Hvordan kontrolleres casting -tilstand og metallografisk struktur af 45 # stålstøbegods efter varmebehandling?

Den metallografiske struktur af 45 # støbt stål varierer under forskellige varmebehandlingsbetingelser i AS -støbtilstanden.

Så hvordan kontrollerer vi støbningstilstanden og metallografisk struktur af 45 stålstøbninger efter varmebehandling, når vi producerer dem? Der kræves fin kontrol fra både støbningsprocessen og varmebehandlingsprocessen med det mål at opnå en ensartet, fin og ufarlig struktur for at imødekomme de endelige ydelseskrav (styrke, hårdhed, hårdhed osv.).

Følgende er nøglekontrolstrategier:

1 、 Kontroller AS -støbt mikrostruktur (lægger et solidt fundament til efterfølgende varmebehandling)

1. Optimer støbningsprocesparametre: Hældningstemperatur: Mens du sikrer påfyldningskapaciteten, skal du prøve at reducere hældningstemperaturen så meget som muligt. Overdreven hældningstemperatur kan føre til grov kornstørrelse. Kolonne krystalregionen udvides. Forøg segregeringstendensen. Fremme dannelsen af WEI -organisationen. Afkølingshastighed: Accelerer kølehastigheden: Dette er kernen i raffinering af AS -støbt mikrostruktur. En hurtigere kølehastighed kan undertrykke kornvækst, reducere segregering og lindre eller endda undgå dannelsen af Weibull -struktur. Metode: Brug metalforme eller sanddækkede metalforme i stedet for rene sandforme; Placer koldt jern i den tykke del af støbningen; Optimere mugdesign (såsom vægtykkelse ensartethed og reducere varmebesparelser); Vælg modelleringsmaterialer med god termisk ledningsevne; Kontroller formenes temperatur. Ensartet afkøling: Undgå betydelige forskelle i kølehastigheder mellem forskellige dele af støbningen, hvilket kan føre til ujævn organisation og intern stress. Designeligt design hældnings- og stigerørssystemet og layoutet af det kolde jern.

2. Inokulation/modifikationsbehandling: Selvom 45 stål ikke er konventionelt inokuleret som støbejern, kan det i specifikke tilfælde betragtes som at tilføje sporingsalueringselementer (såsom vanadium V, titanium Ti, Niobium NB) eller sjældne jordelementer til behandling af kornaffinansiering. Disse elementer danner høje smeltepunktforbindelser (såsom carbider og nitrider), der tjener som heterogene nucleation -kerner, der fremmer kornforfining. Præcis kontrol af tilføjelsesbeløb og proces er påkrævet.

3. Kontroller renheden af smeltet stål: Tilstrækkelig deoxidation: Vedtage rimelige deoxidationsprocesser (såsom nedbør deoxidation+diffusionsdeoxidation) for at reducere det opløste iltindhold i det smeltede stål, reducere Feo -indeslutninger og den resulterende korngrænseudvikling. Almindelige deoxidisatorer inkluderer manganjern, siliciumjern og aluminium. Raffinering: Hvis forholdene tillader det, skal du udføre ekstern raffinering (såsom argon -omrøring) for yderligere at reducere gas (O, H, N) og inkluderingsindhold. Rent smeltet stål er fordelagtigt for at opnå en tættere, mindre defekt og ensartet struktureret som støbt mikrostruktur. Kontroller indholdet af S og P: S er tilbøjelige til at danne FES eller (Mn, Fe) S, danne eutektisk lavt smeltepunkt ved korngrænser, hvilket øger tendensen til varm revnedannelse og forværret sejhed; P øger den kolde klemme. Der bør gøres en indsats for at reducere indholdet af S og P til den nedre grænse, der kræves af standarden. 4. formoptimering af formdesign: Reducer varmeknuder og undgå langvarig eksponering for høje temperaturer, hvilket kan føre til grove korn og adskillelse. Sørg for sekventiel størkning eller samtidig størkning for at reducere defekter såsom krympning og porøsitet, hvilket ofte resulterer i unormal mikrostruktur i disse defektområder.

