Как контролировать состояние литья и металлографическую структуру 45 # стальных отливок после термообработки?

Металлографическая структура 45 # литой стали варьируется в различных условиях термической обработки в листовом состоянии.

Итак, как мы можем контролировать состояние литья и металлографическую структуру 45 стальных отливок после термообработки при их производстве? Прекрасный контроль требуется как от процесса литья, так и от процесса термической обработки, с целью получения равномерной, тонкой и безвредной структуры для удовлетворения конечных требований к производительности (сила, прочность, твердость и т. Д.).

Ниже приведены стратегии управления ключами:

1 、 Управление литой микроструктурой (закладывая прочную основу для последующей термообработки)

1. Оптимизируйте параметры процесса литья: температура заливки: при обеспечении заполнительной способности постарайтесь максимально снизить температуру заливки. Чрезмерная температура заливки может привести к грубому размеру зерна. Столнчатая кристаллическая область расширяется. Увеличить тенденцию сегрегации. Продвигайте формирование организации WEI. Скорость охлаждения: ускоряйте скорость охлаждения: это ядро уточнения литой микроструктуры. Более высокая скорость охлаждения может подавлять рост зерна, уменьшить сегрегацию и облегчить или даже избежать образования структуры Вейбулла. Метод: используйте металлические формы или металлические формы, покрытые песком, вместо чистых песчаных форм; Поместите холодное железо в толстую часть литья; Оптимизируйте конструкцию плесени (например, толщина стенки равномерность и уменьшение тепловой экономии); Выберите моделирование материалов с хорошей теплопроводности; Контролировать температуру формы. Единое охлаждение: избегайте значительных различий в скоростях охлаждения между различными частями литья, что может привести к неравномерной организации и внутреннему стрессу. Разумно спроектируйте систему заливных и подъема и макет холодного железа.

2. Инокуляция/модификационная обработка: хотя 45 сталь не прививается, как чугун, в конкретных случаях можно считать, что он добавляет следовые изделия (такие как ванадия V, титан Ti, Niobium NB) или редкоземельные элементы для обработки уточнения зерна. Эти элементы образуют высокие соединения температуры плавления (такие как карбиды и нитриды), которые служат гетерогенными ядрами нуклеации, способствуя уточнению зерна. Требуется точное управление суммой и процессом добавления.

3. Управляйте чистотой расплавленной стали: адекватное дезоксирование: применение разумных процессов окисления (таких как окисление окисления окисления+диффузии), чтобы уменьшить содержание растворенного кислорода в расплавленной стали, уменьшить включения FEO и полученное расстояние в границе зерна. Общие изогнуты включают железо марганца, кремниевое железо и алюминий. Рафинирование: если позволяют условия, выполните внешнее переработчики (например, помешивание аргона), чтобы еще больше уменьшить содержание газа (o, h, n) и включения. Чистая расплавленная сталь полезна для получения более плотной, менее дефектной и равномерно структурированной в виде литой микроструктуры. Управление содержанием S и P: S подвержено формированию FES или (Mn, Fe) S, образуя Eutectic с низкой температурой плавления на границах зерна, увеличивая тенденцию горячего растрескивания и ухудшающуюся вязкость; P увеличивает холодную хрупкость. Следует предпринять усилия, чтобы уменьшить содержание S и P до нижнего предела, требуемого стандартом. 4. Оптимизация конструкции плесени: уменьшите тепловые узлы и избегайте длительного воздействия высоких температур, что может привести к грубому зернам и сегрегации. Обеспечить последовательное затвердевание или одновременное затвердевание, чтобы уменьшить дефекты, такие как усадка и пористость, что часто приводит к аномальной микроструктуре в этих областях дефектов.

2 、 Обычная термическая обработка для 45 стальных деталей литой стали нормализуется, а иногда нормализуется, а отпуск выполняется в соответствии с требованиями по борьбе с организацией после термической обработки (ядро нормализует обработку). Цель состоит в том, чтобы устранить дефекты в литой микроструктуре и получить равномерную и тонкую перлит -структуру феррита.

