Jak kontrolować stan odlewu i strukturę metalograficzną 45 # odlewań stalowych po obróbce cieplnej?

Struktura metalograficzna stali odlewanej 45 # różni się w różnych warunkach obróbki cieplnej w stanie odlewu.

Jak więc kontrolować stan odlewu i strukturę metalograficzną 45 odlewów stalowych po obróbce cieplnej podczas ich wytwarzania? Wymagana jest drobna kontrola zarówno procesu odlewania, jak i przetwarzania ciepła, w celu uzyskania jednolitej, drobnej i nieszkodliwej struktury w celu spełnienia końcowych wymagań wydajności (siła, wytrzymałość, twardość itp.).

Poniżej przedstawiono kluczowe strategie kontroli:

1 、 Kontroluj mikrostrukturę AS (położenie solidnego podkładu do późniejszego obróbki cieplnej)

1. Optymalizuj parametry procesu odlewania: Temperatura wylewania: Przy jednoczesnym zapewnieniu pojemności napełniania staraj się jak najwięcej obniżyć temperaturę nalewania. Nadmierna temperatura nalewania może prowadzić do gruboziarnistej wielkości ziarna. Obszar kryształowy kolumnowy rozszerza się. Zwiększyć tendencję segregacji. Promuj powstawanie organizacji Wei. Szybkość chłodzenia: Przyspiesz szybkość chłodzenia: Jest to rdzeń udoskonalania mikrostruktury AS. Szybsza szybkość chłodzenia może tłumić wzrost ziarna, zmniejszyć segregację i łagodzić się, a nawet unikać tworzenia struktury Weibull. Metoda: Użyj metalowych form lub metalowych form z piaskiem zamiast czystego piasku; Umieść zimne żelazo w gęstej części odlewu; Optymalizuj konstrukcję pleśni (taką jak jednolitość grubości ściany i zmniejszenie oszczędności ciepła); Wybierz materiały do modelowania o dobrej przewodności cieplnej; Kontroluj temperaturę formy. Jednolite chłodzenie: Unikaj znacznych różnic w szybkości chłodzenia między różnymi częściami odlewu, co może prowadzić do nierównomiernego organizacji i stresu wewnętrznego. Dalej zaprojektować system nalewania i pionu oraz układ zimnego żelaza.

2. Oczyszczanie zaszczepienia/modyfikacji: Chociaż 45 stali nie jest konwencjonalnie zaszczepione jak żelazo, w określonych przypadkach można uznać za dodawanie śladowych pierwiastków stopowych (takich jak wanad V, Titan Ti, Niobium NB) lub elementy ziem rzadkich do obróbki ulepszenia ziarna. Elementy te tworzą związki o wysokiej temperaturze topnienia (takie jak węglika i azotki), które służą jako heterogeniczne rdzenie zarodkowania, promujące udoskonalenie ziarna. Wymagana jest dokładna kontrola kwoty dodawania i procesu.

3. Kontroluj czystość stopionej stali: odpowiednia odtlenianie: Przyjmij rozsądne procesy odtleniania (takie jak deoksydacja opadów+odprawienie dyfuzji), aby zmniejszyć rozpuszczoną zawartość tlenu w stopionej stali, zmniejszyć wtrącenia FeO i powstałe zabezpieczenie graniczne ziarna. Typowe deoksydizery obejmują żelazo manganu, żelazo silikonowe i aluminium. Rafinacja: Jeśli warunki pozwalają, wykonaj zewnętrzną rafinację (takie jak mieszanie argonu) w celu dalszego ograniczenia gazu (O, H, N) i zawartości włączenia. Czysta stopiona stal jest korzystna dla uzyskania gęstszego, mniej wadliwego i równomiernie ustrukturyzowanego jako mikrostruktury odlewanej. Kontroluj zawartość S i P: S jest podatna na tworzenie FES lub (Mn, Fe), tworząc eutektyczną o niskiej temperaturze topnienia na granicach ziarna, zwiększając tendencję do pękania na gorąco i pogarszającą się wytrzymałość; P Zwiększa zimną kruchość. Należy podjąć wysiłki w celu zmniejszenia zawartości S i P do dolnego limitu wymaganego przez standard. 4. Optymalizacja projektowania pleśni: Zmniejsz węzły cieplne i unikaj przedłużonej ekspozycji na wysokie temperatury, co może prowadzić do gruboziarnistych ziaren i segregacji. Zapewnij sekwencyjne zestalenie lub jednoczesne zestalenie w celu zmniejszenia defektów, takich jak skurcz i porowatość, które często powodują nieprawidłową mikrostrukturę w tych obszarach defektów.

