Πώς να παράγετε εξαρτήματα από χυτοσίδηρο υψηλής ποιότητας υψηλής ποιότητας;

Ο χυτοσίδηρος με υψηλή περιεκτικότητα σε χρώμιο είναι ένα εξαιρετικά σημαντικό υλικό ανθεκτικό στη φθορά που χρησιμοποιείται ευρέως σε βιομηχανίες όπως η μεταλλουργία, η εξόρυξη, το τσιμέντο και η ηλεκτρική ενέργεια. Οι διαδικασίες τήξης και θερμικής επεξεργασίας του απαιτούν αυστηρές απαιτήσεις για να διασφαλιστεί η απόκτηση ιδανικής μικροδομής και εξαιρετικής αντοχής στη φθορά.

Ακολουθεί μια λεπτομερής εξήγηση των βασικών σημείων τήξης των συστατικών, της θερμοκρασίας τήξης, της θερμοκρασίας έκχυσης και της διαδικασίας θερμικής επεξεργασίας για χυτοσίδηρο υψηλής περιεκτικότητας σε χρώμιο.

1、 Η χημική σύνθεση του λιωμένου χυτοσιδήρου με υψηλή περιεκτικότητα σε χρώμιο είναι η βάση της απόδοσής του, συνήθως με το Cr/C (αναλογία άνθρακα χρωμίου) ως βασικό στοιχείο σχεδίασης.

1. Εύρος χημικής σύνθεσης πυρήνα (τυπικό): Άνθρακας (C): 2,0% -3,5%. Η περιεκτικότητα σε άνθρακα καθορίζει την ποσότητα, τη μορφολογία και τη σκληρότητα των πρωτογενών καρβιδίων και των ευτηκτικών καρβιδίων. Όσο υψηλότερη είναι η περιεκτικότητα σε άνθρακα, τόσο μεγαλύτερη είναι η σκληρότητα, αλλά η σκληρότητα μειώνεται. Χρώμιο (Cr): 12% -30% (συνήθως βρίσκεται στο 15% -28%). Το χρώμιο είναι βασικό στοιχείο για το σχηματισμό καρβιδίων και τη διασφάλιση της αντοχής στη διάβρωση του υποστρώματος. Το βασικό σημείο είναι ο έλεγχος της αναλογίας Cr/C. Μολυβδαίνιο (Mo): 0,5% -3,0%. Το μολυβδαίνιο μπορεί να βελτιώσει τη σκληρυνσιμότητα, να αναστείλει τον μετασχηματισμό του περλίτη και να προωθήσει το σχηματισμό μπαινίτη ή μαρτενσίτη, ειδικά για χύτευση μεγάλων τμημάτων. Ταυτόχρονα, μπορεί να βελτιώσει την οργάνωση, να βελτιώσει τη σκληρότητα και την αντοχή στη φθορά. Χαλκός (Cu): 0,5% -1,5%. Χρησιμοποιείται επίσης για τη βελτίωση της σκληρυνσιμότητας και είναι ένα μερικώς φθηνό υποκατάστατο του μολυβδαινίου, αλλά η επίδρασή του δεν είναι τόσο καλή όσο το μολυβδαίνιο. Νικέλιο (Ni): 0-1,5%. Βοηθά στη βελτίωση της σκληρυνσιμότητας και στην ενίσχυση της μήτρας. Μαγγάνιο (Mn): 0,5% -1,0%. Σταθεροποιεί τον ωστενίτη και βελτιώνει τη σκληρότητα. Ωστόσο, τα υπερβολικά υψηλά επίπεδα μπορούν να σταθεροποιήσουν τον ωστενίτη, οδηγώντας σε αύξηση του υπολειμματικού ωστενίτη και διαχωρισμό στα όρια των κόκκων, κάτι που είναι επιζήμιο για τη σκληρότητα. Πυρίτιο (Si): 0,3% -1,0%. Αποοξειδωτικά στοιχεία, αλλά θα προωθήσει τη γραφιτοποίηση καρβιδίου, επομένως η περιεκτικότητα δεν πρέπει να είναι πολύ υψηλή. Θείο (S) και φώσφορος (P): Αυστηρά περιορισμένο. P < 0,06%，S <0,05%. Είναι όλα επιβλαβή στοιχεία που μπορούν να μειώσουν σοβαρά την σκληρότητα και την αντοχή και να αυξήσουν την τάση για θερμικό ράγισμα.

