Hvordan øger man forlængelsen af ​​QT450 duktilt jern til over 22%?

Hvordan kan vi øge forlængelsen til over 22% og samtidig bevare den samme trækstyrke? Dette kræver at man starter fra "mikrostrukturen" og laver raffinerede procesjusteringer. 

Kerneidé: Maksimer matrixens plasticitet og sejhed, mens du bevarer tilstrækkelig styrke. Specifikt betyder det at opnå så meget ferritmatrix som muligt og samtidig sikre den høje kvalitet af grafitkugler. Følgende er specifikke tekniske veje og foranstaltninger: For det første præcis justering af kemisk sammensætning (basis). Den nuværende QT450-sammensætning må kun have det formål at "opfylde standarder", og for at opnå høj forlængelse er det nødvendigt at udvikle sig mod "høj oprensning" og "balance". 

1. Kulstofækvivalent: Moderat stigning, hæld til strategi med højt kulstofindhold: Mens du sikrer, at grafit ikke flyder, så prøv at øge kulstofindholdet (anbefalet 3,6% -3,9%) og kontroller siliciumindholdet korrekt. Dette kan øge antallet af grafitkugler, forbedre termisk ledningsevne, reducere størkningskrympning og er gavnligt for at forbedre styrke og plasticitet. Kulstofækvivalenten (CE) anbefales at blive kontrolleret mellem 4,3 % og 4,5 %. 

2. Silicium: Styr den endelige siliciumindholdsstrategi: Silicium er et solidt opløsningsforstærkende element, og for meget silicium vil reducere plasticiteten betydeligt. På den forudsætning at sikre ferritdannelse skal det endelige siliciumindhold (siliciumindhold efter udhældning) kontrolleres på et lavere niveau på 2,2 % -2,5 %. For at opnå dette kan sfæroidiseringsmidler med lavt indhold af silicium anvendes, og silicium kan tilsættes gennem podemidler. 

3. Mangan: Ekstrem reduktion (Nøgle!) Strategi: Mangan er et stabilt element i perlit og er meget tilbøjelig til at segregere ved korngrænser, danner skøre faser og er "nummer et dræber" af forlængelse. Manganindholdet skal reduceres fra det konventionelle <0,3% til <0,15%, med en ideel tilstand på <0,10%. Dette er den mest effektive og økonomiske kemiske metode til at opnå en forlængelsesgrad på over 22%. 

4. Fosfor og svovl: Ultimativ rensning af fosfor: Dannelse af sprødt fosfor eutektikum. Mål: ≤ 0,03 %, jo lavere jo bedre. Svovl: Forbruger sfæroidiserende midler og genererer indeslutninger. Svovlindholdet i det oprindelige smeltede jern før sfæroidisering er ≤ 0,012 %. 

5. Interferenselementer: Styr og overvåg strengt elementer som titanium, krom, vanadium, tin, antimon osv. De kan stabilisere perlit eller danne skadelige karbider. 

Brugen af ​​sfæroidiserende midler, der indeholder spormængder af sjældne jordarter (cerium, lanthan) kan neutralisere deres skadelige virkninger.

 2、 Styrkelse af sfæroidiserings- og inkubationsprocessen (kernen) er et afgørende skridt i at forbedre kvaliteten og kvantiteten af ​​grafitkugler. 

1. Sfæroidiseringsbehandling: Forfølger stabilitet og blødhed. Sfæroidiseringsmiddel: Valg af lavt magnesiumindhold, lavt sjældne jordarter og sfæroidiseringsmidler med høj renhed. For eksempel kan et sfæroidiseringsmiddel med et Mg-indhold på 5% -6% reducere tendensen til hvid støbning og krympespænding forårsaget af for meget magnesium. Fremgangsmåde: Brug af metoder som dækning og trådfremføring for at sikre en jævn sfæroidiseringsreaktion, stabil absorptionshastighed og reduceret let magnesiumstøv. 

2. Fertilitetsbehandling: Hovedformålet er at øge antallet af grafitkugler til over 150/mm² markant og forbedre kuglernes rundhed. Fertilitetsmiddel: Brug effektive fertilitetsmidler, såsom dem, der indeholder strontium, barium og zirconium, som har en stærk anti-ældningsevne og god nukleationseffekt. Håndværk: "Multiple incubation" skal bruges! Én graviditet: udføres inde i sfæroidiseringsposen. Sekundær/ledsagende graviditet: Dette er af yderste vigtighed! Under hældning tilsættes det fine partikelpodemiddel ensartet med jernvandstrømmen gennem en dedikeret føder. Det kan give et stort antal øjeblikkelige krystallinske kerner, som er kernemidlet til at øge antallet af grafitkugler. Intratype inkubation: Hvis forholdene tillader det, indstil inkubationsblokke i hældesystemet til den tredje inkubation. 

