Ang heat treatment ng steel castings ay batay sa Fe-Fe3C phase diagram upang makontrol ang microstructure ng steel castings upang makamit ang kinakailangang pagganap. Ang heat treatment ay isa sa mahahalagang proseso sa paggawa ng mga steel casting. Ang kalidad at epekto ng paggamot sa init ay direktang nauugnay sa panghuling pagganap ng mga paghahagis ng bakal.
Ang as-cast na istraktura ng mga casting ng bakal ay nakasalalay sa komposisyon ng kemikal at proseso ng solidification. Sa pangkalahatan, may mga medyo malubhang dendrite segregation, napaka hindi pantay na istraktura at magaspang na butil. Samakatuwid, ang mga paghahagis ng bakal sa pangkalahatan ay kailangang tratuhin ng init upang maalis o mabawasan ang epekto ng mga problema sa itaas, upang mapabuti ang mga mekanikal na katangian ng mga paghahagis ng bakal. Bilang karagdagan, dahil sa pagkakaiba sa istraktura at kapal ng dingding ng mga casting ng bakal, ang iba't ibang bahagi ng parehong paghahagis ay may iba't ibang mga porma ng organisasyon at bumubuo ng malaking natitirang panloob na stress. Samakatuwid, ang mga steel casting (lalo na ang alloy steel castings) ay dapat na karaniwang maihatid sa isang heat-treated na estado.
1. Ang Mga Katangian ng Heat Treatment ng Steel Castings
1) Sa as-cast na istraktura ng mga steel casting, madalas mayroong mga magaspang na dendrite at paghihiwalay. Sa panahon ng paggamot sa init, ang oras ng pag-init ay dapat na bahagyang mas mataas kaysa sa mga forging steel na bahagi ng parehong komposisyon. Kasabay nito, ang oras ng paghawak ng austenitization ay kailangang palawigin nang naaangkop.
2) Dahil sa malubhang paghihiwalay ng as-cast na istraktura ng ilang alloy steel castings, upang maalis ang impluwensya nito sa mga panghuling katangian ng mga casting, ang mga hakbang ay dapat gawin upang homogenize sa panahon ng heat treatment.
3) Para sa mga steel casting na may kumplikadong mga hugis at malaking pagkakaiba sa kapal ng pader, ang mga cross-sectional effect at casting stress factor ay dapat isaalang-alang sa panahon ng heat treatment.
4) Kapag ang paggamot sa init ay isinasagawa sa mga casting ng bakal, dapat itong makatwiran batay sa mga katangian ng istruktura nito at subukang maiwasan ang pagpapapangit ng mga casting.
2. Ang Pangunahing Mga Salik ng Proseso ng Heat Treatment ng mga Steel Casting
Ang heat treatment ng steel castings ay binubuo ng tatlong yugto: heating, heat preservation, at cooling. Ang pagpapasiya ng mga parameter ng proseso ay dapat na batay sa layunin ng pagtiyak ng kalidad ng produkto at pag-save ng mga gastos.
1) Pag-init
Ang pag-init ay ang pinaka-nakakaubos ng enerhiya na proseso sa proseso ng paggamot sa init. Ang pangunahing teknikal na mga parameter ng proseso ng pag-init ay ang pumili ng angkop na paraan ng pag-init, bilis ng pag-init at paraan ng pagsingil.
(1) Paraan ng pag-init. Ang mga pamamaraan ng pag-init ng mga casting ng bakal ay higit sa lahat ay kinabibilangan ng radiant heating, salt bath heating at induction heating. Ang prinsipyo ng pagpili ng paraan ng pag-init ay mabilis at pare-pareho, madaling kontrolin, mataas na kahusayan at mababang gastos. Kapag nagpainit, karaniwang isinasaalang-alang ng pandayan ang sukat ng istruktura, komposisyon ng kemikal, proseso ng paggamot sa init at mga kinakailangan sa kalidad ng paghahagis.