2. Η σημασία του λόγου Cr/C: Cr/C<4: (Fe, Cr) ∝ Θα εμφανιστούν καρβίδια C στη δομή, με χαμηλότερη σκληρότητα και χαμηλή αντοχή στη φθορά. Cr/C ≈ 4-10: υψηλή σκληρότητα (Fe, Cr) ₇ C ∨ ευτηκτικό καρβίδιο (που είναι η κύρια πηγή αντοχής στη φθορά του χυτοσιδήρου υψηλής περιεκτικότητας σε χρώμιο) σχηματίζεται με τη μορφή ράβδου ή λωρίδας, η οποία έχει μικρότερη επίδραση σχισίματος στη μήτρα και καλύτερη σκληρότητα. Αυτό είναι το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο διάστημα. Cr/C>10: Αρχίζει να σχηματίζεται μεγάλη ποσότητα καρβιδίων (Cr, Fe) ₂ ∝ C ₆ - τύπου. Αν και η αντίσταση στη διάβρωση βελτιώνεται, η σκληρότητα μειώνεται και η αντίσταση στη φθορά δεν είναι τόσο καλή όσο (Fe, Cr) ₇ C ₆.

3. Υπολογισμός συστατικών: Υπολογίστε την αναλογία φόρτισης του κλιβάνου με βάση το συστατικό-στόχο και το ποσοστό ανάκτησης. Το φορτίο του κλιβάνου αποτελείται συνήθως από χυτοσίδηρο, σκραπ χάλυβα, σίδηρο χρωμίου (όπως σίδηρος υψηλής περιεκτικότητας σε χρώμιο, σίδηρος χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα), σίδηρος μολυβδαινίου, χαλκός, πλάκα νικελίου κ.λπ. Αναφορά για το ποσοστό ανάκτησης: Στοιχεία όπως το Cr και το Mo έχουν υψηλή συχνότητα ανάκτησης όταν τήκονται σε κλίβανο -9% συνήθως, υπολογίζεται σε μέτρια θερμοκρασία 5% -9%. Το ποσοστό ανάκτησης του Mn είναι περίπου 85% -95%.

2, Θερμοκρασία τήξης και θερμοκρασία έκχυσης

1. Θερμοκρασία τήξης: Η θερμοκρασία τήξης δεν πρέπει να είναι πολύ υψηλή, συνήθως ελέγχεται μεταξύ 1480 ° C και 1520 ° C. Αιτία: Η υπερβολική θερμοκρασία μπορεί να αυξήσει την απώλεια καύσης των στοιχείων του κράματος (όπως οξείδωση Cr και Si), να εντείνει την απορρόφηση υδρογόνου και αζώτου στο υγρό χάλυβα και να κάνει τους κόκκους να είναι χοντροκομμένοι. Η χαμηλή θερμοκρασία δεν ευνοεί την τήξη του κράματος, την ομογενοποίηση της σύνθεσης και το διαχωρισμό του σιδήρου σκωρίας.

