Hoe de giettoestand en de metallografische structuur van 45 # stalen gietstukken na warmtebehandeling regelen?

De metallografische structuur van 45 # gegoten staal varieert onder verschillende warmtebehandelingsomstandigheden in de As Cast -toestand.

Dus, hoe regelen we de giettoestand en de metallografische structuur van 45 stalen gietstukken na warmtebehandeling bij het produceren ervan? Fijne controle is vereist vanuit zowel het gietproces als het warmtebehandelingsproces, met als doel het verkrijgen van een uniforme, fijne en onschadelijke structuur om te voldoen aan de uiteindelijke prestatievereisten (sterkte, taaiheid, hardheid, enz.).

Hierna volgen de belangrijkste besturingsstrategieën:

1 、 Regel de As gegoten microstructuur (het leggen van een solide basis voor latere warmtebehandeling)

1. Optimaliseer de parameters van het gietproces: giettemperatuur: probeer bij het waarborgen van de vulcapaciteit de giettemperatuur zoveel mogelijk te verlagen. Overmatige stroomtemperatuur kan leiden tot grove korrelgrootte. Het kolomvormige kristalgebied breidt uit. Verhoog de segregatie neiging. Bevorder de vorming van de WEI -organisatie. Koelsnelheid: versnelling van de koelsnelheid: dit is de kern van het verfijnen van de As Cast -microstructuur. Een snellere koelsnelheid kan graangroei onderdrukken, segregatie verminderen en de vorming van de Weibull -structuur verlichten of zelfs vermijden. Methode: gebruik metalen vormen of zandbedekte metalen vormen in plaats van zuivere zandvormen; Plaats koud ijzer in het dikke deel van het gieten; Optimaliseer het schimmelontwerp (zoals uniformiteit van de wanddikte en het verminderen van warmtebesparingen); Kies modelleringsmaterialen met een goede thermische geleidbaarheid; Controleer de temperatuur van de mal. Uniforme koeling: vermijd significante verschillen in koelsnelheden tussen verschillende delen van de casting, wat kan leiden tot ongelijke organisatie en interne stress. Ontwerp redelijkerwijs het schiet- en risersysteem en de lay -out van het koude ijzer.

2. Inoculatie/modificatiebehandeling: hoewel 45 staal niet conventioneel wordt geïnoculeerd als gietijzer, kan in specifieke gevallen worden beschouwd als het toevoegen van sporenlegeringselementen (zoals Vanadium V, Titanium Ti, Niobium NB) of zeldzame aardelementen voor korrelverfijningsbehandeling. Deze elementen vormen een hoge smeltpuntverbindingen (zoals carbiden en nitriden) die dienen als heterogene nucleatie -kernen, die graanverfijning bevorderen. Nauwkeurige controle van toevoegingshoeveelheid en proces is vereist.

3. Controleer de zuiverheid van gesmolten staal: adequate deoxidatie: neem redelijke deoxidatieprocessen aan (zoals neerslagdeoxidatie+diffusiedeoxidatie) om het opgeloste zuurstofgehalte in het gesmolten staal te verminderen, FEO -insluitsels te verminderen en het resulterende korrelgrensverblijf. Gemeenschappelijke deoxidizers zijn mangaanijzer, siliciumijzer en aluminium. Raffinage: als de omstandigheden het toelaten, voert u externe raffinage (zoals argon roeren) uit om het gas (O, H, N) en het inclusiegehalte verder te verminderen. Puur gesmolten staal is gunstig voor het verkrijgen van een dichter, minder defect en uniform gestructureerd als gegoten microstructuur. Controleer het gehalte van S en P: S is vatbaar voor FES of (Mn, Fe) s, waardoor lage smeltpunt eutectisch wordt gevormd bij korrelgrenzen, waardoor de neiging tot heet kraken en verslechterende taaiheid vergroot; P verhoogt koude brosheid. Er moeten inspanningen worden gedaan om de inhoud van S en P te verminderen tot de ondergrens die de standaard vereist. 4. Schimmelontwerpoptimalisatie: lager warmteknooppunten en vermijd langdurige blootstelling aan hoge temperaturen, wat kan leiden tot grove korrels en segregatie. Zorg voor opeenvolgende stolling of gelijktijdige stolling om defecten zoals krimp en porositeit te verminderen, wat vaak resulteert in abnormale microstructuur in deze defectgebieden.