2 、 Konwencjonalne obróbka cieplna dla 45 stalowych części stalowych jest normalizowana, a czasem normalizowanie i temperowanie jest przeprowadzane zgodnie z wymaganiami kontroli organizacji po obróbce cieplnej (rdzeń jest normalizowanie obróbki). Celem jest wyeliminowanie defektów mikrostruktury AS i uzyskanie struktury ferrytu jednolitej i drobnej perlitu+ferrytu.

1. Leczenie normalizacyjne (najważniejsze):

Temperatura ogrzewania: zwykle wybierana między 30-50 ℃ powyżej AC ∝. W przypadku stali 45 AC ∝ wynosi około 780 ℃, więc normalizujący zakres temperatur wynosi na ogół między 850-880 ℃. CEL: W pełni austenitiz (gamify) struktura odlewu AS, wyeliminowanie oryginału jako struktury odlewanej (takiej jak struktura Weibull, gruboziarniste ziarna i obszary segregacji składu) i uzyskanie równomiernie skomponowanego austenitu. Kontrola: niska temperatura, niekompletna austenityzacja, resztkowa jako struktura odlewana; Nadmierna temperatura prowadzi do znacznego wzrostu ziaren austenitu, co powoduje grubą mikrostrukturę po normalizacji. Czas izolacji: Należy zapewnić, że odlew jest w pełni spalony, a skład austenitu jest zasadniczo jednolity. Podstawa obliczeń: zwykle obliczana na podstawie efektywnej grubości odlewu (np. 1,5-2,0 minut/milimetr). Kontrola: zbyt krótki czas, niekompletna austenityzacja serca; Jeśli czas jest zbyt długi, może zwiększyć utlenianie i dekarburowanie, a wielkość ziarna może rosnąć. W przypadku odlewów z segregacją dendrytyczną może potrwać nieco dłużej, zanim komponenty można równomierne rozproszenie. Metoda chłodzenia: chłodzenie w powietrzu statycznym lub wymuszonym. Cel: uzyskanie drobniejszego perlitu (struktura pseudo eutektoidów) i drobniejsze ziarna ferrytowe niż wyżarzanie. Kontrola: szybkość chłodzenia powinna być jednolita i spójna. Unikaj: zbyt szybkie chłodzenie (takie jak zbyt dużo wiatru): może powodować, że niewielka ilość struktury nierównowagi (takiej jak bainit, a nawet martenzytu) pojawiła się na cienkowym ścianie, zwiększając twardość i kruchość. Powolne chłodzenie (takie jak zbyt gęste stosowanie): traci efekt normalizacyjny, a struktura się gąpie i zbliża się do stanu wyżarzonego. Upewnij się, że odlewy mają wystarczającą przestrzeń poza piecem do rozpraszania ciepła. Główną funkcją normalizacji jest wyeliminowanie gruboziarnistych ziaren, ziaren kolumnowych i struktury Weibull w mikrostrukturze AS. Udoskonal wielkość ziarna i osiągnij jednolitą strukturę. Wyeliminuj stres wewnętrzny (częściowo). Popraw wydajność cięcia. Zapewnij lepszą oryginalną strukturę dla możliwego gaszenia i temperowania w przyszłości.

2. Leczenie wyżarzania

Struktura metalograficzna stali odlewanej 45 # po obróbce wyżarzania jest bardziej jednolita i stabilna w porównaniu do struktury odlewanej AS, złożona głównie z następujących części: perlitu, który jest głównym składnikiem wyższej struktury i ma strukturę warstwową lub arkuszową, składającą się z jednolicie naprzemiennie ferrytu i cementuta. Podczas procesu wyżarzania odstępy międzywarstwowe perlitu są bardziej jednolite, a dystrybucja jest bardziej regularna, co pomaga poprawić wytrzymałość i wydajność przetwarzania materiału. Ferryt: rozpowszechniona w bloku lub małej formie sieci wokół perlitu lub na granicach ziarna. W porównaniu ze stanem obsady AS, wyżarzony ferryt ma bardziej regularną morfologię, bardziej jednolitą ilość i dystrybucję, zmniejszając negatywne skutki gruboziarnistego lub sieciowego ferrytu, które mogą istnieć w stanie rzuconym na wydajność. Główną funkcją wyżarzania jest wyeliminowanie stresu odlewania, udoskonalenie wielkości ziarna i poprawa jednolitości mikrostruktury. Dlatego w wyższej poziomu stalowego 45 # stalowe, złe struktury, takie jak struktura Weibulla, są zasadniczo eliminowane, a wpływ defektów odlewów (takich jak luźność) również zostanie osłabiony z powodu zagęszczenia struktury. Ogólna wydajność jest bardziej odpowiednia do późniejszego przetwarzania lub użycia.