3、 Optimer smelte- og afkølingsprocessen 

1 Smeltning: Brug af højrent råjern og rent stålskrot til at kontrollere skadelige elementer fra kilden. Det anbefales at indstille tappetemperaturen mellem 1530-1560 ℃ og lade den stå ved en passende høj temperatur for at lette opadgående bevægelse af indeslutninger. 

2. Afkølingshastighed: For tyndvæggede dele kan accelererende afkøling være gavnlig for at øge perlit og forbedre styrken, men det er ikke befordrende for forlængelse. For QT450, der forfølger høj forlængelse, bør afkølingshastigheden reduceres passende, såsom brug af isoleringsstigerør, fortykkelsesrør, optimering af støbeprocesser (såsom brug af harpikssand i stedet for metalforme) osv., for at fremme dannelsen af ​​ferrit og fuld vækst af grafit. 

4、 Varmebehandling: Den mest pålidelige garanti er, at hvis de støbte egenskaber stadig er ustabile efter ovenstående procesjusteringer (især på grund af ujævn vægtykkelse, der forårsager perlit i nogle områder), så er ferritiseringsudglødning den mest pålidelige metode til at opnå en forlængelseshastighed på over 22%. 

Proces rute: 

1 Højtemperaturtrin: Opvarm til 900-920 ℃ og hold i 1-3 timer (afhængig af vægtykkelse). Formålet er at omdanne al perlit til austenit. 

2. Mellemtemperaturtrin: Afkøl langsomt (eller flyt direkte) ovnen til 700-730 ℃ og hold den varm i 2-4 timer. Dette trin er afgørende, da det giver tilstrækkelig tid til, at overmættet kulstof i austenit kan udfældes på de originale grafitkugler og derved omdannes fuldstændigt til ferrit. 

3. Udledning fra ovnen: Bagefter kan den afkøles til under 600 ℃ og udledes fra ovnen til luftkøling. Effekt: Efter denne behandling kan matrixstrukturen nå over 95 % ferrit, med en forlængelseshastighed, der let overstiger 22 %. På samme tid, på grund af tilstedeværelsen af ​​grafitkugler og fast opløsningsforstærkning af silicium, kan trækstyrken stadig forblive stabil på over 450 MPa. 

Sammenfatning og handlingsplan 

1. Diagnosestatus: Analyser først den metallografiske struktur (ferritforhold, grafitkuglemorfologi og mængde) og kemisk sammensætning (især Mn- og P-indhold) af din nuværende QT450.

 2. Prioriter procesjustering: Trin 1: Begræns Mn-indholdet til under 0,15% og kontroller P og S. Trin 2: Styrk inkubationen, især sikring af effektiv implementering af in-flow-inkubation. 

3: Optimer sammensætningen og anvend en opløsning med højt kulstofindhold og lavt siliciumindhold. 3. Endelig garanti: Hvis forlængelseshastigheden stadig ligger omkring 18% -20% efter procesjustering og ikke kan bryde stabilt igennem 22%, så er indførelse af ferritglødningsproces et uundgåeligt valg. Det kan konsekvent levere den ydeevne, du har brug for. Hvis trækstyrken ikke kan nå 450 megapascal i ovenstående proces, hvilken type legering skal så bruges til styrkeforsvar? I QT450-skemaet, der forfølger høj forlængelse (>22%), hvis forlængelsen opfylder standarden og trækstyrken falder, kan nikkel tilsættes for at justere styrken. Kernefunktionen og fordelene ved at tilføje nikkel 1 Fast opløsning styrker uden væsentlig skade på plasticiteten: Nikkelelementet vil opløses i ferritmatrixen for at danne en fast opløsning og derved forbedre styrken uden væsentligt at reducere plasticiteten og sejheden. Dette er fundamentalt forskelligt fra grundstoffer som mangan og fosfor.

 Effekt: Når du forsøger at reducere manganindholdet og perliten for at opnå ultrahøj forlængelse, kan trækstyrken glide til kanten af ​​450MPa. På dette tidspunkt kan tilføjelse af en lille mængde nikkel give en "sikkerhedspude" for at sikre stabil styrke og overensstemmelse med standarder. 

2. Forfin strukturen og forbedre ensartetheden: Nikkel kan sænke austenittransformationstemperaturen, hvilket hjælper med at forfine kornstørrelsen og mikrostrukturen, hvilket gør støbestrukturen mere ensartet og derved forbedre både styrke og sejhed. 