(2) Bilis ng pag-init. Para sa mga pangkalahatang paghahagis ng bakal, ang bilis ng pag-init ay maaaring hindi limitado, at ang pinakamataas na kapangyarihan ng pugon ay ginagamit para sa pagpainit. Ang paggamit ng hot furnace charging ay maaaring lubos na paikliin ang heating time at production cycle. Sa katunayan, sa ilalim ng kondisyon ng mabilis na pag-init, walang halatang hysteresis ng temperatura sa pagitan ng ibabaw ng paghahagis at ng core. Ang mabagal na pag-init ay magreresulta sa pagbawas ng kahusayan sa produksyon, pagtaas ng pagkonsumo ng enerhiya, at malubhang oksihenasyon at decarburization sa ibabaw ng casting. Gayunpaman, para sa ilang mga castings na may kumplikadong mga hugis at istruktura, malalaking kapal ng pader, at malalaking thermal stress sa panahon ng proseso ng pag-init, ang bilis ng pag-init ay dapat na kontrolin. Sa pangkalahatan, maaaring gamitin ang mababang temperatura at mabagal na pag-init (mas mababa sa 600 °C) o manatili sa mababa o katamtamang temperatura, at pagkatapos ay maaaring gamitin ang mabilis na pag-init sa mga lugar na may mataas na temperatura.
(3) Paraan ng paglo-load. Ang prinsipyo na ang mga steel casting ay dapat ilagay sa furnace ay upang lubos na magamit ang epektibong espasyo, tiyakin ang pare-parehong pag-init at ilagay ang mga casting sa deform.
2) Pagkakabukod
Ang temperatura ng paghawak para sa austenitization ng steel castings ay dapat piliin ayon sa kemikal na komposisyon ng cast steel at ang mga kinakailangang katangian. Ang temperatura ng paghawak sa pangkalahatan ay bahagyang mas mataas (mga 20 °C) kaysa sa pagpapanday ng mga bahagi ng bakal na may parehong komposisyon. Para sa eutectoid steel castings, dapat tiyakin na ang mga carbide ay maaaring mabilis na maisama sa austenite, at na ang austenite ay maaaring mapanatili ang mga pinong butil.
Dalawang kadahilanan ang dapat isaalang-alang para sa oras ng pag-iingat ng init ng mga casting ng bakal: ang unang kadahilanan ay ang paggawa ng temperatura ng ibabaw ng paghahagis at ang pangunahing uniporme, at ang pangalawang kadahilanan ay upang matiyak ang pagkakapareho ng istraktura. Samakatuwid, ang oras ng paghawak ay higit sa lahat ay nakasalalay sa thermal conductivity ng casting, ang kapal ng pader ng seksyon at ang mga elemento ng haluang metal. Sa pangkalahatan, ang alloy steel castings ay nangangailangan ng mas mahabang oras ng paghawak kaysa sa carbon steel castings. Ang kapal ng pader ng paghahagis ay karaniwang pangunahing batayan para sa pagkalkula ng oras ng paghawak. Para sa oras ng pagpigil ng tempering treatment at aging treatment, dapat isaalang-alang ang mga salik gaya ng layunin ng heat treatment, temperatura ng paghawak at rate ng pagsasabog ng elemento.
3) Paglamig
Maaaring palamigin ang mga casting ng bakal sa iba't ibang bilis pagkatapos ng pag-iingat ng init, upang makumpleto ang pagbabagong-anyo ng metallograpiko, makuha ang kinakailangang istrukturang metallograpiko at makamit ang tinukoy na mga tagapagpahiwatig ng pagganap. Sa pangkalahatan, ang pagtaas ng rate ng paglamig ay maaaring makatulong upang makakuha ng isang mahusay na istraktura at pinuhin ang mga butil, sa gayon pagpapabuti ng mga mekanikal na katangian ng paghahagis. Gayunpaman, kung ang bilis ng paglamig ay masyadong mabilis, madaling magdulot ng mas malaking stress sa paghahagis. Ito ay maaaring magdulot ng deformation o pag-crack ng mga casting na may mga kumplikadong istruktura.
Ang cooling medium para sa heat treatment ng steel castings sa pangkalahatan ay kinabibilangan ng hangin, langis, tubig, tubig-alat at tinunaw na asin.
3. Paraan ng Paggamot ng init ng mga Steel Casting
Ayon sa iba't ibang mga pamamaraan ng pag-init, oras ng paghawak at mga kondisyon ng paglamig, ang mga pamamaraan ng paggamot sa init ng mga casting ng bakal ay pangunahing kinabibilangan ng pagsusubo, pag-normalize, pagsusubo, tempering, paggamot sa solusyon, pagpapatigas ng ulan, paggamot sa stress at pagtanggal ng hydrogen.
1) Pagsusuri.
