Hogyan készítsünk kiváló minőségű, magas krómtartalmú öntöttvas alkatrészeket?

A magas krómtartalmú öntöttvas rendkívül fontos kopásálló anyag, amelyet széles körben használnak olyan iparágakban, mint a kohászat, a bányászat, a cement és az energia. Az olvasztási és hőkezelési eljárásai szigorú követelményeket támasztanak az ideális mikroszerkezet és a kiváló kopásállóság eléréséhez.

Az alábbiakban részletesen ismertetjük az összetevők olvasztásának, az olvadási hőmérsékletnek, az öntési hőmérsékletnek és a magas krómtartalmú öntöttvas hőkezelési folyamatának kulcsfontosságú pontjait.

1、 Az olvasztott, magas krómtartalmú öntöttvas kémiai összetétele a teljesítmény alapja, általában a Cr/C (krómszén arány) a fő tervezési elem.

1. A mag kémiai összetételének tartománya (tipikus): Szén (C): 2,0% -3,5%. A széntartalom meghatározza a primer karbidok és eutektikus karbidok mennyiségét, morfológiáját és keménységét. Minél nagyobb a széntartalom, annál nagyobb a keménység, de a szívósság csökken. Króm (Cr): 12% -30% (általában 15% -28%). A króm kulcsfontosságú elem a keményfémek kialakításához és az aljzat korrózióállóságának biztosításához. A legfontosabb szempont a Cr/C arány szabályozása. Molibdén (Mo): 0,5-3,0%. A molibdén javíthatja a keményedést, gátolhatja a perlit átalakulását, és elősegítheti a bainit vagy martenzit képződését, különösen nagy metszetű öntvényeknél. Ugyanakkor finomíthatja a szervezetet, javíthatja a szívósságot és a kopásállóságot. Réz (Cu): 0,5% -1,5%. Az edzhetőség javítására is használják, és részben olcsón helyettesíti a molibdént, de hatása nem olyan jó, mint a molibdéné. Nikkel (Ni): 0-1,5%. Segít a keményíthetőség javításában és a mátrix megerősítésében. Mangán (Mn): 0,5% -1,0%. Az ausztenit stabilizálása és a keményedés javítása. A túl magas szint azonban stabilizálja az ausztenitet, ami a maradék ausztenit növekedéséhez és a szemcsehatárok szegregációjához vezet, ami káros a szívósságra. Szilícium (Si): 0,3% -1,0%. Deoxidáló elemek, de elősegíti a karbid grafitosítását, ezért a tartalom nem lehet túl magas. Kén (S) és foszfor (P): Szigorúan korlátozott. P < 0,06%, S < 0,05%. Ezek mind olyan káros elemek, amelyek jelentősen csökkenthetik a szívósságot és a szilárdságot, és növelhetik a termikus repedésekre való hajlamot.

2. A Cr/C arány jelentősége: Cr/C<4: (Fe, Cr) ∝ C karbidok jelennek meg a szerkezetben, kisebb keménységgel és gyenge kopásállósággal. Cr/C ≈ 4-10: nagy keménység (Fe, Cr) ₇ C ∨ eutektikus karbid (amely a magas krómtartalmú öntöttvas kopásállóságának fő forrása) rúd vagy szalag formájában képződik, amely kevésbé hasító hatással van a mátrixra és jobb a szívóssága. Ez a leggyakrabban használt intervallum. Cr/C>10: Nagy mennyiségű (Cr, Fe) ₂ ∝ C ₆ - típusú karbid kezd kialakulni. Bár a korrózióállóság javul, a keménység csökken, és a kopásállóság nem olyan jó, mint a (Fe, Cr) ₇ C ₆.

3. Összetevők számítása: Számítsa ki a kemence töltési arányát a célösszetevő és a visszanyerési arány alapján. A kemencetöltet általában nyersvasból, acélhulladékból, krómvasból (például nagy széntartalmú krómvas, alacsony széntartalmú krómvas), molibdénvasból, rézből, nikkellemezből stb. áll. Referencia a visszanyerési sebességhez: Az olyan elemek, mint a Cr és a Mo, magas visszanyerési sebességgel rendelkeznek, ha közepes frekvenciájú indukciós kemencében olvasztják, általában 5 -9% -on számítják. A Mn visszanyerési aránya körülbelül 85-95%.

2、 Olvadáspont és öntési hőmérséklet

1. Olvadási hőmérséklet: A csapolási hőmérséklet nem lehet túl magas, általában 1480 °C és 1520 °C között van szabályozva. Ok: A túlzott hőmérséklet növelheti az ötvözetelemek égési veszteségét (például a Cr és a Si oxidációja), fokozhatja a hidrogén és a nitrogén felszívódását az acélfolyadékban, és durvábbá teheti a szemcséket. Az alacsony hőmérséklet nem kedvez az ötvözet olvadásának, az összetétel homogenizálódásának és a salakvas elválasztásának.