2 、 Den konventionelle varmebehandling for 45 stålstøbte ståldele normaliseres, og undertiden normaliseres og temperering udføres i henhold til krav til kontrol af organisationen efter varmebehandling (kernen normaliserer behandlingen). Formålet er at eliminere defekter i AS -støbt mikrostruktur og opnå en ensartet og fin perlit+ferritstruktur.

1. Normaliseringsbehandling (mest afgørende):

Opvarmningstemperatur: Normalt valgt mellem 30-50 ℃ over AC ∝. For 45 stål er AC ∝ omkring 780 ℃, så normaliseringstemperaturområdet er generelt mellem 850-880 ℃. Formål: At fuldt ud austenitisere (Gamify) AS -støbningsstrukturen, eliminere originalen som støbt struktur (såsom Weibull -struktur, grove korn og sammensætningsområder) og opnå ensartet sammensat austenit. Kontrol: Lav temperatur, ufuldstændig austenitisering, resterende som støbt struktur; Overdreven temperatur fører til betydelig vækst af austenitkorn, hvilket resulterer i grov mikrostruktur efter normalisering. Isolationstid: Det skal sikres, at støbningen er fuldt brændt, og Austenit -sammensætningen er dybest set ensartet. Beregningsbasis: Normalt beregnet baseret på den effektive tykkelse af støbningen (såsom 1,5-2,0 minutter/millimeter). Kontrol: For kort tid, ufuldstændig austenitisering af hjertet; Hvis tiden er for lang, kan det øge oxidation og dekarburisering, og kornstørrelsen kan vokse. For støbegods med dendritisk adskillelse kan det tage en lidt længere tid for komponenterne at diffundere jævnt. Kølemetode: Afkøling i statisk eller tvungen flydende luft. Formål: At opnå finere perlit (pseudo eutektoidstruktur) og finere ferritkorn end udglødning. Kontrol: Kølehastigheden skal være ensartet og konsistent. Undgå: afkøling for hurtigt (såsom for meget vind): kan medføre, at en lille mængde ikke-ligevægtsstruktur (såsom bainit eller endda martensit) vises i det tyndvæggede område, hvilket øger hårdheden og skrøbeligheden. Langsom afkøling (såsom stabling for tæt): mister normaliseringseffekten, og strukturen grover og nærmer sig den annealede tilstand. Sørg for, at støbegodserne har tilstrækkelig plads uden for ovnen til varmeafledning. Hovedfunktionen ved normalisering er at eliminere grove korn, søjlekorn og Weibull -struktur i AS -støbt mikrostruktur. Forfiner kornstørrelse og opnå ensartet struktur. Fjern intern stress (delvist). Forbedre skærepræstation. Giv bedre original struktur til mulig slukning og temperering i fremtiden.

2. udglødningsbehandling

Den metallografiske struktur af 45 # støbt stål efter udglødningsbehandling er mere ensartet og stabil sammenlignet med AS-støbningsstrukturen, hovedsageligt sammensat af følgende dele: Pearlite, som er hovedkomponenten i den annealede struktur og har en lagdelt eller arklignende struktur, sammensat af ensartet skiftende ferrit og cementit. Under udglødningsprocessen er mellemlagsafstanden af Pearlite mere ensartet, og distributionen er mere regelmæssig, hvilket hjælper med at forbedre materialets sejhed og behandling af materialet. Ferrit: Distribueret i blok eller lille netværksform omkring perlit eller ved korngrænser. Sammenlignet med AS -støbt tilstand har den annealede ferrit en mere regelmæssig morfologi, mere ensartet mængde og distribution, hvilket reducerer de bivirkninger af grov eller netværksfrit, der kan eksistere i As -støbt tilstand på ydeevne. Den vigtigste funktion af annealing er at eliminere støbning af stress, forfine kornstørrelse og forbedre mikrostrukturens ensartethed. Derfor er dårlige strukturer som Weibull -struktur i de udglødede 45 # støbt stålstruktur også elimineret, og påvirkningen af støbningsdefekter (såsom løshed) vil også blive svækket på grund af densificeringen af strukturen. Den samlede ydelse er mere velegnet til efterfølgende behandling eller anvendelse.