1. Нормализация лечения (наиболее важно):

Температура нагрева: обычно выбирается между 30-50 ℃ выше переменного тока ∝. Для 45 стали AC ∝ составляет около 780 ℃, поэтому нормализующий диапазон температуры обычно составляет 850-880 ℃. Цель: полностью аустенизировать (Gamify) AS Cast Structure, устранить оригинал как ливую структуру (такую как структура Weibull, грубые зерна и области композиционной сегрегации), и получить равномерно составленный аустенит. Контроль: низкая температура, неполная аустинитизация, остаточная как литая структура; Чрезмерная температура приводит к значительному росту зерен аустенита, что приводит к грубой микроструктуре после нормализации. Время изоляции: должно быть обеспечено, что литье полностью сожжено, а композиция аустенита в основном однородна. Основа расчета: обычно рассчитывается на основе эффективной толщины литья (например, 1,5-2,0 минуты/миллиметр). Контроль: Слишком короткое время, неполная аустенизация сердца; Если время слишком длинное, оно может увеличить окисление и декарбур, а размер зерна может расти. Для отливок с дендритной сегрегацией, компонентам может потребоваться немного больше времени диффундировать равномерно. Метод охлаждения: охлаждение в статическом или вынужденном проточном воздухе. Цель: получить более тонкий жемчужный (псевдо -эвтектоидная структура) и более тонкие ферритовые зерна, чем отжиг. Контроль: скорость охлаждения должна быть равномерной и последовательной. Избегайте: охлаждение слишком быстро (например, слишком много ветра): может привести к тому, что небольшое количество неравновесной структуры (например, Bainite или даже мартенсит) появляется в тонкостенной области, увеличивая твердость и хрупкость. Медленное охлаждение (такое как слишком плотно укладывающаяся): теряет нормализующий эффект, а структура скорбит и приближается к отожженному состоянию. Убедитесь, что отливки имеют достаточно места за пределами печи для рассеивания тепла. Основной функцией нормализации является устранение грубых зерен, столбчатых зерен и структуры Вейбулла в литой микроструктуре. Уточнить размер зерна и достичь равномерной структуры. Устранение внутреннего стресса (частично). Улучшить производительность резки. Обеспечить лучшую оригинальную структуру для возможного гашения и отпуска в будущем.

2. Отжиг лечение

Металлографическая структура 45 # литой стали после отжига обработки является более равномерной и стабильной по сравнению с литой структурой, в основном состоит из следующих частей: Pearlite, который является основным компонентом отожженной структуры и имеет слоистую или листоподобную структуру, состоящую из однородных чередующихся ферритов и цементита. Во время процесса отжига межслойное расстояние перлита более однородное, а распределение более регулярно, что помогает улучшить прочность и производительность обработки материала. Феррит: распределен в блоке или небольшой сетевой форме вокруг жемчужина или на границах зерна. По сравнению с актером AS Cast State, отожженного феррита имеет более регулярную морфологию, более равномерное количество и распределение, снижая неблагоприятные эффекты грубого или сетевого феррита, которые могут существовать в актерском состоянии на производительность. Основная функция отжига - устранить напряжение литья, уточнить размер зерна и улучшить однородность микроструктуры. Следовательно, в отожженной структуре литой стали 45 # плохие структуры, такие как структура Вейбулла, в основном устраняются, и влияние дефектов литья (таких как ослабление) также будет ослаблено из -за уплотнения структуры. Общая производительность более подходит для последующей обработки или использования.

