Како произвести висококвалитетне делове од ливеног гвожђа са високим садржајем хрома?

Ливено гвожђе са високим садржајем хрома је изузетно важан материјал отпоран на хабање који се широко користи у индустријама као што су металургија, рударство, цемент и енергија. Његови процеси топљења и термичке обраде захтевају строге захтеве да би се обезбедила идеална микроструктура и одлична отпорност на хабање.

Следеће је детаљно објашњење кључних тачака топљења састојака, температуре топљења, температуре изливања и процеса топлотне обраде ливеног гвожђа са високим садржајем хрома.

1、 Хемијски састав топљеног ливеног гвожђа са високим садржајем хрома је основа његових перформанси, обично са Цр/Ц (однос угљеника хрома) као основним елементом дизајна.

1. Распон хемијског састава језгра (типично): Угљеник (Ц): 2,0% -3,5%. Садржај угљеника одређује количину, морфологију и тврдоћу примарних карбида и еутектичких карбида. Што је већи садржај угљеника, већа је тврдоћа, али се жилавост смањује. Хром (Цр): 12% -30% (обично се налази у 15% -28%). Хром је кључни елемент за формирање карбида и обезбеђивање отпорности подлоге на корозију. Кључна тачка је контрола односа Цр/Ц. Молибден (Мо): 0,5% -3,0%. Молибден може побољшати очвршћавање, инхибирати трансформацију перлита и подстаћи формирање баинита или мартензита, посебно за одливање великих пресека. Истовремено, може побољшати организацију, побољшати жилавост и отпорност на хабање. Бакар (Цу): 0,5% -1,5%. Такође се користи за побољшање очвршћавања и делимично је јефтина замена за молибден, али његов ефекат није тако добар као молибден. Никл (Ни): 0-1,5%. Помаже у побољшању очвршћавања и јачању матрице. Манган (Мн): 0,5% -1,0%. Стабилизују аустенит и побољшавају очвршћавање. Међутим, превисоки нивои могу стабилизовати аустенит, што доводи до повећања резидуалног аустенита и сегрегације на границама зрна, што је штетно за жилавост. Силицијум (Си): 0,3% -1,0%. Деоксидирајуће елементе, али ће промовисати графитизацију карбида, тако да садржај не би требало да буде превисок. Сумпор (С) и фосфор (П): Строго ограничено. П < 0,06%, С < 0,05%。 Сви су штетни елементи који могу озбиљно да смање жилавост и чврстоћу и повећају склоност термичком пуцању.

2. Важност односа Цр/Ц: Цр/Ц<4: (Фе, Цр) ∝ Ц карбиди ће се појавити у структури, са мањом тврдоћом и слабом отпорношћу на хабање. Цр/Ц ≈ 4-10: висока тврдоћа (Фе, Цр) ₇ Ц ∨ еутектички карбид (који је главни извор отпорности на хабање високохромираног ливеног гвожђа) формира се у облику шипке или траке, која има мањи ефекат цепања на матрицу и бољу жилавост. Ово је најчешће коришћени интервал. Цр/Ц>10: Почиње да се формира велика количина (Цр, Фе) ₂ ∝ Ц ₆ - типа карбида. Иако је отпорност на корозију побољшана, тврдоћа се смањује и отпорност на хабање није тако добра као (Фе, Цр) ₇ Ц ₆.

3. Прорачун састојака: Израчунајте однос пуњења пећи на основу циљаног састојка и стопе опоравка. Пуњење пећи се обично састоји од сировог гвожђа, отпадног челика, хромираног гвожђа (као што је гвожђе са високим садржајем угљеника хрома, гвожђа са ниским садржајем угљеника), молибденског гвожђа, бакра, никловане плоче, итд. Референца за стопу опоравка: Елементи као што су Цр и Мо имају високу стопу опоравка када се топе у фурни на средњој фреквенцији индукције - 9 %, индукција обично 5 %. Стопа опоравка Мн је око 85% -95%.

2、 Температура топљења и температура сипања

1. Температура топљења: Температура точења не би требало да буде превисока, обично се контролише између 1480 ° Ц и 1520 ° Ц. Разлог: Прекомерна температура може повећати губитак сагоревања легираних елемената (као што је оксидација Цр и Си), интензивирати апсорпцију водоника и азота у челичној течности и учинити зрна грубим. Ниска температура не погодује топљењу легуре, хомогенизацији састава и одвајању шљаке.

