Як вырабляць дэталі з высокатрывалага шэрага чыгуну без дадання каштоўных металаў, такіх як сплавы?

Дэталёвы тэхналагічны працэс вытворчасці высокатрывалага шэрага чыгуну HT300 без легіравання

Этап 1: Інгрэдыенты і выплаўленне - закладка падмурка

1. Выбраныя матэрыялы для печы: чыгун: выкарыстоўваецца чыгун высокай чысціні або высакаякасны чыгун, які характарызуецца нізкім утрыманнем мікраэлементаў (такіх як Ti, V, As, Sb і інш.). Гэтыя мікраэлементы могуць перашкаджаць марфалогіі графіту, што не спрыяе павышэнню трываласці. Памер жалезнага блока павінен быць аднолькавым. Сталёвы лом: доля дабаўкі павінна быць значна павялічана, звычайна складаючы 30% -40% загрузкі печы. Выкарыстанне чыстага сталёвага лому з нізкім утрыманнем вугляроду і нізкім утрыманнем серы, такога як дэталі для штампоўкі, адходы вугляродзістай сталі і г.д., накіравана на разбаўленне вугляроду і прымешак у расплаўленым жалезе. Перапрацаваныя матэрыялы: выкарыстоўвайце літнікі і адліўкі адной маркі, каб забяспечыць стабільны склад. Строга кантралюйце яго прапорцыю і чысціню, каб не ўводзіць занадта шмат прымешак. 2. Дакладны разлік інгрэдыентаў: Асноўная ідэя: нізкі вугляродны эквівалент. Мэта складаецца ў тым, каб строга кантраляваць вугляродны эквівалент (CE) у вузкім дыяпазоне ад 3,8% да 4,0%. Вуглярод (C): мэтавае значэнне ўстаноўлена на ўзроўні 2,9% -3,2%. Падаўленне ўтрымання вугляроду праз вялікую долю сталёвага лому. Крэмній (Si): пачатковы крэмній у печы кантралюецца на ўзроўні 1,2% -1,5%, пакідаючы дастатковую прастору для наступнай інкубацыйнай апрацоўкі. Баланс паміж марганцам (Mn) і серай (S) мае вырашальнае значэнне. Мэта складаецца ў тым, каб кантраляваць утрыманне серы ў дыяпазоне ад 0,07% да 0,12%, а затым разлічыць колькасць дададзенага марганца па формуле Mn% ≈ 1,7 × S%+0,3%. Зыходзячы з гэтага, утрыманне марганца звычайна складае ад 0,8% да 1,0%. Гэта забяспечвае адукацыю карысных злучэнняў MnS і спрыяе адукацыі перліту. Фосфар (P): Яго ўтрыманне павінна быць строга абмежавана ніжэй за 0,08%, паколькі фосфар можа знізіць глейкасць і трываласць чыгуну. 3. Плаўленне пры высокай тэмпературы: для плаўлення выкарыстоўваецца сярэднечашчынная індукцыйная печ, каб забяспечыць аднастайны склад і дакладны кантроль тэмпературы. Тэмпература разліву павінна быць вышэй за 1520 ℃. Мэта высокатэмпературнага плаўлення - поўнае зніжэнне ўтрымання газу (вадароду, азоту) у расплаўленым чыгуне. Цалкам усплываюць неметалічныя ўключэнні для атрымання чыстага расплаўленага жалеза. Забяспечыць дастатковы запас цяпла для наступнай апрацоўкі і залівання.

