Kuinka valmistaa korkealaatuisia korkea kromi valurautaosia?

Runsaasti kromia sisältävä valurauta on erittäin tärkeä kulutusta kestävä materiaali, jota käytetään laajalti teollisuudessa, kuten metallurgiassa, kaivosteollisuudessa, sementissä ja sähköteollisuudessa. Sen sulatus- ja lämpökäsittelyprosessit vaativat tiukkoja vaatimuksia ihanteellisen mikrorakenteen ja erinomaisen kulutuskestävyyden takaamiseksi.

Seuraavassa on yksityiskohtainen selitys korkean kromipitoisen valuraudan sulavien ainesosien, sulamislämpötilan, kaatolämpötilan ja lämpökäsittelyprosessin avainkohdista.

1、 Sulan runsaskromipitoisen valuraudan kemiallinen koostumus on sen suorituskyvyn perusta, yleensä Cr/C (kromihiilisuhde) suunnittelun ydinelementtinä.

1. Ytimen kemiallinen koostumusalue (tyypillinen): Hiili (C): 2,0 % -3,5 %. Hiilipitoisuus määrää primaarikarbidien ja eutektisten karbidien määrän, morfologian ja kovuuden. Mitä suurempi hiilipitoisuus, sitä korkeampi kovuus, mutta sitkeys heikkenee. Kromi (Cr): 12 % -30 % (yleensä 15 % -28 %). Kromi on avainelementti karbidien muodostamisessa ja alustan korroosionkestävyyden varmistamisessa. Tärkeintä on kontrolloida Cr/C-suhdetta. Molybdeeni (Mo): 0,5 % - 3,0 %. Molybdeeni voi parantaa kovettuvuutta, estää perliitin muuttumista ja edistää bainiitin tai martensiitin muodostumista erityisesti suurissa valukappaleissa. Samalla se voi jalostaa organisaatiota, parantaa sitkeyttä ja kulutuskestävyyttä. Kupari (Cu): 0,5 % -1,5 %. Sitä käytetään myös kovettuvuuden parantamiseen ja se on osittain edullinen molybdeenin korvike, mutta sen vaikutus ei ole yhtä hyvä kuin molybdeenin. Nikkeli (Ni): 0-1,5 %. Auttaa parantamaan kovettuvuutta ja vahvistamaan matriisia. Mangaani (Mn): 0,5 % -1,0 %. Stabiloi austeniittia ja parantaa kovettuvuutta. Liian korkeat tasot voivat kuitenkin stabiloida austeniittia, mikä johtaa jäännösausteniitin lisääntymiseen ja segregaatioon raerajoilla, mikä on haitallista sitkeydelle. Pii (Si): 0,3 % -1,0 %. Hapettumisenestoaineita, mutta edistää karbidin grafitoitumista, joten pitoisuus ei saa olla liian korkea. Rikki (S) ja fosfori (P): tiukasti rajoitettu. P < 0,06 %, S < 0,05 %. Ne ovat kaikki haitallisia elementtejä, jotka voivat vakavasti heikentää sitkeyttä ja lujuutta ja lisätä lämpöhalkeilua.

2. Cr/C-suhteen tärkeys: Cr/C<4: (Fe, Cr) ∝ C -karbidit ilmaantuvat rakenteeseen, joiden kovuus on pienempi ja kulutuskestävyys huono. Cr/C ≈ 4-10: korkea kovuus (Fe, Cr) ₇ C ∨ eutektinen karbidi (joka on runsaan kromipitoisen valuraudan pääasiallinen kulutuskestävyyden lähde) muodostuu tangon tai nauhan muodossa, jolla on vähemmän halkaisuvaikutusta matriisiin ja parempi sitkeys. Tämä on yleisimmin käytetty intervalli. Cr/C>10: Suuri määrä (Cr, Fe) ₂ ∝ C ₆ -tyyppisiä karbideja alkaa muodostua. Vaikka korroosionkestävyys paranee, kovuus laskee ja kulutuskestävyys ei ole yhtä hyvä kuin (Fe, Cr) ₇ C ₆.

3. Ainesosien laskenta: Laske uunin panossuhde tavoiteainesosan ja talteenottonopeuden perusteella. Uunin panos koostuu yleensä harkkoraudasta, romuteräksestä, kromiraudasta (kuten korkeahiilinen kromiraudasta, vähähiilisestä kromiraudasta), molybdeeniraudasta, kuparista, nikkelilevystä jne. Talteenottonopeuden viite: Alkuaineilla, kuten Cr ja Mo, on korkea talteenottonopeus sulatettuna keskitaajuisessa induktiouunissa, yleensä 5 -9 % laskettuna 9 %. Mn:n talteenottoaste on noin 85-95 %.

2 、 Sulamislämpötila ja kaatolämpötila

1. Sulatuslämpötila: Kierteityslämpötila ei saa olla liian korkea, yleensä säädellään välillä 1480 °C - 1520 °C. Syy: Liiallinen lämpötila voi lisätä metalliseoselementtien palamishävikkiä (kuten Cr- ja Si-hapettuminen), tehostaa vedyn ja typen imeytymistä teräsnesteeseen ja tehdä rakeista karkeaa. Matala lämpötila ei edistä lejeeringin sulamista, koostumuksen homogenisoitumista ja kuonaraudan erottumista.