Ang pagsusubo ay ang pag-init ng bakal na ang istraktura ay lumilihis mula sa estado ng balanse sa isang tiyak na temperatura na paunang natukoy ng proseso, at pagkatapos ay dahan-dahang palamig ito pagkatapos ng pagpapanatili ng init (karaniwan ay pinapalamig gamit ang hurno o nakabaon sa apog) upang makakuha ng proseso ng paggamot sa init malapit sa estado ng balanse ng istraktura. Ayon sa komposisyon ng bakal at ang layunin at mga kinakailangan ng pagsusubo, pagsusubo ay maaaring nahahati sa kumpletong pagsusubo, isothermal pagsusubo, spheroidizing pagsusubo, recrystallization pagsusubo, stress relief pagsusubo at iba pa.
(1) Kumpletong Pagsusuri. Ang pangkalahatang proseso ng kumpletong pagsusubo ay: pag-init ng steel casting sa 20 °C-30 °C sa itaas ng Ac3, hawak ito sa loob ng isang panahon, upang ang istraktura sa bakal ay ganap na mabago sa austenite, at pagkatapos ay dahan-dahang paglamig (karaniwan ay paglamig gamit ang furnace) sa 500 ℃- 600 ℃, at sa wakas ay lumamig sa hangin. Ang tinatawag na kumpletong ay nangangahulugan na ang isang kumpletong istraktura ng austenite ay nakuha kapag pinainit.
Ang layunin ng kumpletong pagsusubo ay pangunahing kinabibilangan ng: ang una ay upang mapabuti ang magaspang at hindi pantay na istraktura na dulot ng mainit na pagtatrabaho; ang pangalawa ay upang bawasan ang katigasan ng carbon steel at alloy steel castings sa itaas ng medium carbon, sa gayon pagpapabuti ng kanilang pagganap sa pagputol (sa pangkalahatan, Kapag ang tigas ng workpiece ay nasa pagitan ng 170 HBW-230 HBW, ito ay madaling i-cut. Kapag ang tigas ay mas mataas o mas mababa kaysa sa hanay na ito, ito ay magpapahirap sa pagputol); ang pangatlo ay upang maalis ang panloob na diin ng paghahagis ng bakal.
Ang saklaw ng paggamit ng kumpletong pagsusubo. Ang buong pagsusubo ay pangunahing angkop para sa carbon steel at alloy steel castings na may hypoeutectoid composition na may carbon content mula 0.25% hanggang 0.77%. Ang hypereutectoid na bakal ay hindi dapat ganap na ma-annealed, dahil kapag ang hypereutectoid na bakal ay pinainit hanggang sa itaas ng Accm at dahan-dahang lumamig, ang pangalawang cementite ay mamumuo sa kahabaan ng hangganan ng austenite grain sa isang hugis ng network, na ginagawang makabuluhan ang lakas, plasticity at impact toughness ng bakal. pagtanggi.
(2) Isothermal Annealing. Ang isothermal annealing ay tumutukoy sa pagpainit ng mga casting ng bakal sa 20 °C - 30 °C sa itaas ng Ac3 (o Ac1), pagkatapos na humawak ng ilang oras, mabilis na lumalamig hanggang sa pinakamataas na temperatura ng subcooled austenite isothermal transformation curve, at pagkatapos ay humawak ng ilang panahon ng oras ( Pearlite transformation zone). Matapos ang austenite ay mabago sa pearlite, ito ay lumalamig nang dahan-dahan.
(3) Spheroidizing Annealing. Ang spheroidizing annealing ay ang pagpapainit ng mga steel casting sa isang temperatura na bahagyang mas mataas kaysa sa Ac1, at pagkatapos ng mahabang panahon ng pag-iingat ng init, ang pangalawang cementite sa bakal ay kusang nagiging butil-butil (o spherical) na cementite, at pagkatapos ay sa isang mabagal na bilis ng Heat treatment proseso upang palamig sa temperatura ng silid.
Ang layunin ng spheroidizing annealing ay kinabibilangan ng: pagbabawas ng katigasan; paggawa ng pagkakapareho ng istraktura ng metallograpiko; pagpapabuti ng pagganap ng pagputol at paghahanda para sa pagsusubo.
Pangunahing naaangkop ang spheroidizing annealing sa eutectoid steels at hypereutectoid steels (carbon content na higit sa 0.77%) gaya ng carbon tool steel, alloy spring steel, rolling bearing steel at alloy tool steel.