2. Θερμοκρασία έκχυσης: Η θερμοκρασία έκχυσης πρέπει να προσδιορίζεται σύμφωνα με το πάχος του τοιχώματος και τη δομή της χύτευσης, που συνήθως κυμαίνεται από 1380 ° C έως 1450 ° C. Για χοντρά και απλά μέρη, θα πρέπει να χρησιμοποιείται χαμηλότερη θερμοκρασία έκχυσης (όπως 1380 ° C έως 1420 ° C) για τη διευκόλυνση της διαδοχικής στερεοποίησης και μείωσης του μεγέθους. Λεπτά τοιχώματα και πολύπλοκα μέρη: Χρησιμοποιήστε υψηλότερες θερμοκρασίες έκχυσης (όπως 1420 ° C-1450 ° C) για να εξασφαλίσετε καλή ικανότητα πλήρωσης. Αρχή: Με την προϋπόθεση της εξασφάλισης πλήρωσης, προσπαθήστε να χρησιμοποιήσετε όσο το δυνατόν χαμηλότερη θερμοκρασία έκχυσης.

3, Βασικά σημεία της διαδικασίας θερμικής επεξεργασίας

Η χυτή μικροδομή του χυτοσιδήρου υψηλής περιεκτικότητας σε χρώμιο είναι συνήθως ωστενίτης+ευτηκτικά καρβίδια+μερικός περλίτης, με χαμηλή σκληρότητα και κακή σκληρότητα. Μια μαρτενσιτική μήτρα με υψηλή σκληρότητα και αντοχή στη φθορά μπορεί να ληφθεί μόνο μέσω θερμικής επεξεργασίας.

Ο πυρήνας της θερμικής επεξεργασίας είναι η «ωστενίωση+σβέση».

1. Ωστενίωση: Θερμοκρασία: 940 ° C-980 ° C. Η συγκεκριμένη θερμοκρασία εξαρτάται από τη σύνθεση, ειδικά την περιεκτικότητα σε Cr και C. Για συνθέσεις με υψηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα και υψηλό χρώμιο, λάβετε το κατώτερο όριο θερμοκρασίας, διαφορετικά λάβετε το ανώτερο όριο θερμοκρασίας. Χρόνος μόνωσης: Συνήθως υπολογίζεται με βάση το πάχος του τοιχώματος, η μόνωση διαρκεί 1 ώρα για κάθε 25 χιλιοστά. Βεβαιωθείτε ότι ο άνθρακας και τα στοιχεία κραμάτων στα καρβίδια διαλύονται πλήρως στον ωστενίτη, αλλά ο παρατεταμένος χρόνος μπορεί να οδηγήσει σε ανάπτυξη κόκκων και τραχύτητα καρβιδίου. Σημείο κλειδί: Μετά την ωστενίωση, η μήτρα γίνεται ωστενίτης πλούσιος σε άνθρακα και κράματα.

2. Σβήσιμο: Μέθοδος ψύξης: Αφού αφαιρεθεί από τη θερμοκρασία ωστενιτισμού, πρέπει να ψύχεται γρήγορα (σβήνεται). Κοινή μέθοδος: Σβήσιμο με αέρα: Αυτή είναι η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη και ασφαλής μέθοδος. Λόγω της υψηλής περιεκτικότητάς του σε κράμα και της καλής σκληρυνσιμότητας, η ψύξη με αέρα είναι επαρκής για να αποφευχθεί ο μετασχηματισμός του περλίτη και να ληφθεί μαρτενσιτική μήτρα. Για μεγάλα ή πολύπλοκα εξαρτήματα, η ψύξη με αέρα μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά τον κίνδυνο ρωγμών. Εξαναγκασμένος σβήσιμο αέρα: χρήση ανεμιστήρα για φυσώντας αέρα και επιτάχυνση της ψύξης. Απόσβεση λαδιού: Χρησιμοποιείται μόνο για χύτευση πολύ μικρού ή απλού σχήματος, με υψηλό κίνδυνο και εύκολο ράγισμα, που απαιτεί μεγάλη προσοχή. Σκοπός: Υπερψύξη ωστενίτη υψηλής θερμοκρασίας κάτω από τη θερμοκρασία μαρτενσιτικού μετασχηματισμού (σημείο Ms) και μετατροπή του σε μαρτενσίτη υψηλής σκληρότητας.

