Hvordan kontrollere støpestilstanden og metallografisk struktur av 45 # stålstøping etter varmebehandling?

Den metallografiske strukturen på 45 # støpt stål varierer under forskjellige varmebehandlingsforhold i AS -støpt tilstand.

Så, hvordan kontrollerer vi støpestaten og metallografisk struktur av 45 stålstøping etter varmebehandling når vi produserer dem? Det kreves fin kontroll fra både støpeprosessen og varmebehandlingsprosessen, med målet om å oppnå en ensartet, fin og ufarlig struktur for å oppfylle de endelige ytelseskravene (styrke, seighet, hardhet, etc.).

Følgende er viktige kontrollstrategier:

1 、 Kontroller AS Cast Microstructure (legger et solid fundament for påfølgende varmebehandling)

1. Optimaliser støpeprosessparametere: Hellingstemperatur: Når du sikrer fyllingskapasiteten, kan du prøve å redusere helletemperaturen så mye som mulig. Overdreven helningstemperatur kan føre til grov kornstørrelse. Columnar Crystal -regionen utvides. Øk segregering tendens. Fremme dannelsen av Wei -organisasjonen. Kjølehastighet: Akselerer kjølehastigheten: Dette er kjernen i å foredle AS -støpt mikrostruktur. En raskere avkjølingshastighet kan undertrykke kornvekst, redusere segregering og lindre eller til og med unngå dannelse av Weibull -strukturen. Metode: Bruk metallformer eller sanddekket metallformer i stedet for rene sandformer; Plasser kaldt jern i den tykke delen av støpingen; Optimalisere muggdesign (for eksempel veggtykkelse ensartethet og redusere varmebesparelser); Velg modelleringsmaterialer med god varmeledningsevne; Kontroller temperaturen på formen. Ensartet kjøling: Unngå betydelige forskjeller i kjølehastigheten mellom forskjellige deler av støpingen, noe som kan føre til ujevn organisering og internt stress. Design rimelig helling og stigeresystem og utformingen av det kalde jernet.

2. Inokulering/modifiseringsbehandling: Selv om 45 stål ikke er konvensjonelt inokulert som støpejern, kan det i spesifikke tilfeller vurderes å legge til sporingslegeringselementer (som Vanadium V, Titanium Ti, Niobium NB) eller sjeldne jordelementer for behandling av kornraffinement. Disse elementene danner høye smeltepunktforbindelser (for eksempel karbider og nitrider) som fungerer som heterogene kjernerkjerner, og fremmer kornforfining. Nøyaktig kontroll av tilsetningsbeløp og prosess er nødvendig.

3. Kontroller renheten til smeltet stål: Tilstrekkelig deoksydasjon: vedta rimelige deoksydasjonsprosesser (for eksempel nedbørsdeoksydasjon+diffusjon deoksidasjon) for å redusere det oppløste oksygeninnholdet i det smeltede stålet, redusere FEO -inneslutninger og den resulterende korngrensen. Vanlige deoksidisatorer inkluderer manganjernet, silisiumjern og aluminium. Raffinering: Hvis forholdene tillater det, utfør ekstern raffinering (for eksempel argon omrøring) for å redusere gass (O, h, n) og inkludering av innhold ytterligere. Rent smeltet stål er gunstig for å oppnå en tettere, mindre mangelfullt og jevnt strukturert som støpt mikrostruktur. Kontroller innholdet i S og P: S er utsatt for å danne FES eller (Mn, Fe) s, og danne lavt smeltepunkt eutektisk ved korngrenser, noe som øker tendensen til varm sprekker og forverret seighet; P øker kald sprøhet. Det bør gjøres innsats for å redusere innholdet av S og P til den nedre grensen som er kreves av standarden. 4. MOLD DESIGN OPTIMISERING: Reduser varmeknuter og unngå langvarig eksponering for høye temperaturer, noe som kan føre til grove korn og segregering. Sikre sekvensiell størkning eller samtidig størkning for å redusere defekter som krymping og porøsitet, noe som ofte resulterer i unormal mikrostruktur i disse defektområdene.

2 、 Den konvensjonelle varmebehandlingen for 45 stålståldeler normaliserer, og noen ganger normaliseres og temperering blir utført i henhold til krav for å kontrollere organisasjonen etter varmebehandling (kjernen normaliserer behandlingen). Hensikten er å eliminere defekter i AS -støpt mikrostruktur og oppnå en enhetlig og fin perlitt+ferrittstruktur.