(4) Stress relief annealing at recrystallization annealing. Ang stress relief annealing ay tinatawag ding low temperature annealing. Ito ay isang proseso kung saan ang mga steel casting ay pinainit hanggang sa ibaba ng temperatura ng Ac1 (400 °C - 500 °C), pagkatapos ay itinatago sa loob ng isang panahon, at pagkatapos ay dahan-dahang pinalamig sa temperatura ng silid. Ang layunin ng stress relief annealing ay alisin ang panloob na stress ng casting. Ang metallographic na istraktura ng bakal ay hindi magbabago sa panahon ng proseso ng pagsusubo ng stress relief. Pangunahing ginagamit ang recrystallization annealing upang maalis ang baluktot na istraktura na dulot ng malamig na pagpoproseso ng pagpapapangit at alisin ang pagpapatigas ng trabaho. Ang heating temperature para sa recrystallization annealing ay 150 °C - 250 °C sa itaas ng recrystallization temperature. Ang recrystallization annealing ay maaaring muling mabuo ang mga pahabang kristal na butil sa magkatulad na equiaxed na mga kristal pagkatapos ng malamig na pagpapapangit, sa gayon ay inaalis ang epekto ng pagtigas ng trabaho.
2) Pag-normalize
Ang normalizing ay isang heat treatment kung saan ang bakal ay pinainit sa 30 °C - 50 °C sa itaas ng Ac3 (hypoeutectoid steel) at Acm (hypereutectoid steel), at pagkatapos ng isang panahon ng pag-iingat ng init, ito ay pinalamig sa temperatura ng silid sa hangin o sa sapilitang hangin. paraan. Ang normalizing ay may mas mabilis na rate ng paglamig kaysa sa pagsusubo, kaya ang normalized na istraktura ay mas pino kaysa sa annealed na istraktura, at ang lakas at tigas nito ay mas mataas din kaysa sa annealed na istraktura. Dahil sa maikling ikot ng produksyon at paggamit ng mataas na kagamitan ng normalizing, ang normalizing ay malawakang ginagamit sa iba't ibang mga casting ng bakal.
Ang layunin ng normalizing ay nahahati sa sumusunod na tatlong kategorya:
(1) Pag-normalize bilang panghuling paggamot sa init
Para sa mga metal casting na may mababang mga kinakailangan sa lakas, ang normalizing ay maaaring gamitin bilang panghuling paggamot sa init. Ang pag-normalize ay maaaring pinuhin ang mga butil, homogenize ang istraktura, bawasan ang ferrite na nilalaman sa hypoeutectoid steel, dagdagan at pinuhin ang nilalaman ng pearlite, sa gayon ay nagpapabuti sa lakas, tigas at tigas ng bakal.
(2) Normalizing bilang isang pre-heat treatment
Para sa steel castings na may mas malalaking seksyon, normalizing bago pagsusubo o pagsusubo at tempering (pagsusubo at mataas na temperatura tempering) ay maaaring alisin ang Widmanstatten istraktura at banded istraktura, at makakuha ng isang pino at pare-parehong istraktura. Para sa network cementite na nasa carbon steels at alloy tool steels na may carbon content na higit sa 0.77%, ang normalizing ay maaaring mabawasan ang nilalaman ng pangalawang cementite at maiwasan ito sa pagbuo ng tuluy-tuloy na network, na inihahanda ang organisasyon para sa spheroidizing annealing .
(3) Pagbutihin ang pagganap ng pagputol
Ang pag-normalize ay maaaring mapabuti ang pagganap ng pagputol ng mababang carbon steel. Ang tigas ng mababang carbon steel castings ay masyadong mababa pagkatapos ng pagsusubo, at ito ay madaling dumikit sa kutsilyo sa panahon ng pagputol, na nagreresulta sa labis na pagkamagaspang sa ibabaw. Sa pamamagitan ng normalizing heat treatment, ang hardness ng low carbon steel castings ay maaaring tumaas sa 140 HBW - 190 HBW, na malapit sa pinakamainam na cutting hardness, at sa gayon ay nagpapabuti sa cutting performance.
3) Pagsusubok
Ang pagsusubo ay isang proseso ng heat treatment kung saan ang mga steel casting ay pinainit sa isang temperatura na mas mataas sa Ac3 o Ac1, at pagkatapos ay mabilis na pinalamig pagkatapos na humawak ng ilang oras upang makakuha ng kumpletong martensitic na istraktura. Ang mga casting ng bakal ay dapat na pinainit sa oras pagkatapos ng pinakamainit upang maalis ang quenching stress at makuha ang kinakailangang komprehensibong mekanikal na mga katangian.
