și zonele de segregare compozițională) și obțineți austenita compusă uniform. Control: temperatură scăzută, austenitizare incompletă, reziduală ca structură turnată; Temperatura excesivă duce la o creștere semnificativă a boabelor de austenită, ceea ce duce la microstructura grosieră după normalizare. Timp de izolare: trebuie să se asigure că turnarea este complet arsă și compoziția austenitei este practic uniformă. Baza de calcul: de obicei calculată pe baza grosimii efective a turnării (cum ar fi 1,5-2,0 minute/milimetru). Control: timp prea scurt, austenitizare incompletă a inimii; Dacă timpul este prea lung, poate crește oxidarea și decarburizarea, iar dimensiunea bobului poate crește. Pentru piesele turnate cu segregare dendritică, poate dura ceva mai mult timp pentru ca componentele să se difuzeze uniform. Metoda de răcire: răcire în aerul care curge static sau forțat. Obiectiv: obținerea perlei mai fine (structură pseudo eutectoid) și boabe de ferită mai fine decât recoacere. Control: Rata de răcire ar trebui să fie uniformă și consecventă. Evitați: răcirea prea repede (cum ar fi prea mult vânt): poate provoca o cantitate mică de structură non-echilibru (cum ar fi bainite sau chiar martensită) să apară în zona cu pereți subțiri, crescând duritatea și fragmentul. Răcire lentă (cum ar fi stivuirea prea dens): pierde efectul de normalizare, iar structura îngroapă și abordează starea anexată. Asigurați -vă că piesele turnate au suficient spațiu în afara cuptorului pentru disiparea căldurii. Principala funcție a normalizării este eliminarea boabelor grosiere, a boabelor columnare și a structurii weibull în microstructura ca turnată. Rafinați dimensiunea cerealelor și obțineți o structură uniformă. Eliminați stresul intern (parțial). Îmbunătățiți performanța de tăiere. Oferiți o structură originală mai bună pentru o posibilă stingere și temperare în viitor.

2. Tratamentul de recoacere

Structura metalografică a oțelului turnat de 45 # după tratamentul de recoacere este mai uniformă și mai stabilă în comparație cu structura ca turnată, compusă în principal din următoarele părți: perla, care este componenta principală a structurii anexate și are o structură stratificată sau asemănătoare foii, compusă din ferită și ciment alternativ uniform. În timpul procesului de recoacere, distanțarea intermediară a perlitei este mai uniformă, iar distribuția este mai regulată, ceea ce ajută la îmbunătățirea durității și a performanței de procesare a materialului. Ferrită: distribuită sub formă de bloc sau rețea mică în jurul perlei sau la granițe. În comparație cu starea de distribuție AS, ferita anexată are o morfologie mai regulată, o cantitate și o distribuție mai uniformă, reducând efectele adverse ale feritului grosier sau în rețea care pot exista în starea de distribuție asupra performanței. Principala funcție a recoacerii este eliminarea stresului de turnare, rafinarea mărimii cerealelor și îmbunătățirea uniformității microstructurii. Prin urmare, în structura de oțel turnată 45 # anexată, structurile slabe, cum ar fi structura Weibull, sunt, în principiu, eliminate, iar influența defectelor de turnare (cum ar fi slăbiciunea) va fi, de asemenea, slăbită din cauza densificării structurii. Performanța generală este mai potrivită pentru procesarea sau utilizarea ulterioară.