2. Температура изливања: Температуру изливања треба одредити према дебљини зида и структури одливака, обично у распону од 1380 ° Ц до 1450 ° Ц. За дебеле и једноставне делове, треба користити нижу температуру изливања (као што је 1380 ° Ц до 1420 ° Ц) да би се олакшало секвенцијално очвршћавање грана, смањила величина зрна. Танки зидови и сложени делови: Користите више температуре сипања (као што је 1420 ° Ц-1450 ° Ц) да бисте осигурали добру способност пуњења. Принцип: Под претпоставком да обезбедите пуњење, покушајте да користите нижу температуру сипања што је више могуће.

3、 Кључне тачке процеса топлотне обраде

Као ливена микроструктура ливеног гвожђа са високим садржајем хрома је обично аустенит + еутектички карбиди + делимични перлит, ниске тврдоће и лоше жилавости. Мартензитна матрица високе тврдоће и отпорности на хабање може се добити само топлотном обрадом.

Срж термичке обраде је "аустенитизација+гашење".

1. Аустенитизација: Температура: 940 ° Ц-980 ° Ц. Специфична температура зависи од састава, посебно садржаја Цр и Ц. За формуле са високим садржајем угљеника и хрома, узмите доњу температурну границу, у супротном узмите горњу температурну границу. Време изолације: Обично се израчунава на основу дебљине зида, изолација траје 1 сат на сваких 25 милиметара. Уверите се да су угљеник и легирајући елементи у карбидима потпуно растворени у аустенит, али продужено време може довести до раста зрна и грубости карбида. Кључна тачка: Након аустенитизације, матрица постаје аустенит богата угљеником и легирајућим елементима.

2. Кашење: Метода хлађења: Након уклањања са температуре аустенитизације, мора се брзо охладити (угасити). Уобичајени метод: Гашење ваздуха: Ово је најчешће коришћена и сигурна метода. Због високог садржаја легуре и добре отврдљивости, ваздушно хлађење је довољно да се избегне трансформација перлита и добије мартензитна матрица. За велике или сложене компоненте, ваздушно хлађење може ефикасно смањити ризик од пуцања. Присилно гашење ваздуха: коришћење вентилатора за издувавање ваздуха и убрзавање хлађења. Гашење уљем: Користи се само за веома мале или једноставне одливке, са високим ризиком и лаком пуцањем, што захтева велики опрез. Сврха: За прехлађење високотемпературног аустенита испод температуре мартензитне трансформације (Мс тачка) и трансформацију у мартензит високе тврдоће.

3. Каљење: Неопходност: После гашења, унутрашњи напон је изузетно висок, а структура је мартензит + резидуални аустенит, који је веома крт и мора се одмах темперирати. Температура: Каљење на ниској температури се обично користи између 200°Ц и 300°Ц, а понекад се користи и средње температурно каљење око 450°Ц (што смањује тврдоћу, али побољшава жилавост). Време изолације: 2-6 сати (у зависности од дебљине зида). Функција: Ослободите стрес гашења и спречите пуцање током употребе. Трансформација каљеног мартензита у каљени мартензит незнатно смањује тврдоћу, али значајно побољшава жилавост и стабилност. Промовисати трансформацију заосталог аустенита у мартензит (секундарно гашење).

4. Посебан процес: Субкритични третман. За неке радне услове који захтевају високу ударну жилавост, може се користити субкритични третман са дуготрајном изолацијом (као што је 4-10 сати) између 450°Ц-520°Ц. Овај процес разлаже резидуални аустенит у баинит ферит и карбиде, што резултира одличном комбинацијом чврстоће и жилавости, али тврдоћа се може смањити.

Резиме: Типична крива топлотног третмана за ливено гвожђе КмТБЦр26 са високим хромом је следећа: [Аустенитизација] Загревање на 960 °Ц ± 10 °Ц ->Чување 4-6 сати ->[Кушење] Хлађење ваздухом до собне температуре ->[Каљење] Одмах загревање до °±10 °Ц 4-6 сати ->Хлађење ваздухом након пражњења. Важан подсетник: Пре уласка у пећ за термичку обраду, одливци морају бити темељно очишћени (уклањање песка за обликовање, подизача итд.). Брзина загревања не би требало да буде пребрза, посебно за сложене компоненте. Препоручује се загревање корак по корак (као што је одржавање уједначене температуре од 600 ° Ц током одређеног временског периода). Након каљења, мора се охладити на собну температуру пре употребе. Само прецизном контролом састава, топљења и низа параметара термичке обраде могу се произвести делови од ливеног гвожђа отпорних на хабање високих перформанси.