2. Kaatolämpötila: Kaatolämpötila on määritettävä valun seinämän paksuuden ja rakenteen mukaan, yleensä välillä 1380 °C - 1450 °C. Paksuissa ja yksinkertaisissa osissa tulee käyttää alhaisempaa kaatolämpötilaa (kuten 1380 °C - 1420 °C) helpottamaan peräkkäistä jähmettymistä, vähentämään kutistumista ja parantamaan rakeiden kokoa. Ohutseinäiset ja monimutkaiset osat: Käytä korkeampia valulämpötiloja (kuten 1420 °C-1450 °C) hyvän täyttökyvyn varmistamiseksi. Periaate: Täytön varmistamisen edellytyksenä on, että yritä käyttää mahdollisimman paljon alhaisempaa kaatolämpötilaa.

3、 Lämpökäsittelyprosessin avainkohdat

Runsaasti kromia sisältävän valuraudan valettu mikrorakenne on yleensä austeniitti+eutektiset karbidit+osittaisperliitti, jolla on alhainen kovuus ja huono sitkeys. Martensiittista matriisia, jolla on korkea kovuus ja kulutuskestävyys, voidaan saada vain lämpökäsittelyllä.

Lämpökäsittelyn ydin on "austenitisointi + karkaisu".

1. Austenitisointi: Lämpötila: 940 °C-980 °C. Ominaislämpötila riippuu koostumuksesta, erityisesti Cr- ja C-pitoisuudesta. Jos kaavoissa on paljon hiiltä ja runsaasti kromia, ota lämpötilan alaraja, muussa tapauksessa lämpötilan yläraja. Eristysaika: Yleensä seinämän paksuuden perusteella laskettu eristys kestää 1 tunnin jokaista 25 millimetriä kohden. Varmista, että karbidien hiili- ja seosaineet ovat täysin liuenneet austeniitiksi, mutta pitkittynyt aika voi johtaa rakeiden kasvuun ja karbidin karkenemiseen. Keskeinen kohta: Austenisoinnin jälkeen matriisista tulee austeniittia, jossa on runsaasti hiiltä ja seosaineita.

2. Sammutus: Jäähdytysmenetelmä: Kun se on poistettu austenitisointilämpötilasta, se on jäähdytettävä nopeasti (karkaistu). Yleinen menetelmä: Ilman sammutus: Tämä on yleisimmin käytetty ja turvallisin menetelmä. Korkean metalliseospitoisuuden ja hyvän kovettuvuuden ansiosta ilmajäähdytys riittää välttämään perliittimuutosta ja saamaan martensiittisen matriisin. Suurille tai monimutkaisille komponenteille ilmajäähdytys voi vähentää tehokkaasti halkeiluriskiä. Pakkoilman sammutus: tuulettimen käyttö ilman puhaltamiseen ja jäähdytyksen nopeuttamiseen. Öljykarkaisu: Käytetään vain hyvin pieniin tai yksinkertaisiin muotoiltuihin valukappaleisiin, joissa on suuri riski ja helppo halkeilu, mikä vaatii suurta varovaisuutta. Tarkoitus: Ylijäähdyttää korkean lämpötilan austeniittia martensiittisen muunnoslämpötilan (Ms-piste) alapuolelle ja muuntaa se korkeakovuuden martensiitiksi.

3. Karkaisu: Tarpeellisuus: Karkaisun jälkeen sisäinen jännitys on erittäin suuri ja rakenne on martensiittia+jäännösausteniittia, joka on erittäin hauras ja tulee karkaista välittömästi. Lämpötila: Matalan lämpötilan karkaisua käytetään yleensä välillä 200 ° C - 300 ° C, ja joskus käytetään myös keskilämpötilakarkaisua noin 450 ° C (joka vähentää kovuutta, mutta parantaa sitkeyttä). Eristysaika: 2-6 tuntia (riippuen seinämän paksuudesta). Toiminto: Lievittää sammutusjännitystä ja estää halkeilua käytön aikana. Karkaisun martensiitin muuttaminen karkaistuksi martensiitiksi vähentää hieman kovuutta, mutta parantaa merkittävästi sitkeyttä ja vakautta. Edistää jäännösausteniitin muuttumista martensiitiksi (sekundaarinen sammutus).

4. Erikoisprosessi: Subkriittinen käsittely. Joissakin työolosuhteissa, jotka vaativat suurta iskunkestävyyttä, voidaan käyttää alikriittistä käsittelyä pitkäaikaisella eristyksellä (kuten 4-10 tuntia) 450 °C - 520 °C. Tämä prosessi hajottaa jäännösausteniitin bainiittiferriitiksi ja karbidiksi, mikä johtaa erinomaiseen lujuuden ja sitkeyden yhdistelmään, mutta kovuus voi laskea.

Yhteenveto: Tyypillinen lämpökäsittelykäyrä KmTBCr26 runsaakromista valuraudalle on seuraava: [Austenisointi] Kuumennus 960 °C ± 10 °C ->Pysäys 4-6 tuntia ->[Sammutus] Ilmajäähdytys huoneenlämpötilaan ->[Karkaisu] Välitön lämmitys 250 °C:seen ->->H -6 tuntia. ->Ilmajäähdytys tyhjennyksen jälkeen. Tärkeä muistutus: Ennen uuniin menoa lämpökäsittelyyn, valukappaleet on puhdistettava perusteellisesti (poistamalla valuhiekka, nousuputket jne.). Lämmitysnopeus ei saa olla liian nopea, etenkään monimutkaisille komponenteille. On suositeltavaa lämmittää askel askeleelta (esimerkiksi tasaisen 600 °C:n lämpötilan ylläpitäminen jonkin aikaa). Temperoinnin jälkeen se on jäähdytettävä huoneenlämpöön ennen käyttöä. Vain säätämällä tarkasti koostumusta, sulatusta ja useita lämpökäsittelyparametreja voidaan valmistaa korkean suorituskyvyn korkean kromipitoisen valuraudan kulutusta kestäviä osia.