2. Öntési hőmérséklet: Az öntési hőmérsékletet az öntvény falvastagságának és szerkezetének megfelelően kell meghatározni, általában 1380 °C és 1450 °C között. Vastag és egyszerű alkatrészek esetén alacsonyabb öntési hőmérsékletet (például 1380 °C és 1420 °C között) kell alkalmazni a szekvenciális megszilárdulás elősegítésére, a zsugorodás csökkentésére és a szemcseméret finomítására. Vékonyfalú és összetett alkatrészek: Magasabb öntési hőmérsékletet (például 1420 °C-1450 °C) használjon a jó töltési képesség biztosítása érdekében. Alapelv: A töltés biztosítása érdekében lehetőleg alacsonyabb öntési hőmérsékletet kell alkalmazni.

3、 A hőkezelési folyamat legfontosabb pontjai

A magas krómtartalmú öntöttvas öntött mikroszerkezete általában ausztenit + eutektikus karbidok + részleges perlit, alacsony keménységgel és gyenge szívóssággal. Nagy keménységű és kopásállóságú martenzites mátrix csak hőkezeléssel nyerhető.

A hőkezelés lényege az "ausztenitizálás + kioltás".

1. Ausztenitizálás: Hőmérséklet: 940 °C-980 °C. A fajlagos hőmérséklet az összetételtől függ, különösen a Cr- és C-tartalomtól. Magas szén- és krómtartalmú formulák esetén vegye figyelembe az alsó hőmérsékleti határt, ellenkező esetben a felső hőmérsékleti határt. Szigetelési idő: Általában falvastagság alapján számítják, a szigetelés 25 milliméterenként 1 órát vesz igénybe. Győződjön meg arról, hogy a karbidokban lévő szén és ötvözőelemek teljesen feloldódtak az ausztenitben, de a hosszabb idő szemcsenövekedéshez és a keményfém eldurvulásához vezethet. Kulcsfontosságú pont: Az ausztenitesítés után a mátrix szénben és ötvözőelemekben gazdag ausztenitté válik.

2. Kioltás: Hűtési mód: Az ausztenitesítési hőmérsékletről való levétel után gyorsan le kell hűteni (kioltani). Általános módszer: Levegős oltás: Ez a leggyakrabban használt és biztonságos módszer. Magas ötvözettartalma és jó edzhetősége miatt a léghűtés elegendő ahhoz, hogy elkerüljük a perlit átalakulását és martenzites mátrixot kapjunk. Nagy vagy összetett alkatrészek esetén a léghűtés hatékonyan csökkentheti a repedések kockázatát. Forced Air Quenching: ventilátor használata a levegő fújására és a hűtés felgyorsítására. Olajhűtés: Csak nagyon kicsi vagy egyszerű formájú öntvényekhez használható, nagy kockázattal és könnyen repedezhető, nagy körültekintést igényel. Cél: A magas hőmérsékletű ausztenit túlhűtése a martenzites átalakulási hőmérséklet (Ms pont) alá, és átalakítása nagy keménységű martenzitté.

3. Edzés: Szükségesség: Az oltás után a belső feszültség rendkívül nagy, a szerkezet martenzit+maradvány ausztenit, ami nagyon törékeny és azonnal meg kell temperálni. Hőmérséklet: Az alacsony hőmérsékletű temperálást általában 200 ° C és 300 ° C között alkalmazzák, és néha 450 ° C körüli közepes hőmérsékletű temperálást is alkalmaznak (ami csökkenti a keménységet, de javítja a szívósságot). Szigetelési idő: 2-6 óra (falvastagságtól függően). Funkció: Enyhíti az oltási feszültséget és megakadályozza a használat közbeni repedéseket. A kioltott martenzit edzett martenzitté alakítása enyhén csökkenti a keménységet, de jelentősen javítja a szívósságot és a stabilitást. Elősegíti a maradék ausztenit átalakulását martenzitté (másodlagos kioltás).

4. Speciális eljárás: Szubkritikus kezelés. Egyes munkakörülmények között, amelyek nagy ütésállóságot igényelnek, szubkritikus kezelés alkalmazható hosszú távú szigeteléssel (például 4-10 óra), 450 ° C és 520 ° C között. Ez a folyamat a maradék ausztenitet bainit ferritre és karbidokra bontja, ami a szilárdság és a szívósság kiváló kombinációját eredményezi, de a keménység csökkenhet.

Összegzés: A KmTBCr26 magas krómtartalmú öntöttvas jellemző hőkezelési görbéje a következő: [Ausztenitizálás] Melegítés 960 °C ± 10 °C-ra -> 4-6 órás tartás -> [Kioltás] Levegőhűtés szobahőmérsékletre ->[Termelés] Azonnali felfűtés 250 °C-ra -> ± 6 óra ->Léghűtés kisütés után. Fontos emlékeztető: Mielőtt belép a kemencébe hőkezelésre, az öntvényeket alaposan meg kell tisztítani (el kell távolítani a formázási homokot, felszállókat stb.). A fűtési sebesség nem lehet túl gyors, különösen összetett alkatrészek esetén. Javasoljuk, hogy lépésről lépésre melegítse fel (például egyenletes 600 °C-os hőmérsékletet tartson bizonyos ideig). Temperálás után használat előtt szobahőmérsékletre kell hűteni. Csak az összetétel, az olvasztás és a hőkezelési paraméterek sorozatának pontos szabályozásával lehet nagy teljesítményű, nagy krómtartalmú öntöttvas kopásálló alkatrészeket előállítani.