2 、 De conventionele warmtebehandeling voor 45 stalen gegoten stalen delen wordt normaliserend, en soms worden normalisatie en temperen uitgevoerd volgens de vereisten om de organisatie na warmtebehandeling te regelen (de kern is de behandeling normaliseren). Het doel is om defecten in de AS gegoten microstructuur te elimineren en een uniforme en fijne Pearlite+ferrietstructuur te verkrijgen.

1. Normalisatiebehandeling (meest cruciaal):

Verwarmingstemperatuur: meestal geselecteerd tussen 30-50 ℃ boven AC ∝. Voor 45 staal is AC ∝ ongeveer 780 ℃, dus het normalisatietemperatuurbereik ligt in het algemeen tussen 850-880 ℃. Doel: om de As Cast -structuur volledig te maken (gamify), het originele als gegoten structuur (zoals Weibull -structuur, grove korrels en compositorische segregatiegebieden te elimineren (en uniform samengesteld austeniet te verkrijgen. Controle: lage temperatuur, onvolledige austenitisatie, resterende als gegoten structuur; Overmatige temperatuur leidt tot een significante groei van austenietkorrels, wat resulteert in grove microstructuur na het normaliseren. Isolatietijd: er moet voor worden gezorgd dat het gieten volledig is verbrand en de samenstelling van de austeniet in feite uniform is. Berekeningsbasis: meestal berekend op basis van de effectieve dikte van het gietstuk (zoals 1,5-2,0 minuten/millimeter). Controle: te korte tijd, onvolledige austenitisatie van het hart; Als de tijd te lang is, kan dit de oxidatie en decarburisatie verhogen en kan de korrelgrootte groeien. Voor gietstukken met dendritische segregatie kan het een iets langere tijd duren voordat de componenten gelijkmatig diffunderen. Koelmethode: koeling in statische of geforceerde stromende lucht. Doel: om fijnere Pearlite (pseudo eutectoïde structuur) en fijnere ferrietkorrels te verkrijgen dan gloeien. Controle: de koelsnelheid moet uniform en consistent zijn. Vermijd: te snel afkoelen (zoals te veel wind): kan een kleine hoeveelheid niet-evenwichtsstructuur (zoals bainiet of zelfs martensiet) veroorzaken in het dunwandige gebied verschijnen, waardoor de hardheid en brosheid toeneemt. Langzame koeling (zoals te staken te dicht): verliest het normaliserende effect, en de structuur wordt grof en benadert de gegloeide toestand. Zorg ervoor dat de gietstukken voldoende ruimte buiten de oven hebben voor warmtedissipatie. De belangrijkste functie van normaliseren is om grove korrels, kolomvormige korrels en weibull -structuur in de As gegoten microstructuur te elimineren. Verfijn de korrelgrootte en bereik een uniforme structuur. Elimineer interne stress (gedeeltelijk). Verbetering van de snijprestaties. Bied in de toekomst een betere oorspronkelijke structuur voor mogelijk uitdoving en temperen.

2. Verzekering

De metallografische structuur van 45 # gegoten staal na de gloeiende behandeling is uniformer en stabieler in vergelijking met de AS-gegoten structuur, voornamelijk samengesteld uit de volgende delen: Pearlite, het hoofdcomponent van de gegloeide structuur en heeft een gelaagde of plaatachtige structuur, samengesteld uit uniform afwisselend afwisselend ferriet en cementiet. Tijdens het gloeiproces is de tussenlaagafstand van Pearlite uniformer en is de verdeling regelmatiger, wat helpt om de taaiheid en verwerkingsprestaties van het materiaal te verbeteren. Ferriet: gedistribueerd in blok- of kleine netwerkvorm rond Pearlite of bij korrelgrenzen. In vergelijking met de AS Cast -toestand heeft het gegloeide ferriet een meer regelmatige morfologie, meer uniforme hoeveelheid en verdeling, waardoor de nadelige effecten van grof of netwerkferriet worden verminderd die kunnen bestaan in de AS Cast -toestand op prestaties. De belangrijkste functie van gloeien is het elimineren van gietstress, het verfijnen van de korrelgrootte en het verbeteren van de uniformiteit van de microstructuur. Daarom zullen in de gegloeide 45 # gegoten staalstructuur slechte structuren zoals de Weibull -structuur in principe worden geëlimineerd en zal de invloed van gietdefecten (zoals losheid) ook worden verzwakt vanwege de verdichting van de structuur. De algehele prestaties zijn geschikter voor latere verwerking of gebruik.