(1) Temperatura ng pagsusubo
Ang quenching heating temperature ng hypoeutectoid steel ay 30 ℃-50 ℃ sa itaas ng Ac3; ang quenching heating temperature ng eutectoid steel at hypereutectoid steel ay 30 ℃-50 ℃ sa itaas ng Ac1. Ang hypoeutectoid carbon steel ay pinainit sa nabanggit na temperatura ng pagsusubo upang makakuha ng pinong grained austenite, at ang pinong martensite na istraktura ay maaaring makuha pagkatapos ng pagsusubo. Ang eutectoid steel at hypereutectoid steel ay na-spheroidized at annealed bago ang pagsusubo at pag-init, kaya pagkatapos ng pag-init sa 30 ℃-50 ℃ sa itaas ng Ac1 at hindi ganap na austenitized, ang istraktura ay austenite at bahagyang hindi natutunaw na fine-grained na paglusot ng mga particle ng katawan ng Carbon. Pagkatapos ng pagsusubo, ang austenite ay binago sa martensite, at ang mga hindi natutunaw na mga particle ng cementite ay nananatili. Dahil sa mataas na katigasan ng cementite, hindi lamang nito binabawasan ang katigasan ng bakal, ngunit pinapabuti din nito ang wear resistance. Ang normal na quenched na istraktura ng hypereutectoid steel ay fine flaky martensite, at fine granular cementite at isang maliit na halaga ng retained austenite ay pantay na ipinamamahagi sa matrix. Ang istraktura na ito ay may mataas na lakas at wear resistance, ngunit mayroon ding isang tiyak na antas ng kayamutan.
(2) Cooling medium para sa pagsusubo ng proseso ng paggamot sa init
Ang layunin ng pagsusubo ay upang makakuha ng kumpletong martensite. Samakatuwid, ang rate ng paglamig ng cast steel sa panahon ng pagsusubo ay dapat na mas malaki kaysa sa kritikal na rate ng paglamig ng cast steel, kung hindi, ang istraktura ng martensite at mga kaukulang katangian ay hindi maaaring makuha. Gayunpaman, ang masyadong mataas na rate ng paglamig ay madaling humantong sa pagpapapangit o pag-crack ng casting. Upang matugunan ang mga kinakailangan sa itaas sa parehong oras, ang naaangkop na daluyan ng paglamig ay dapat piliin ayon sa materyal ng paghahagis, o ang paraan ng itinanghal na paglamig ay dapat na pinagtibay. Sa hanay ng temperatura na 650 ℃-400 ℃, ang isothermal transformation rate ng supercooled austenite ng bakal ang pinakamalaki. Samakatuwid, kapag ang paghahagis ay napawi, ang mabilis na paglamig ay dapat matiyak sa saklaw ng temperatura na ito. Sa ibaba ng Ms point, ang bilis ng paglamig ay dapat na mas mabagal upang maiwasan ang pagpapapangit o pag-crack. Ang quenching medium ay kadalasang gumagamit ng tubig, may tubig na solusyon o langis. Sa stage quenching o austempering, ang karaniwang ginagamit na media ay kinabibilangan ng mainit na langis, tinunaw na metal, tinunaw na asin o tinunaw na alkali.
Ang kapasidad ng paglamig ng tubig sa zone ng mataas na temperatura na 650 ℃-550 ℃ ay malakas, at ang kapasidad ng paglamig ng tubig sa mababang temperatura na zone na 300 ℃-200 ℃ ay napakalakas. Ang tubig ay mas angkop para sa pagsusubo at paglamig ng carbon steel castings na may mga simpleng hugis at malalaking cross-section. Kapag ginamit para sa pagsusubo at paglamig, ang temperatura ng tubig sa pangkalahatan ay hindi mas mataas sa 30°C. Samakatuwid, ito ay karaniwang pinagtibay upang palakasin ang sirkulasyon ng tubig upang mapanatili ang temperatura ng tubig sa loob ng isang makatwirang saklaw. Bilang karagdagan, ang pag-init ng asin (NaCl) o alkali (NaOH) sa tubig ay lubos na magpapataas sa kapasidad ng paglamig ng solusyon.
