Hur kontrollerar jag gjutningstillståndet och metallografisk struktur på 45 # stålgjutningar efter värmebehandling?

Den metallografiska strukturen på 45 # gjutstål varierar under olika värmebehandlingsförhållanden i AS -gjutetillståndet.

Så, hur kontrollerar vi gjutningstillståndet och metallografisk struktur för 45 stålgjutningar efter värmebehandling när vi producerar dem? Fin kontroll krävs från både gjutningsprocessen och värmebehandlingsprocessen, med målet att få en enhetlig, fin och ofarlig struktur för att uppfylla de slutliga prestandakraven (styrka, seghet, hårdhet etc.).

Följande är viktiga kontrollstrategier:

1 、 Kontrollera As gjuten mikrostruktur (lägger en solid grund för efterföljande värmebehandling)

1. Optimera gjutningsprocessparametrar: Hälltemperatur: Samtidigt som du säkerställer fyllningskapaciteten, försök att minska hälltemperaturen så mycket som möjligt. Överdriven hälltemperatur kan leda till grov kornstorlek. Columnar Crystal -regionen expanderar. Öka segregeringstendensen. Främja bildandet av WEI -organisationen. Kylhastighet: Accelerera kylningshastigheten: Detta är kärnan i förädling av AS -gjuten mikrostruktur. En snabbare kylningshastighet kan undertrycka korntillväxt, minska segregeringen och lindra eller till och med undvika bildandet av Weibull -strukturen. Metod: Använd metallformar eller sandtäckta metallformar istället för rena sandformar; Placera kallt järn i den tjocka delen av gjutningen; Optimera mögeldesign (såsom väggtjocklekens enhetlighet och minska värmebesparingarna); Välj modelleringsmaterial med god värmeledningsförmåga; Kontrollera formens temperatur. Uniformkylning: Undvik betydande skillnader i kylningshastigheter mellan olika delar av gjutningen, vilket kan leda till ojämn organisation och intern stress. Utformar rimligt häll- och stigningssystemet och det kalla järnets utformning.

2. Inokulerings-/modifieringsbehandling: Även om 45 stål inte är konventionellt inokulerat som gjutjärn, i specifika fall, kan det betraktas som att lägga till spårlegeringselement (såsom vanadium V, titan Ti, Niobo NB) eller sällsynta element för spannmål. Dessa element bildar höga smältpunktföreningar (såsom karbider och nitrider) som fungerar som heterogena kärnbildningskärnor, vilket främjar kornförfining. Noggrann kontroll av tilläggsbelopp och process krävs.

3. Kontrollera renheten hos smält stål: adekvat deoxidation: Anta rimliga deoxidationsprocesser (såsom nederbördsdeoxidation+diffusionsdeoxidation) för att minska det upplösta syreinnehållet i det smälta stålet, minska FeO -inneslutningar och den resulterande korngränsen. Vanliga deoxidisatorer inkluderar mangansjärn, kiseljärn och aluminium. Raffinering: Om förhållanden tillåter, utför extern raffinering (t.ex. argon omrörning) för att ytterligare minska gas (O, H, N) och inkludering. Rent smält stål är fördelaktigt för att få en tätare, mindre defekt och enhetligt strukturerad som gjuten mikrostruktur. Kontrollera innehållet i S och P: S är benägna att bilda FES eller (Mn, Fe), och bildar låg smältpunkt eutektisk vid korngränser, vilket ökar tendensen till het sprickor och försämrade seghet; P ökar kall sprödhet. Insatser bör göras för att minska innehållet i S och P till den nedre gränsen som krävs enligt standarden. 4. Optimering av mögeldesign: Minska värmebärarna och undvika långvarig exponering för höga temperaturer, vilket kan leda till grova korn och segregering. Säkerställa sekventiell stelning eller samtidig stelning för att minska defekter såsom krympning och porositet, vilket ofta resulterar i onormal mikrostruktur i dessa defektområden.

2 、 Den konventionella värmebehandlingen för 45 stålgjutna ståldelar normaliseras, och ibland normaliserar och härdar sig utförs enligt kraven för att kontrollera organisationen efter värmebehandling (kärnan normaliserar behandling). Syftet är att eliminera defekter i AS -gjuten mikrostruktur och erhålla en enhetlig och fin pearlite+ferritstruktur.