1. Normaliseringsbehandling (mest avgjørende):

Oppvarmingstemperatur: Vanligvis valgt mellom 30-50 ℃ over AC ∝. For 45 stål er AC ∝ rundt 780 ℃, så normaliserende temperaturområde er vanligvis mellom 850-880 ℃. Formål: Å fullstendig austenitisere (gamify) AS -støpt struktur, eliminere originalen som støpt struktur (som Weibull -struktur, grove korn og komposisjonssegregeringsområder) og oppnå jevn sammensatt austenitt. Kontroll: Lav temperatur, ufullstendig austenitisering, gjenværende som støpt struktur; Overdreven temperatur fører til betydelig vekst av austenittkorn, noe som resulterer i grov mikrostruktur etter normalisering. Isolasjonstid: Det skal sikres at støpingen er fullstendig brent og austenitt -sammensetningen i utgangspunktet er ensartet. Beregningsgrunnlag: vanligvis beregnet basert på den effektive tykkelsen på støpingen (for eksempel 1,5-2,0 minutter/millimeter). Kontroll: For kort tid, ufullstendig austenitisering av hjertet; Hvis tiden er for lang, kan det øke oksidasjon og dekarburisering, og kornstørrelsen kan vokse. For støping med dendritisk segregering, kan det ta litt lengre tid for komponentene å diffundere jevnt. Kjølemetode: Kjøling i statisk eller tvungen flytende luft. Mål: Å oppnå finere perlitt (pseudo eutektoidstruktur) og finere ferrittkorn enn annealing. Kontroll: Avkjølingshastigheten skal være ensartet og konsistent. Unngå: Avkjøling for raskt (for eksempel for mye vind): Kan føre til at en liten mengde ikke-likevektsstruktur (for eksempel bainitt eller til og med martensitt) vises i det tynnveggede området, noe som øker hardheten og sprøheten. Sakte avkjøling (for eksempel å stable for tett): mister normaliserende effekt, og strukturen grover og nærmer seg annealert tilstand. Forsikre deg om at støpegodsene har tilstrekkelig plass utenfor ovnen for varmeavledning. Hovedfunksjonen ved å normalisere er å eliminere grove korn, søyle korn og Weibull -struktur i AS -støpt mikrostruktur. Avgrens kornstørrelse og oppnå ensartet struktur. Fjern internt stress (delvis). Forbedre skjæreytelsen. Gi bedre originalstruktur for mulig slukking og temperering i fremtiden.

2. Annealing behandling

Den metallografiske strukturen til 45 # støpt stål etter annealingbehandling er mer ensartet og stabil sammenlignet med AS-støpt struktur, hovedsakelig sammensatt av følgende deler: perlitt, som er hovedkomponenten i den glødede strukturen og har en lagdelt eller arklignende struktur, sammensatt av ensartet vekslende ferritt og sementitt. Under annealingsprosessen er mellomlagsavstanden til perlitt mer ensartet og distribusjonen er mer regelmessig, noe som hjelper til med å forbedre seigheten og prosesseringens ytelse. Ferrite: Distribuert i blokk eller liten nettverksform rundt perlitt eller ved korngrenser. Sammenlignet med AS -støpt tilstand, har den glødede ferritt en mer regelmessig morfologi, mer ensartet mengde og distribusjon, noe som reduserer de bivirkningene av grov eller nettverksferritt som kan eksistere i AS -støpt tilstand på ytelse. Hovedfunksjonen med annealing er å eliminere støpestress, avgrense kornstørrelse og forbedre mikrostrukturenheten. Derfor, i den glødede 45 # støpe stålstrukturen, blir dårlige strukturer som Weibull -struktur i utgangspunktet eliminert, og påvirkningen av støpingsdefekter (som løshet) vil også bli svekket på grunn av fortetting av strukturen. Den samlede ytelsen er mer egnet for etterfølgende behandling eller bruk.