Ang pangunahing bentahe ng langis bilang isang daluyan ng paglamig ay ang rate ng paglamig sa mababang temperatura na zone na 300 ℃ - 200 ℃ ay mas mababa kaysa sa tubig, na maaaring lubos na mabawasan ang panloob na stress ng quenched workpiece at bawasan ang posibilidad ng pagpapapangit at pag-crack ng casting. Kasabay nito, ang kapasidad ng paglamig ng langis sa hanay ng mataas na temperatura na 650 ℃-550 ℃ ay medyo mababa, na kung saan ay din ang pangunahing kawalan ng langis bilang isang daluyan ng pagsusubo. Ang temperatura ng pagsusubo ng langis ay karaniwang kinokontrol sa 60 ℃-80 ℃. Pangunahing ginagamit ang langis para sa pagsusubo ng mga haluang metal na bakal na castings na may kumplikadong mga hugis at ang pagsusubo ng mga carbon steel castings na may maliliit na cross-section at kumplikadong mga hugis.
Bilang karagdagan, ang tunaw na asin ay karaniwang ginagamit din bilang isang daluyan ng pagsusubo, na nagiging isang paliguan ng asin sa oras na ito. Ang salt bath ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang mataas na punto ng kumukulo at ang kapasidad ng paglamig nito ay nasa pagitan ng tubig at langis. Ang paliguan ng asin ay kadalasang ginagamit para sa austempering at stage quenching, pati na rin para sa paggamot ng mga castings na may kumplikadong mga hugis, maliliit na sukat at mahigpit na mga kinakailangan sa pagpapapangit.
4) Tempering
Ang tempering ay tumutukoy sa isang proseso ng heat treatment kung saan ang mga na-quench o normalized na steel castings ay pinainit sa isang napiling temperatura na mas mababa kaysa sa kritikal na puntong Ac1, at pagkatapos na humawak ng ilang oras, sila ay pinalamig sa isang naaangkop na rate. Maaaring baguhin ng tempering heat treatment ang hindi matatag na istraktura na nakuha pagkatapos ng pagsusubo o pag-normalize sa isang matatag na istraktura upang maalis ang stress at mapabuti ang plasticity at tigas ng mga steel casting. Sa pangkalahatan, ang proseso ng heat treatment ng quenching at high temperature tempering treatment ay tinatawag na quenching at tempering treatment. Ang mga quenched steel castings ay dapat na tempered sa oras, at ang normalized steel castings ay dapat na tempered kung kinakailangan. Ang pagganap ng mga steel casting pagkatapos ng tempering ay depende sa tempering temperature, oras at bilang ng beses. Ang pagtaas ng temperatura ng tempering at ang extension ng oras ng paghawak sa anumang oras ay hindi lamang mapawi ang pagsusubo ng stress ng mga casting ng bakal, ngunit din baguhin ang hindi matatag na quenched martensite sa tempered martensite, troostite o sorbite. Ang lakas at katigasan ng mga casting ng bakal ay nabawasan, at ang plasticity ay makabuluhang napabuti. Para sa ilang mga medium na steel na haluang metal na may mga alloying na elemento na malakas na bumubuo ng mga karbida (tulad ng chromium, molybdenum, vanadium at tungsten, atbp.), tumataas ang tigas at bumababa ang tigas kapag nag-temper sa 400℃-500℃. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay tinatawag na pangalawang hardening, iyon ay, ang katigasan ng cast steel sa tempered state ay umabot sa maximum. Sa aktwal na produksyon, ang medium alloy na cast steel na may pangalawang hardening na katangian ay kailangang i-temper nang maraming beses.
(1) Mababang temperatura tempering
Ang hanay ng temperatura ng mababang temperatura tempering ay 150 ℃-250 ℃. Ang mababang temperatura ng tempering ay maaaring makakuha ng tempered martensite na istraktura, na pangunahing ginagamit para sa pagsusubo ng mataas na carbon steel at pagsusubo ng mataas na haluang metal na bakal. Ang tempered martensite ay tumutukoy sa istraktura ng cryptocrystalline martensite kasama ang mga pinong butil na karbida. Ang istraktura ng hypoeutectoid steel pagkatapos ng mababang temperatura tempering ay tempered martensite; ang istraktura ng hypereutectoid steel pagkatapos ng mababang temperatura tempering ay tempered martensite + carbides + retained austenite. Ang layunin ng mababang temperatura tempering ay upang maayos na mapabuti ang tigas ng quenched steel habang pinapanatili ang mataas na tigas (58HRC-64HRC), mataas na lakas at wear resistance, habang makabuluhang binabawasan ang quenching stress at brittleness ng steel castings.