3. Traktowanie temperowanie: W przypadku zwykłych 45 odlewów stalowych po normalizacji większości wymagań dotyczących wydajności można zwykle spełniać bez temperowania. Szybkość chłodzenia normalizacji nie jest wystarczająca do wygenerowania znacznego naprężenia gaszenia. Sytuacje wymagające temperamentu: w przypadku odlewów wymagających wyjątkowo wysokiej stabilności wymiarowej, temperatura w niskiej temperaturze (150-250 ℃) może dodatkowo wyeliminować naprężenie szczątkowe. Struktura odlewania jest szczególnie złożona, a podczas normalizującego procesu chłodzenia występuje nadmierne naprężenie lokalne (nawet jeśli nie powstaje żaden martenzyt). Nieprawidłowa kontrola normalizującej szybkości chłodzenia prowadzi do pojawienia się niewielkiej ilości twardego i kruchego martenzytu lub bainitu w lokalnych obszarach, szczególnie w cienkościennych i ostrych zakątkach. W celu zmniejszenia jego twardości i kruchości wymagane jest temperatura w niskiej temperaturze (200-300 ℃). Temperatura temperatury: ogólnie 150-300 ℃ (temperatura o niskiej temperaturze). Czas izolacji: obliczony według grubości (np. 1-2 godziny/cal), aby zapewnić penetrację ciepła. Chłodzenie: chłodzenie powietrza. 3 、 Środki kontrolne, które przechodzą przez cały proces 1 Surowa kontrola składu: Upewnij się, że główne elementy, takie jak C, Mn, SI itp., Znajdują się w zakresie standardowym (takie jak GB/T 11352 lub ASTM A27/A27M). Fluktuacja zawartości węgla bezpośrednio wpływa na proporcje i właściwości perlitu i ferrytu w końcowej strukturze. Ściśle kontroluje zawartość szkodliwych elementów S i P. Monitoruj zawartość elementów resztkowych (takich jak Cr, Ni, Cu, MO itp.), Aby uniknąć ich nieoczekiwanego wzrostu wpływającego na fazę przejścia i mikrostruktury. 2. Kontrola metalograficzna i sprzężenie zwrotne: jako kontrola odlewu: Próbkowanie jest pobierane w krytycznych lokalizacjach w celu sprawdzenia poważnych problemów, takich jak gruboziarniste wielkość ziarna, struktura Weibull i nadmierne wtrącenia niemetaliczne. W celu dostosowania procesu odlewania są udzielane terminowe informacje zwrotne. Kontrola po obróbce cieplnej: To najważniejszy krok. Po końcowym obróbce cieplnej (zwykle w stanie znormalizowanym lub znormalizowanym+stanu temperamentu) próbki należy pobrać z korpusu odlewanego lub przyczepionego bloku testowego do badania metalulograficznego: typ mikrostruktury powinien być równomiernie rozłożony drobnoziarnistej perlicie+wielokąta (czasami ferryt jest rozpowszechniany w siatce wzdłuż pierwotnych granic ziarna austenitu). Nie wolno mieć resztkowej struktury odlewanej, struktury Weibull, dużej ilości bainitu lub martenzytu. Wielkość ziarna: Oceń stopień wielkości ziarna austenitu (zwykle wymagający 5-8 klas lub drobniejszych). Inkluzje niezwiązane z metaliami: Ocena jest kontrolowana w kwalifikowanym zakresie. Testowanie wydajności: Współpracuj z mechanicznym testem wydajności (wytrzymałość na rozciąganie, granica plastyczności, wydłużenie, energia uderzenia, twardość) w celu sprawdzenia, czy kontrola organizacyjna osiąga oczekiwane cele wydajności. Podsumowanie punktów kontrolnych: 1. Jako odlewane podkład: Niski odlewanie przegrzania+szybkie i jednolite chłodzenie → Uzyskanie stosunkowo małej, jednolitej i wolnej od defektu mikrostruktury. 2. Rdzeniowe obróbka ciepła (normalizacja): Precyzyjna temperatura: AC ∝+30 ~ 50 ℃ (850-880 ℃) → Całkowite austenityzację bez wzrostu. Wystarczający czas: dokładne spalanie+jednolite chłodzenie komponentów; Odpowiednie: jednolite chłodzenie powietrza → Uzyskanie drobnego perlitu+ferryt. 3. Niezbędne temperowanie: Służy tylko do złagodzenia stresu lub leczenia lokalnych struktur nierównowagi (temperatura o niskiej temperaturze).

4. Czyste składniki: Niski w S i P, w pełni odtleniane.

5. Ścisła kontrola: Struktura metalograficzna i właściwości mechaniczne materiałów odlewanych i obróbki cieplnej są ostatecznymi kryteriami oceny.

Systematyczne kontrolując powyższe kroki, można skutecznie upewnić się, że 45 odlewów stalowych uzyskuje idealny stan odlewu i strukturę metalograficzną po obróbce cieplnej, spełniając w ten sposób wymagania dotyczące wydajności usługi. ** Badanie metalograficzne jest ostatecznym sposobem weryfikacji skuteczności wszystkich kontroli procesu.