3. Temperingbehandling: For vanlige 45 stålstøping, etter normalisering, kan de fleste ytelseskrav vanligvis oppfylles uten temperering. Kjølehastigheten for normalisering er ikke tilstrekkelig til å generere betydelig slukking. Situasjoner som krever temperering: For avstøpning som krever ekstremt høy dimensjonell stabilitet, kan temperatur med lav temperatur (150-250 ℃) eliminere restspenning ytterligere. Støpestrukturen er spesielt kompleks, og det er overdreven lokal stress under normaliserende kjøleprosess (selv om det ikke produseres martensitt). Feil kontroll av normaliserende kjølehastighet fører til utseendet til en liten mengde hard og sprø martensitt eller bainitt i lokale områder, spesielt i tynnveggede og skarpe hjørner. Tempering med lav temperatur (200-300 ℃) er nødvendig for å redusere hardheten og sprøheten. Temperatur: Vanligvis 150-300 ℃ (tempering med lav temperatur). Isolasjonstid: beregnet etter tykkelse (f.eks. 1-2 timer/tomme) for å sikre varmeinntrengning. Kjøling: Luftkjøling. 3 、 Kontrolltiltak som går gjennom hele prosessen 1 streng sammensetningskontroll: Forsikre deg om at hovedelementer som C, Mn, Si, etc. er innenfor standardområdet (for eksempel GB/T 11352 eller ASTM A27/A27M). Svingningen av karboninnhold påvirker direkte andelen og egenskapene til perlitt og ferritt i den endelige strukturen. Kontroller innholdet i skadelige elementer S og P. strengt tatt innholdet i resterende elementer (for eksempel CR, Ni, Cu, MO, etc.) for å unngå deres uventede økning som påvirker faseovergangspunktet og mikrostrukturen. 2. Metallografisk inspeksjon og tilbakemelding: Som støpt inspeksjon: Prøvetaking tas på kritiske steder for å sjekke for alvorlige problemer som grov kornstørrelse, Weibull-struktur og overdreven ikke-metalliske inneslutninger. Rettidig tilbakemelding gis for å justere støpeprosessen. Inspeksjon etter varmebehandling: Dette er det viktigste trinnet. Etter den endelige varmebehandlingen (vanligvis i normalisert tilstand eller normalisert+herdet tilstand), må det tas prøver fra støpeorganet eller tilknyttet testblokk for metallografisk undersøkelse: mikrostrukturtypen skal være jevn fordelt fin perle+polygonal ferritt (noen ganger er ferritt distribuert i et mesh langs den austenitiske kinseknekanten). Det er ikke lov å ha gjenværende støpt struktur, Weibull -struktur, en stor mengde bainitt eller martensitt. Kornstørrelse: Evaluer austenittkornstørrelsesgraden (vanligvis krever 5-8 karakterer eller finere). Ikke -metalliske inneslutninger: Rangeringen kontrolleres innenfor det kvalifiserte området. Prestasjonstesting: Samarbeid med mekanisk ytelsestesting (strekkfasthet, avkastningsstyrke, forlengelse, påvirkningsenergi, hardhet) for å bekrefte om organisasjonskontrollen oppnår de forventede ytelsesmålene. Sammendrag av kontrollpunkter: 1. Som støpt fundament: Lav overopphetet støping+rask og ensartet kjøling → Å oppnå en relativt liten, ensartet og defektfri som støpt mikrostruktur. 2. Kjernevarmebehandling (normalisering): Presis temperatur: AC ∝+30 ~ 50 ℃ (850-880 ℃) → Fullstendig austenitisering uten vekst. Tilstrekkelig tid: grundig forbrenning+enhetlig avkjøling av komponenter; Passer: Ensartet luftkjøling → Få fin perle+ferritt. 3. Nødvendig temperering: Bare brukt for å lindre stress eller behandle lokale ikke-likevektsstrukturer (tempering med lav temperatur).

4. Rene ingredienser: Lavt i S og P, fullt deoksygenert.

5. Streng inspeksjon: Den metallografiske strukturen og mekaniske egenskapene til AS-støpte og varmebehandlede materialer er de endelige evalueringskriteriene.

Ved å systematisk kontrollere trinnene ovenfor, er det mulig å effektivt sikre at 45 stålstøping oppnår ideell støpt tilstand og metallografisk struktur etter varmebehandling, og dermed oppfyller kravene til tjenesteytelsen. ** Metallografisk undersøkelse er det endelige middelet til å verifisere effektiviteten til alle prosesskontroller.