1. Normaliseringsbehandling (mest avgörande):

Uppvärmningstemperatur: Vanligtvis vald mellan 30-50 ℃ över AC ∝. För 45 stål är AC ∝ cirka 780 ℃, så det normaliserande temperaturområdet är i allmänhet mellan 850-880 ℃. Syfte: Att fullt ut austenitisera (gamify) AS -gjutstrukturen, eliminera originalet som gjutstruktur (såsom Weibull -struktur, grova korn och kompositionssegregeringsområden) och erhålla enhetligt sammansatt austenit. Kontroll: låg temperatur, ofullständig austenitisering, återstående som gjutstruktur; Överdriven temperatur leder till betydande tillväxt av austenitkorn, vilket resulterar i grov mikrostruktur efter normalisering. Isoleringstid: Det bör säkerställas att gjutningen är helt brännd och austenitkompositionen är i princip enhetlig. Beräkningsbasis: Vanligtvis beräknat baserat på gjutningens effektiva tjocklek (såsom 1,5-2,0 minuter/millimeter). Kontroll: För kort tid, ofullständig austenitisering av hjärtat; Om tiden är för lång kan det öka oxidationen och avkolningen och kornstorleken kan växa. För gjutningar med dendritisk segregering kan det ta lite längre tid för komponenterna att diffundera jämnt. Kylmetod: Kylning i statisk eller tvingad flödande luft. Mål: Att erhålla finare pärlemor (pseudo eutektoidstruktur) och finare ferritkorn än glödgning. Kontroll: Kylningshastigheten ska vara enhetlig och konsekvent. Undvik: Kylning för snabbt (som för mycket vind): kan orsaka en liten mängd icke-jämviktsstruktur (som bainit eller till och med martensit) att dyka upp i det tunnväggiga området, vilket ökar hårdheten och sprödheten. Långsam kylning (såsom stapling för tätt): förlorar den normaliserande effekten, och strukturen grovas och närmar sig det glödgade tillståndet. Se till att gjutningarna har tillräckligt med utrymme utanför ugnen för värmeavledning. Huvudfunktionen för att normalisera är att eliminera grova korn, kolumnkorn och Weibull -struktur i As gjuten mikrostruktur. Förfina kornstorlek och uppnå enhetlig struktur. Eliminera intern stress (delvis). Förbättra skärprestanda. Ge bättre originalstruktur för möjlig kylning och härdning i framtiden.

2. Gläderbehandling

Den metallografiska strukturen av 45 # gjutstål efter glödgning av behandlingen är mer enhetlig och stabil jämfört med AS-gjutstrukturen, främst sammansatt av följande delar: Pearlite, som är huvudkomponenten i den glödgade strukturen och har en skiktad eller arkliknande struktur, sammansatt av enhetligt växlande ferrit och cementit. Under glödgningsprocessen är mellanlagringsavståndet mellan pärlit mer enhetlig och distributionen är mer regelbunden, vilket hjälper till att förbättra materialets seghet och bearbetning. Ferrit: Distribuerad i block eller liten nätverksform runt pärlemor eller vid korngränser. Jämfört med AS -gjutetillståndet har den glödgade ferriten en mer regelbunden morfologi, en mer enhetlig mängd och distribution, vilket minskar de negativa effekterna av grova eller nätverksferrit som kan existera i AS -gjutstillståndet på prestanda. Huvudfunktionen för glödgning är att eliminera gjutspänning, förfina kornstorlek och förbättra mikrostrukturens enhetlighet. I den glödgade 45 # gjutna stålstrukturen elimineras därför dåliga strukturer såsom Weibull -strukturen i princip, och påverkan av gjutningsfel (såsom löshet) kommer också att försvagas på grund av förtätningen av strukturen. Den totala prestandan är mer lämplig för efterföljande bearbetning eller användning.