3. Temperatiebehandeling: voor gewone 45 stalen gietstukken kunnen na het normaliseren de meeste prestatie -eisen meestal worden voldaan zonder te temperen. De koelsnelheid van het normaliseren is niet voldoende om significante blusspanning te genereren. Situaties die temperen vereisen: voor gietstukken die een extreem hoge dimensionale stabiliteit vereisen, kan het temperen van lage temperatuur (150-250 ℃) verder de restspanning elimineren. De gietstructuur is bijzonder complex en er is overmatige lokale stress tijdens het normaliserende koelproces (zelfs als er geen martensiet wordt geproduceerd). Onjuiste controle van de normaliserende koelsnelheid leidt tot het uiterlijk van een kleine hoeveelheid harde en brosse martensiet of bainiet in lokale gebieden, vooral in dunwandige en scherpe hoeken. Lage temperaturen (200-300 ℃) is vereist om de hardheid en brosheid te verminderen. Tempertemperatuur: in het algemeen 150-300 ℃ (temperen van lage temperatuur). Isolatietijd: berekend op basis van dikte (bijvoorbeeld 1-2 uur/inch) om warmtepenetratie te garanderen. Koeling: luchtkoeling. 3 、 Besturingsmaatregelen die door het hele proces 1 strikte samenstellingscontrole lopen: zorg ervoor dat belangrijke elementen zoals C, Mn, Si, etc. binnen het standaardbereik liggen (zoals GB/T 11352 of ASTM A27/A27M). De fluctuatie van het koolstofgehalte heeft direct invloed op het aandeel en de eigenschappen van pearliet en ferriet in de uiteindelijke structuur. Controleer strikt de inhoud van schadelijke elementen S en P. Controleer het gehalte aan resterende elementen (zoals Cr, Ni, Cu, MO, enz.) Om hun onverwachte toename te voorkomen die het faseversie en microstructuur beïnvloedt. 2. Metallografische inspectie en feedback: als castinspectie: bemonstering wordt genomen op kritieke locaties om te controleren op ernstige problemen zoals grove korrelgrootte, Weibull-structuur en overmatige niet-metalen insluitsels. Tijdige feedback wordt gegeven om het gietproces aan te passen. Inspectie na warmtebehandeling: dit is de belangrijkste stap. Na de uiteindelijke warmtebehandeling (meestal in de genormaliseerde toestand of genormaliseerde+getemperde toestand), moeten monsters worden genomen uit het gietlichaam of bevestigd testblok voor metallografisch onderzoek: het microstructuurtype moet uniform verdeeld fijn Pearlite+polygonaal ferriet zijn (soms ferriet wordt verdeeld in een mesh langs de oorspronkelijke austenitische korrelgrenzen). Het is niet toegestaan om resterende caststructuur, Weibull -structuur, een grote hoeveelheid Bainite of Martensite te hebben. De korrelgrootte: evalueer de graadgrootte van de austenietkorrel (meestal vereist 5-8 graden of fijner). Niet -metalen insluitsels: de rating wordt gecontroleerd binnen het gekwalificeerde bereik. Prestatietests: samenwerken met mechanische prestatietests (treksterkte, opbrengststerkte, verlenging, impactsenergie, hardheid) om te controleren of de organisatiecontrole de verwachte prestatiedoelen bereikt. Samenvatting van controlepunten: 1. Als gegoten fundering: lage oververhitting giet+snelle en uniforme koeling → Een relatief klein, uniform en defectvrij verkrijgen als gegoten microstructuur. 2. Kernwarmtebehandeling (normaliseren): Nauwkeurige temperatuur: AC ∝+30 ~ 50 ℃ (850-880 ℃) → Volledige austenitisatie zonder groei. Voldoende tijd: grondige brandende+uniforme koeling van componenten; Geschikt: uniforme luchtkoeling → Het verkrijgen van fijn pearlite+ferriet. 3. Noodzakelijke temperen: alleen gebruikt om spanning te verlichten of lokale niet-evenwichtsstructuren te behandelen (temperen van lage temperatuur).

4. Pure ingrediënten: laag in S en P, volledig gedeoxygeneerd.

5. Strikte inspectie: de metallografische structuur en mechanische eigenschappen van AS-cast- en warmtebehandelde materialen zijn de uiteindelijke evaluatiecriteria.

Door de bovenstaande stappen systematisch te besturen, is het mogelijk om effectief ervoor te zorgen dat 45 stalen gietstukken na warmtebehandeling een ideale cast -toestand en metallografische structuur verkrijgen, waardoor aan hun serviceprestatievereisten voldoet. ** Metallografisch onderzoek is het ultieme middel om de effectiviteit van alle procescontroles te verifiëren.