(2) Katamtamang temperatura ng tempering
Ang temperatura ng tempering ng katamtamang temperatura ay karaniwang nasa pagitan ng 350 ℃-500 ℃. Ang istraktura pagkatapos ng tempering sa katamtamang temperatura ay isang malaking halaga ng fine-grained cementite dispersed at ipinamamahagi sa ferrite matrix, iyon ay, ang ulo troostite istraktura. Ang ferrite sa tempered troostite structure ay nagpapanatili pa rin ng hugis ng martensite. Ang panloob na stress ng mga casting ng bakal pagkatapos ng tempering ay karaniwang inalis, at mayroon silang mas mataas na nababanat na limitasyon at limitasyon ng ani, mas mataas na lakas at tigas, at mahusay na plasticity at tigas.
(3) Mataas na temperatura tempering
Ang mataas na temperatura tempering temperature ay karaniwang 500°C-650°C, at ang proseso ng heat treatment na pinagsasama ang pagsusubo at kasunod na mataas na temperatura tempering ay karaniwang tinatawag na quenching at tempering treatment. Ang istraktura pagkatapos ng mataas na temperatura tempering ay tempered sorbite, iyon ay, fine-grained cementite at ferrite. Ang ferrite sa tempered sorbite ay polygonal ferrite na sumasailalim sa recrystallization. Ang mga steel casting pagkatapos ng mataas na temperatura tempering ay may mahusay na komprehensibong mekanikal na mga katangian sa mga tuntunin ng lakas, plasticity at kayamutan. Ang high temperature tempering ay malawakang ginagamit sa medium carbon steel, low alloy steel, at iba't ibang mahahalagang bahagi ng istruktura na may kumplikadong puwersa.
5) Solid SolutionTtreatment
Ang pangunahing layunin ng paggamot sa solusyon ay upang matunaw ang mga carbide o iba pang mga namuong phase sa solidong solusyon upang makakuha ng supersaturated na single-phase na istraktura. Ang mga casting ng austenitic stainless steel, austenitic manganese steel at precipitation hardening na hindi kinakalawang na asero ay dapat na karaniwang solid solution na ginagamot. Ang pagpili ng temperatura ng solusyon ay depende sa komposisyon ng kemikal at phase diagram ng cast steel. Ang temperatura ng austenitic manganese steel castings ay karaniwang 1000 ℃ - 1100 ℃; ang temperatura ng austenitic chromium-nickel stainless steel castings ay karaniwang 1000 ℃-1250 ℃.
Kung mas mataas ang nilalaman ng carbon sa cast steel at mas hindi matutunaw na mga elemento ng alloying, mas mataas ang temperatura ng solidong solusyon nito. Para sa precipitation hardening steel castings na naglalaman ng copper, ang tigas ng steel castings ay tumataas dahil sa precipitation ng hard copper-rich phase sa as-cast state habang pinapalamig. Upang mapahina ang istraktura at mapabuti ang pagganap ng pagpoproseso, ang mga bakal na casting ay kailangang maging solidong solusyon na ginagamot. Ang temperatura ng solidong solusyon nito ay 900 ℃-950 ℃.
6) Precipitation Hardening Treatment
Ang precipitation hardening treatment ay isang dispersion strengthening treatment na isinasagawa sa loob ng tempering temperature range, na kilala rin bilang artificial aging. Ang kakanyahan ng precipitation hardening treatment ay na sa mas mataas na temperatura, carbides, nitride, intermetallic compound at iba pang hindi matatag na intermediate phase ay nauuna mula sa supersaturated solid solution at dispersed sa matrix, kaya ginagawa ang cast steel na komprehensibo Pinahusay na mekanikal na mga katangian at tigas.
Ang temperatura ng pag-iipon ng paggamot ay direktang nakakaapekto sa panghuling pagganap ng mga casting ng bakal. Kung ang temperatura ng pag-iipon ay masyadong mababa, ang yugto ng pag-hardening ng pag-ulan ay mabagal; kung ang temperatura ng pagtanda ay masyadong mataas, ang akumulasyon ng precipitated phase ay magdudulot ng overaging, at ang pinakamahusay na pagganap ay hindi makukuha. Samakatuwid, dapat piliin ng pandayan ang naaangkop na temperatura ng pagtanda ayon sa grado ng cast steel at ang tinukoy na pagganap ng paghahagis ng bakal. Ang aging temperatura ng austenitic heat-resistant cast steel ay karaniwang 550 ℃-850 ℃; ang pag-iipon ng temperatura ng mataas na lakas ng precipitation hardening cast bakal ay karaniwang 500 ℃.