3. Mild perlitstabiliseringseffekt: Nikkel har også en tendens til at stabilisere perlit, men dens virkning er langt mindre stærk end mangan. Ved at kontrollere mængden af ​​tilsætning er det muligt at opnå det meste af ferriten, mens det udnyttes til at danne en lille mængde fin perlit til forstærkning. Hvordan tilsætter man nikkel videnskabeligt? Forudsætning: Nikkeltilsætning skal udføres efter streng implementering af alle de grundlæggende ordninger nævnt ovenfor (lavt Mn, lavt P/S, stærk inkubation osv.). Vi kan ikke forvente at bruge nikkel til at kompensere for manglerne ved grundlæggende processer. 1. Tilsætningsmængde og forventet effekt: Lav nikkelopløsning (0,5% -1,0%): Formål: At give moderat fast opløsningsforstærkning som et "sikkerhedsnet" for styrke. Effekt: På næsten alle ferritiske underlag kan trækstyrken øges med omkring 20-40 MPa. Dette er tilstrækkeligt til støt at øge styrken ved kritiske værdier (såsom 430-440 MPa) til over 450 MPa, samtidig med at det har minimal indvirkning på forlængelsen (muligvis kun reduceret med 1-2%) og stadig nemt holdes over 22%. Medium nikkelskema (1,0% -2,0%): Formål: Mens det giver forstærkning, kan det introducere en lille mængde (<10%) perlit. Effekt: Styrkeforbedringen vil være mere signifikant (op til 50 MPa eller mere), men forlængelsen aftager lidt. Omhyggelig kontrol er påkrævet, og justeringer bør foretages gennem varmebehandling. 2. Samarbejde med varmebehandling: Som støbt løsning: Ønsker man at opnå høj styrke og høj plasticitet i støbt tilstand uden varmebehandling, er lav nikkeltilsætning (såsom 0,5%) en meget sofistikeret strategi. Varmebehandlingsplan: Hvis du allerede har planlagt ferritudglødning, skal betydningen af ​​at tilføre nikkel revurderes. Udglødning vil eliminere perlit, og den faste opløsnings styrkende effekt af nikkel bliver dominerende. På dette tidspunkt kan lav nikkeltilsætning stadig give en ren, men stærkere ferritmatrix efter udglødning. Ulemperne og omkostningsovervejelserne ved tilsætning af nikkel er høje: nikkel er et dyrt legeringselement, der væsentligt øger råvareomkostningerne. Der skal gennemføres en grundig cost-benefit-analyse. Begrænset effekt: Nikkel er ikke et "universalmiddel", det kan ikke redde et dårligt substrat med dårlig sfæroidisering, mislykket inkubation eller højt Mn/P-indhold. Mulig introduktion af usikkerhed: Overdreven tilsætning af nikkel (såsom >1,5%) kan stabilisere for mange perliter, hvilket kræver højere udglødningstemperaturer eller længere holdetider for at eliminere, hvilket øger vanskeligheden og energiforbruget ved varmebehandling og kan i sidste ende skade forlængelseshastigheden. Konklusionen og den endelige anbefaling betragter nikkeltilsætning som den 'sidste finjusterede forsikring' snarere end det primære middel. Præstationsoptimeringsvejen bør være: 1 Første prioritet (fundament og kerne): Ekstrem oprensning: Reducer Mn til <0,15 %, P<0,03 %，S<0,012 %。 Stærk fertilitet: Implementer resolut "engangsfertilitet+flow-fertilitet", med et mål for grafitkugletal på 1,50/mm²> Sammensætningsoptimering: Brug af høj kulstofækvivalent (~4,5 %), kontrollerer det endelige Si ved 2,2 % -2,5 %. 2. Anden prioritet (evaluering og finjustering): Efter streng implementering af førsteprioritetsplanen, hæld teststænger og test deres ydeevne. Hvis resultatet viser, at forlængelseshastigheden langt overstiger 22% (såsom 25% eller mere), men styrken svinger inden for området 440-450 MPa, er det på nippet til at nå standarden. Så beslutning: På dette tidspunkt er tilføjelse af omkring 0,5 % nikkel det bedste valg. Det kan opnå stabil styrke til en meget lav pris (med minimal indvirkning på forlængelsen) og har den højeste omkostningseffektivitet. 3. Tredje prioritet (endelig garanti): Hvis ydeevnen stadig er ustabil på grund af støbevægtykkelse eller afkølingshastighed, er ferritiseringsudglødning den endelige og mest pålidelige løsning. Under udglødningsproces, selv uden tilsætning af nikkel, er det næsten altid muligt at opfylde kravene til styrke (afhængig af solid opløsningsforstærkning af grafitkugler og Si) og ultrahøj forlængelse (afhængig af ren ferrit) samtidigt. Sammenfattende kan nikkel tilsættes, men det er en "tonic" snarere end en "basisfødevare". I denne stræben efter ultimativ forlængelse er lav nikkeltilsætning (~0,5%) et smart værktøj, der bruges i den sidste fase til at "nøjagtigt bevare styrken".