3. tempereringsbehandling: For almindelige 45 stålstøbninger, efter normalisering, kan de fleste ydelseskrav normalt imødekommes uden temperering. Kølehastigheden for normalisering er ikke tilstrækkelig til at generere betydelig slukningsstress. Situationer, der kræver temperering: For støbegods, der kræver ekstremt høj dimensionel stabilitet, kan temperering med lav temperatur (150-250 ℃) yderligere eliminere resterende stress. Støbestrukturen er særlig kompleks, og der er overdreven lokal stress under normalisering af kølingsprocessen (selvom der ikke produceres nogen martensit). Forkert kontrol af den normaliserende kølingshastighed fører til udseendet af en lille mængde hård og sprød martensit eller bainit i lokale områder, især i tyndvæggede og skarpe hjørner. Tempering med lav temperatur (200-300 ℃) er påkrævet for at reducere dens hårdhed og skørhed. Temperingstemperatur: Generelt 150-300 ℃ (temperatur med lav temperatur). Isoleringstid: Beregnet ved tykkelse (f.eks. 1-2 timer/tomme) for at sikre varmeindtrængning. Afkøling: Luftkøling. 3 、 Kontrolforanstaltninger, der løber gennem hele processen 1 Streng sammensætningskontrol: Sørg for, at vigtige elementer såsom C, Mn, Si osv. Er inden for standardområdet (såsom GB/T 11352 eller ASTM A27/A27M). Fluktuationen af kulstofindhold påvirker direkte andelen og egenskaberne af perlit og ferrit i den endelige struktur. Kontroller strengt indholdet af skadelige elementer S og P. Overvåg indholdet af resterende elementer (såsom CR, Ni, Cu, MO osv.) For at undgå deres uventede stigning, der påvirker faseovergangspunktet og mikrostrukturen. 2. Metallografisk inspektion og feedback: Som rollebesætning: Prøveudtagning tages på kritiske steder for at kontrollere for alvorlige problemer såsom grov kornstørrelse, Weibull-struktur og overdreven ikke-metalliske indeslutninger. Rettidig feedback leveres til at justere casting -processen. Post Heat Treatment Inspection: Dette er det vigtigste trin. Efter den endelige varmebehandling (normalt i den normaliserede tilstand eller normaliserede+tempererede tilstand), skal der udtages prøver fra støbekroppen eller vedhæftet testblok til metallografisk undersøgelse: mikrostrukturtypen skal være ensartet fordelt fine perlit+polygonal ferrit (undertiden er ferrit fordelt i et mesh langs den originale austenitiske korngrænse). Det er ikke tilladt at have resterende støbningsstruktur, Weibull -struktur, en stor mængde bainit eller martensit. Kornstørrelse: Evaluer austenitkornstørrelsesgraden (kræver normalt 5-8 kvaliteter eller finere). Ikke -metalliske indeslutninger: Ratingen styres inden for det kvalificerede interval. Performance Testing: Samarbejd med mekanisk præstationstest (trækstyrke, udbyttestyrke, forlængelse, påvirkningsenergi, hårdhed) for at kontrollere, om organisatorisk kontrol opnår de forventede præstationsmål. Resumé af kontrolpunkter: 1. som støbt foundation: lav overophedningsstøbning+hurtig og ensartet afkøling → Opnåelse af en relativt lille, ensartet og defektfri som støbt mikrostruktur. 2. Kernevarmebehandling (normalisering): Præcis temperatur: AC ∝+30 ~ 50 ℃ (850-880 ℃) → Fuldfør austenitisering uden vækst. Tilstrækkelig tid: grundig forbrænding+ensartet afkøling af komponenter; Passende: Ensartet luftkøling → Opnåelse af fin perlit+ferrit. 3. nødvendig temperering: kun brugt til at lindre stress eller behandle lokale ikke-ligevægtstrukturer (temperatur med lav temperatur).

4. rene ingredienser: lavt i S og P, fuldt deoxygeneret.

5. Streng inspektion: Den metallografiske struktur og mekaniske egenskaber ved AS-støbt og varmebehandlede materialer er de endelige evalueringskriterier.

Ved systematisk at kontrollere ovenstående trin er det muligt effektivt at sikre, at 45 stålstøbninger opnår ideel støbt tilstand og metallografisk struktur efter varmebehandling og derved opfylder deres servicepræstationskrav. ** Metallografisk undersøgelse er det ultimative middel til at verificere effektiviteten af alle proceskontroller.