7) Paggamot sa Stress Relief
Ang layunin ng stress relief heat treatment ay upang alisin ang casting stress, pagsusubo ng stress at stress na nabuo sa pamamagitan ng machining, upang patatagin ang laki ng casting. Ang stress relief heat treatment ay karaniwang pinainit sa 100°C-200°C sa ibaba ng Ac1, pagkatapos ay pinananatili sa loob ng isang yugto ng panahon, at sa wakas ay pinalamig gamit ang furnace. Ang istraktura ng paghahagis ng bakal ay hindi nagbago sa proseso ng pag-alis ng stress. Ang mga carbon steel casting, low-alloy steel casting at high-alloy steel castings ay lahat ay maaaring isailalim sa stress relief treatment.
4. Ang Epekto ng Heat Treatment sa Mga Katangian ng Steel Casting
Bilang karagdagan sa pagganap ng mga paghahagis ng bakal depende sa komposisyon ng kemikal at proseso ng paghahagis, ang iba't ibang mga paraan ng paggamot sa init ay maaari ding gamitin upang magkaroon ito ng mahusay na komprehensibong mekanikal na mga katangian. Ang pangkalahatang layunin ng proseso ng paggamot sa init ay upang mapabuti ang kalidad ng mga casting, bawasan ang bigat ng mga casting, pahabain ang buhay ng serbisyo at bawasan ang mga gastos. Ang paggamot sa init ay isang mahalagang paraan upang mapabuti ang mga mekanikal na katangian ng mga casting; ang mga mekanikal na katangian ng mga casting ay isang mahalagang tagapagpahiwatig para sa paghusga sa epekto ng paggamot sa init. Bilang karagdagan sa mga sumusunod na katangian, ang pandayan ay dapat ding isaalang-alang ang mga salik tulad ng mga pamamaraan sa pagpoproseso, pagganap ng pagputol at ang mga kinakailangan sa paggamit ng mga casting kapag nagpapainit ng mga bakal na casting.
1) Ang Impluwensiya ng Heat Treatment sa Lakas ng Castings
Sa ilalim ng kondisyon ng parehong komposisyon ng cast bakal, ang lakas ng mga casting ng bakal pagkatapos ng iba't ibang mga proseso ng paggamot sa init ay may posibilidad na tumaas. Sa pangkalahatan, ang tensile strength ng carbon steel castings at low alloy steel castings ay maaaring umabot sa 414 Mpa-1724 MPa pagkatapos ng heat treatment.
2) Ang Epekto ng Heat Treatment sa Plasticity ng Steel Castings
Ang as-cast na istraktura ng steel castings ay magaspang at ang plasticity ay mababa. Pagkatapos ng heat treatment, ang microstructure at plasticity nito ay mapapabuti nang naaayon. Lalo na ang plasticity ng steel castings pagkatapos ng pagsusubo at pag-temperatura ng paggamot (pagsusubo + mataas na temperatura tempering) ay makabuluhang mapabuti.
3) Toughness ng Steel Castings
Ang toughness index ng mga steel casting ay kadalasang sinusuri ng impact test. Dahil ang lakas at tibay ng mga casting ng bakal ay isang pares ng magkasalungat na tagapagpahiwatig, ang pandayan ay dapat gumawa ng komprehensibong pagsasaalang-alang upang pumili ng angkop na proseso ng paggamot sa init upang makamit ang komprehensibong mekanikal na katangian na kinakailangan ng mga customer.
4) Ang Epekto ng Heat Treatment sa Katigasan ng mga Casting
Kapag ang hardenability ng cast steel ay pareho, ang tigas ng cast steel pagkatapos ng heat treatment ay maaaring halos sumasalamin sa lakas ng cast steel. Samakatuwid, ang katigasan ay maaaring gamitin bilang isang intuitive index upang matantya ang pagganap ng cast steel pagkatapos ng heat treatment. Sa pangkalahatan, ang tigas ng carbon steel castings ay maaaring umabot sa 120 HBW - 280 HBW pagkatapos ng heat treatment.
Oras ng post: Hul-12-2021