3. Θερμοκρασία: Αναγκαιότητα: Μετά το σβήσιμο, η εσωτερική καταπόνηση είναι εξαιρετικά υψηλή, και η δομή είναι μαρτενσίτης+υπολειμματικός ωστενίτης, ο οποίος είναι πολύ εύθραυστος και πρέπει να σκληρυνθεί αμέσως. Θερμοκρασία: Η σκλήρυνση χαμηλής θερμοκρασίας χρησιμοποιείται συνήθως μεταξύ 200 ° C και 300 ° C, και μερικές φορές χρησιμοποιείται επίσης σκλήρυνση μέσης θερμοκρασίας γύρω στους 450 ° C (που μειώνει τη σκληρότητα αλλά βελτιώνει τη σκληρότητα). Χρόνος μόνωσης: 2-6 ώρες (ανάλογα με το πάχος του τοίχου). Λειτουργία: Ανακουφίστε το άγχος απόσβεσης και αποτρέψτε το ράγισμα κατά τη χρήση. Η μετατροπή του σβησμένου μαρτενσίτη σε σκληρυμένο μαρτενσίτη μειώνει ελαφρώς τη σκληρότητα, αλλά βελτιώνει σημαντικά τη σκληρότητα και τη σταθερότητα. Προωθήστε τη μετατροπή κάποιου υπολειμματικού ωστενίτη σε μαρτενσίτη (δευτερογενής απόσβεση).

4. Ειδική διαδικασία: Υποκρίσιμη επεξεργασία. Για ορισμένες συνθήκες εργασίας που απαιτούν υψηλή αντοχή σε κρούση, μπορεί να χρησιμοποιηθεί υποκρίσιμη επεξεργασία με μακροχρόνια μόνωση (όπως 4-10 ώρες) μεταξύ 450 ° C-520 ° C. Αυτή η διαδικασία αποσυνθέτει τον υπολειμματικό ωστενίτη σε φερρίτη μπαινίτη και καρβίδια, με αποτέλεσμα έναν εξαιρετικό συνδυασμό αντοχής και σκληρότητας, αλλά η σκληρότητα μπορεί να μειωθεί.

Περίληψη: Μια τυπική καμπύλη θερμικής επεξεργασίας για τον χυτοσίδηρο KmTBCr26 υψηλής περιεκτικότητας σε χρώμιο είναι η εξής: [Ωστενιτοποίηση] Θέρμανση στους 960 ° C ± 10 ° C -> Διατήρηση για 4-6 ώρες -> [Σβήσιμο] Ψύξη αέρα σε θερμοκρασία δωματίου -> [Θερμοκρασία] Άμεση θέρμανση -2H>0 °C 4-6 ώρες ->Αερόψυξη μετά την εκφόρτιση. Σημαντική υπενθύμιση: Πριν εισέλθετε στον κλίβανο για θερμική επεξεργασία, τα χυτά πρέπει να καθαριστούν σχολαστικά (αφαίρεση άμμου χύτευσης, ανυψωτικών κ.λπ.). Ο ρυθμός θέρμανσης δεν πρέπει να είναι πολύ γρήγορος, ειδικά για πολύπλοκα εξαρτήματα. Συνιστάται η θέρμανση βήμα προς βήμα (όπως η διατήρηση ομοιόμορφης θερμοκρασίας 600 ° C για ένα χρονικό διάστημα). Μετά το σκλήρυνση, πρέπει να κρυώσει σε θερμοκρασία δωματίου πριν από τη χρήση. Μόνο με τον ακριβή έλεγχο της σύνθεσης, της τήξης και μιας σειράς παραμέτρων θερμικής επεξεργασίας μπορούν να παραχθούν εξαρτήματα υψηλής απόδοσης από χυτοσίδηρο υψηλής απόδοσης, ανθεκτικά στη φθορά.