3. Tratament de temperare: Pentru turnările obișnuite de 45 de oțel, după normalizare, majoritatea cerințelor de performanță pot fi de obicei îndeplinite fără temperare. Rata de răcire a normalizării nu este suficientă pentru a genera stres semnificativ de stingere. Situațiile care necesită temperare: Pentru piesele turnate care necesită o stabilitate dimensională extrem de mare, temperarea la temperaturi scăzute (150-250 ℃) pot elimina și mai mult stresul rezidual. Structura de turnare este deosebit de complexă și există un stres local excesiv în timpul procesului de răcire de normalizare (chiar dacă nu se produce martensit). Controlul necorespunzător al ratei de răcire normalizate duce la apariția unei cantități mici de martensite dure și fragile sau bainite în zonele locale, în special în colțurile cu pereți subțiri și ascuțiți. Temperatura la temperatură scăzută (200-300 ℃) este necesară pentru a-și reduce duritatea și fragilitatea. Temperatura temperaturii: în general 150-300 ℃ (temperatură la temperaturi scăzute). Timp de izolare: calculat prin grosime (de exemplu, 1-2 ore/inch) pentru a asigura penetrarea căldurii. Răcire: răcire cu aer. 3 、 Măsuri de control care se desfășoară pe întregul proces 1 control strict al compoziției: Asigurați -vă că elementele majore precum C, Mn, SI, etc. se află în intervalul standard (cum ar fi GB/T 11352 sau ASTM A27/A27M). Fluctuația conținutului de carbon afectează în mod direct proporția și proprietățile perlitei și feritei în structura finală. Controlați strict conținutul elementelor dăunătoare S și P. Monitorizați conținutul elementelor reziduale (cum ar fi CR, Ni, Cu, Mo, etc.) pentru a evita creșterea neașteptată a acestora afectând punctul de tranziție de fază și microstructura. 2. Inspecție metalografică și feedback: ca inspecție a distribuției: eșantionarea este preluată în locații critice pentru a verifica probleme serioase, cum ar fi dimensiunea grosierilor, structura Weibull și incluziunile excesive nemetalice. Feedback -ul în timp util este furnizat pentru a ajusta procesul de turnare. Inspecția de tratament post -căldură: Acesta este cel mai important pas. După tratamentul termic final (de obicei în stare normalizată sau în stare normalizată+temperată), eșantioanele trebuie prelevate din corpul de turnare sau blocul de testare atașat pentru examinarea metalografică: tipul de microstructură trebuie distribuit uniform de perla fină de perle+ferită poligonală (uneori ferita este distribuită într -o plasă de -a lungul granițelor originale Austenite). Nu este permis să aibă structură reziduală, structură Weibull, o cantitate mare de bainite sau martensită. Mărimea bobului: evaluați gradul de austenită (care necesită de obicei 5-8 grade sau mai fin). Includeri non -metalice: ratingul este controlat în intervalul calificat. Testarea performanței: cooperează cu testarea mecanică a performanței (rezistență la tracțiune, rezistență la randament, alungire, energie de impact, duritate) pentru a verifica dacă controlul organizațional atinge obiectivele de performanță preconizate. Rezumatul punctelor de control: 1. Ca fundație turnată: turnare cu supraîncălzire scăzută+răcire rapidă și uniformă → obținerea unei microstructuri turnate relativ mici, uniforme și defecte. 2. Tratamentul termic de bază (normalizare): temperatură precisă: AC ∝+30 ~ 50 ℃ (850-880 ℃) → Austenitizare completă fără creștere. Timp suficient: arderea completă+răcirea uniformă a componentelor; adecvat: răcire uniformă a aerului → obținerea perlelor fine+ferită. 3. Temperarea necesară: utilizat numai pentru ameliorarea stresului sau tratarea structurilor locale de non-echilibru (temperare la temperaturi scăzute).

4. Ingrediente pure: scăzut în S și P, complet deoxigenat.

5. Inspecție strictă: Structura metalografică și proprietățile mecanice ale materialelor turnate și tratate cu căldură sunt criteriile finale de evaluare.

Controlând sistematic etapele de mai sus, este posibil să vă asigurați în mod eficient că 45 de piese de turnare din oțel obțin starea de turnare ideală și structura metalografică după tratarea termică, îndeplinind astfel cerințele lor de performanță a serviciului. ** Examinarea metalografică este mijlocul final de verificare a eficacității tuturor controalelor procesului.