3. Tempereringsbehandling: För vanliga 45 stålgjutningar, efter normalisering, kan de flesta prestandakrav vanligtvis uppfyllas utan att härda. Kylningshastigheten för normalisering är inte tillräcklig för att generera betydande kylningsspänning. Situationer som kräver temperering: För gjutningar som kräver extremt hög dimensionell stabilitet kan lågtemperaturtemperning (150-250 ℃) ytterligare eliminera restspänning. Gjutningsstrukturen är särskilt komplex, och det finns överdriven lokal stress under normaliserande kylningsprocess (även om ingen martensit produceras). Felaktig kontroll av den normaliserande kylningshastigheten leder till utseendet på en liten mängd hård och spröd martensit eller bainit i lokala områden, särskilt i tunnväggiga och skarpa hörn. Låg temperaturtempering (200-300 ℃) krävs för att minska dess hårdhet och sprödhet. Tempereringstemperatur: Generellt 150-300 ℃ (lågtemperatur temperering). Isoleringstid: Beräknad med tjocklek (t.ex. 1-2 timmar/tum) för att säkerställa värmepenetrering. Kylning: Luftkylning. 3 、 Kontrollåtgärder som går igenom hela processen 1 Strikt kompositionskontroll: Se till att huvudelement såsom C, Mn, Si, etc. ligger inom standardområdet (såsom GB/T 11352 eller ASTM A27/A27M). Fluktuationen av kolinnehåll påverkar direkt proportion och egenskaper hos pärlit och ferrit i den slutliga strukturen. Styr strikt innehållet i skadliga element S och P. Övervaka innehållet i restelement (såsom Cr, Ni, Cu, MO, etc.) för att undvika deras oväntade ökning som påverkar fasövergångspunkten och mikrostrukturen. 2. Metallografisk inspektion och feedback: Som gjutningskontroll: Provtagning tas på kritiska platser för att kontrollera om allvarliga problem som grov kornstorlek, Weibull-struktur och överdrivna icke-metalliska inneslutningar. Tidig feedback tillhandahålls för att justera gjutningsprocessen. Inspektion efter värmebehandling: Detta är det viktigaste steget. Efter den slutliga värmebehandlingen (vanligtvis i normaliserat tillstånd eller normaliserat+härdat tillstånd) måste prover tas från gjutningskroppen eller bifogat testblock för metallografisk undersökning: Mikrostrukturtypen ska vara enhetligt fördelade fina pärlemor+polygonal ferrit (ibland ferrit är distribuerad i ett nät längs den ursprungliga austenitgränsen). Det är inte tillåtet att ha kvarvarande gjutstruktur, Weibull -struktur, en stor mängd bainit eller martensit. Kornstorlek: Utvärdera austenitkornstorleken (vanligtvis kräver 5-8 betyg eller finare). Icke metalliska inneslutningar: Betyget styrs inom det kvalificerade intervallet. Prestationstest: Samarbeta med mekanisk prestandatestning (draghållfasthet, avkastningsstyrka, förlängning, påverkan energi, hårdhet) för att verifiera om organisationskontrollen uppnår de förväntade prestationsmålen. Sammanfattning av kontrollpunkter: 1. Som gjutning: låg superheat gjutning+snabb och enhetlig kylning → erhåller en relativt liten, enhetlig och defekt fri som gjuten mikrostruktur. 2. Kärnvärmebehandling (normalisering): Exakt temperatur: AC ∝+30 ~ 50 ℃ (850-880 ℃) → Komplett austenitisering utan tillväxt. Tillräcklig tid: grundlig förbränning+enhetlig kylning av komponenter; Lämplig: Uniform luftkylning → Fina Pearlitite+ferrit. 3. Nödvändig härdning: Används bara för att lindra stress eller behandla lokala icke-jämviktsstrukturer (låg temperaturtemperning).

4. Rena ingredienser: Lågt i S och P, helt deoxygenerade.

5. Strikt inspektion: Den metallografiska strukturen och mekaniska egenskaperna hos som gjutna och värmebehandlade material är de slutliga utvärderingskriterierna.

Genom att systematiskt kontrollera ovanstående steg är det möjligt att effektivt se till att 45 stålgjutningar får idealisk gjutstillstånd och metallografisk struktur efter värmebehandling och därmed uppfyller deras serviceprestationskrav. ** Metallografisk undersökning är det ultimata sättet att verifiera effektiviteten hos alla processkontroller.