3. Обработка отпуска: для обычных 45 стальных отливок после нормализации большинство требований к производительности обычно можно удовлетворить без отпуска. Скорость охлаждения нормализации недостаточна для создания значительного напряжения гашения. Ситуации, требующие отпуска: для отливок, которые требуют чрезвычайно высокой стабильности размерного, низкотемпературного отпуска (150-250 ℃), может дополнительно устранить остаточное напряжение. Структура литья особенно сложна, и во время нормализующего процесса охлаждения наблюдается чрезмерный локальный стресс (даже если мартенсит не производится). Неправильный контроль нормализации скорости охлаждения приводит к появлению небольшого количества твердого и хрупкого мартенсита или банита в местных областях, особенно в тонкостенных и острых углах. Для снижения его твердости и хрупкости требуется низкая температура (200-300 ℃). Температура отпуска: как правило, 150-300 ℃ (низкотемпературное отпуск). Время изоляции: рассчитывается по толщине (например, 1-2 часа/дюйм), чтобы обеспечить проникновение тепла. Охлаждение: воздушное охлаждение. 3 、 Меры управления, которые проходят через весь процесс 1 Управление строгим составом: убедитесь, что такие основные элементы, как C, Mn, Si и т. Д. В пределах стандартного диапазона (такие как GB/T 11352 или ASTM A27/A27M). Флуктуальность содержания углерода напрямую влияет на пропорцию и свойства перлит и феррита в конечной структуре. Строго контролируйте содержание вредных элементов S и P. Следите за содержанием остаточных элементов (таких как CR, NI, CU, MO и т. Д.), Чтобы избежать их неожиданного увеличения, влияя на точку фазового перехода и микроструктуру. 2. Металлографическая проверка и обратная связь: как инспекция литой: выборка принимается в критических местах для проверки серьезных проблем, таких как грубый размер зерна, структура Вейбулла и чрезмерные неметаллические включения. Своевременная обратная связь предоставляется для регулировки процесса литья. После термической обработки: это самый важный шаг. После окончательной термообработки (обычно в нормализованном состоянии или нормализованного+закаленного состояния) необходимо взять образцы из листового тела или прикрепленного тестового блока для металлографического исследования: тип микроструктуры должен быть равномерно распределен из тонкого перлит+полигональный феррит (иногда феррит распределяется в сетке вдоль первоначальных границ зернового аустенита). Не разрешено иметь остаточную ливую структуру, структуру Вейбулла, большое количество баинита или мартенсита. Размер зерна: оцените оценку размера зерна аустенита (обычно требуя 5-8 классов или более тонкие). Не металлические включения: рейтинг контролируется в квалифицированном диапазоне. Тестирование производительности: сотрудничать с механическим тестированием производительности (прочность на растяжение, прочность урожая, удлинение, энергия воздействия, твердость), чтобы проверить, достигает ли организационный контроль ожидаемые цели производительности. Краткое изложение контрольных точек: 1. В качестве листового основания: низкое литье перегрева+быстрое и равномерное охлаждение → получение относительно небольшого, равномерного и свободного от дефектов в виде литой микроструктуры. 2. Тепловая обработка ядра (нормализация): точная температура: перемен ∝+30 ~ 50 ℃ (850-880 ℃) → завершить аустенизацию без роста. Достаточное время: тщательное сжигание+равномерное охлаждение компонентов; Подходящее: равномерное воздушное охлаждение → Получение тонкого перлита+феррит. 3. Необходимый отпуск: используется только для снятия стресса или лечения локальных неравновесных структур (низкотемпературный отпуск).

4. Чистые ингредиенты: низкий уровень S и P, полностью дезоксигенированные.

5. Строгая проверка: металлографическая структура и механические свойства литых и теплообработанных материалов являются конечными критериями оценки.

Систематически контролируя вышеуказанные этапы, можно эффективно убедиться, что 45 стальных отливок получили идеальное литье и металлографическое структуру после термической обработки, тем самым отвечая требованиям к выполнению их обслуживания. ** Металлографическое обследование является конечным средством проверки эффективности всех контролей процесса.