Фаза 2: папярэдняя апрацоўка печы і заліванне - дакладны кантроль

1. Хуткі аналіз і рэгуляванне кампанентаў печы: вазьміце вадкія ўзоры жалеза для спектральнага або тэрмічнага аналізу, каб хутка атрымаць фактычнае ўтрыманне C, Si, Mn, P і S. Дакладна наладзьце ў адпаведнасці з вынікамі, каб пераканацца, што ўсе элементы знаходзяцца ў мэтавым акне, асабліва вугляродны эквівалент. 2. Эфектыўнае інкубацыйнае лячэнне: гэта душа ўсяго працэсу. У эквівалентных умовах з нізкім утрыманнем вугляроду тэндэнцыя расплаўленага жалеза да адукацыі белай цвілі надзвычай высокая, і неабходна ліквідаваць белую цвіль і ачысціць графіт праз моцную інакуляцыю. Выбар інакулянтаў: выбірайце інакулянты з моцнай устойлівасцю да гніення і здольнасцю да нуклеацыі, такія як стронцый (Sr) - які змяшчае ферасіліцый або барый (Ba) - які змяшчае ферасіліцый. Працэс інкубацыі: прыняцце метаду праточнай прышчэпкі. У той момант, калі расплаўленае жалеза цячэ з каўша ў разліўны шкляначку, выкарыстоўваецца спецыяльны фідэр для прышчэпкі, каб раўнамерна дадаваць у паток расплаўленага жалеза прышчэпкі з памерам часціц 0,2-0,7 мм. Колькасць дабаўкі: кантралюецца на ўзроўні 0,3% -0,5% (па масе расплаўленага жалеза). Эфект: імгненная інкубацыя можа забяспечыць вялікую колькасць ядраў крышталяў графіту перад зацвярдзеннем расплаўленага жалеза, тым самым атрымліваючы графіт А-тыпу (дробныя шматкі, раўнамернае размеркаванне) і эфектыўна прадухіляючы з'яўленне цэментыту па краях. Ачыстка графіту непасрэдна вядзе да ачысткі матрыцы перліту. 3. Кантроль залівання і астуджэння: Тэмпература залівання: Для забеспячэння дастатковага напаўнення выкарыстоўваецца больш нізкая тэмпература залівання, звычайна паміж 1320 ℃ і 1350 ℃. Ліццё пры нізкіх тэмпературах спрыяе павелічэнню пераахаладжэння і ачышчэнню эўтэктычных кластараў. Працэс ліцця: пераважным метадам з'яўляецца ліццё з пяску, якое з'яўляецца найбольш эфектыўным метадам для дасягнення высокай трываласці. Выкарыстоўвайце металічную форму (жалезнага тыпу) у якасці вонкавай формы і пакрыйце яе працоўную паверхню пясчанай падкладкай таўшчынёй 4-8 міліметраў. Гэты працэс можа значна павысіць хуткасць астуджэння і прымусіць хуткае застыванне расплаўленага жалеза. Перавагі хуткага астуджэння: вельмі дробныя шматкі чарнілаў. Ключ да павышэння трываласці - значнае ўдакладненне міжслойнага інтэрвалу перліту. Зрабіце агульную структуру адліўкі больш шчыльнай і аднастайнай. Выкарыстанне халоднага чыгуну: для звычайнага пясчанага ліцця неабходна разумна размясціць знешні халодны чыгун у тоўстых і гарачых частках адліўкі, каб прымусіць гэтыя часткі зацвярдзець сінхронна з танкасценнымі часткамі, прадухіліць усаджванне і расхістванне, а таксама палепшыць лакальную структуру.

Трэці этап: апрацоўка і праверка

1. Ачыстка пяском і тэрмічная апрацоўка: пасля таго, як адліўка зацвярдзее, яе пакідаюць у форме на дастатковы перыяд часу, пакуль тэмпература не стане ніжэйшай за тэмпературу фазавага пераходу, а затым скрыню запаўняюць пяском, каб пазбегнуць празмернага ўнутранага напружання. Выканайце адпал для зняцця напружання, звычайна пры тэмпературы 520 ℃ -550 ℃, вытрымлівайце 2-4 гадзіны, а затым астуджайце ў печы. Асаблівая ўвага: тэмпература адпалу не павінна перавышаць 720 ℃, у адваротным выпадку дробныя шматкі, падобныя на жамчужыну, падвяргаюцца сфероидизации, што прывядзе да зніжэння трываласці і цвёрдасці. 2. Строгі кантроль якасці: механічныя ўласцівасці: асобна адліваныя або прымацаваныя тэставыя брускі заліваюцца ўздоўж лініі, а трываласць на расцяжэнне вымяраецца на універсальнай выпрабавальнай машыне для забеспячэння стабільнасці больш за 300 МПа. Металаграфічнае даследаванне: праверце металаграфічную структуру ўзору або доследнага бруска. Мэтавая арганізацыя: ≥ 95% тонкага пласціністага перліту + дробны, раўнамерна размеркаваны графіт А-тыпу (пераважная даўжыня графіту 3-4 ступені) + адсутнасць вольнага цэментыту. Тэст на цвёрдасць: вымерайце цвёрдасць па Брынелю на адліваным целе. Цвёрдасць HT300 без сплаву звычайна складае 190-220HBW, што з'яўляецца нармальнай з'явай.

Рэзюмэ і асноўныя парады:

Паспяховае вытворчасць бессплавнага HT300 абапіраецца на дакладны ланцужок узаемазвязаных кампанентаў: матэрыял печы высокай чысціні + формула эквівалента з нізкім утрыманнем вугляроду + чыстае плаўленне пры высокай тэмпературы + дакладны баланс Mn/S + эфектыўная імгненная інкубацыя + прымусовае хуткае астуджэнне. Любая страта кантролю ў любым з гэтых звёнаў можа прывесці да недастатковай трываласці або з'яўленню цвёрдых і далікатных фаз. Гэта працэс, які патрабуе надзвычай высокага ўзроўню кіравання і тэхнічнага выканання, але пасля асваення ён можа значна знізіць вытворчыя выдаткі і павысіць канкурэнтаздольнасць прадукцыі.