Plieno liejinių terminis apdorojimas pagrįstas Fe-Fe3C fazių diagrama, kad būtų galima valdyti plieno liejinių mikrostruktūrą, kad būtų pasiektas reikiamas našumas. Terminis apdorojimas yra vienas iš svarbių plieno liejinių gamybos procesų. Terminio apdorojimo kokybė ir poveikis yra tiesiogiai susiję su galutiniu plieno liejinių veikimu.
Plieno liejinių struktūra priklauso nuo cheminės sudėties ir kietėjimo proceso. Paprastai yra gana rimta dendrito segregacija, labai netolygi struktūra ir stambūs grūdeliai. Todėl plieno liejinius paprastai reikia termiškai apdoroti, kad būtų pašalintos arba sumažintos pirmiau minėtos problemos, kad būtų pagerintos plieno liejinių mechaninės savybės. Be to, dėl plieno liejinių struktūros ir sienelių storio skirtumo, įvairios to paties liejinio dalys turi skirtingas organizacines formas ir sukuria didelį liekamąjį vidinį įtempį. Todėl plieno liejiniai (ypač legiruotojo plieno liejiniai) paprastai turėtų būti pristatomi termiškai apdoroti.
1. Plieno liejinių terminio apdorojimo charakteristikos
1) Liejinių plieno liejinių struktūroje dažnai yra stambių dendritų ir atsiskyrimo. Terminio apdorojimo metu kaitinimo laikas turėtų būti šiek tiek didesnis nei tos pačios sudėties kalimo plieno dalių. Tuo pačiu metu reikia atitinkamai pratęsti austenitizacijos laikymo laiką.
2) Dėl rimto kai kurių legiruotojo plieno liejinių liejimo struktūros atskyrimo, siekiant pašalinti jo įtaką galutinėms liejinių savybėms, terminio apdorojimo metu reikia imtis priemonių homogenizuoti.
3) Sudėtingų formų ir didelių sienelių storio skirtumų plieno liejiniams termiškai apdorojant reikia atsižvelgti į skerspjūvio poveikį ir liejimo įtempių veiksnius.
4) Kai atliekamas plieno liejinių terminis apdorojimas, jis turi būti pagrįstas pagal jo konstrukcines charakteristikas ir stengtis išvengti liejinių deformacijos.
2. Pagrindiniai plieno liejinių terminio apdorojimo proceso veiksniai
Plieno liejinių terminis apdorojimas susideda iš trijų etapų: šildymo, šilumos išsaugojimo ir aušinimo. Proceso parametrų nustatymas turėtų būti grindžiamas produkto kokybės užtikrinimo ir sąnaudų taupymo tikslu.
1) Šildymas
Šildymas yra daugiausiai energijos sunaudojantis procesas terminio apdorojimo procese. Pagrindiniai šildymo proceso techniniai parametrai – parinkti tinkamą šildymo būdą, šildymo greitį ir įkrovimo būdą.
(1) Šildymo būdas. Plieno liejinių šildymo būdai daugiausia apima spindulinį šildymą, kaitinimą druskos vonioje ir indukcinį šildymą. Šildymo metodo pasirinkimo principas yra greitas ir vienodas, lengvai valdomas, didelis efektyvumas ir maža kaina. Kaitinant liejykla paprastai atsižvelgia į liejinio konstrukcijos dydį, cheminę sudėtį, terminio apdorojimo procesą ir kokybės reikalavimus.
(2) Šildymo greitis. Bendriesiems plieno liejiniams kaitinimo greitis negali būti ribojamas, o šildymui naudojama maksimali krosnies galia. Karštos krosnies įkrovimo naudojimas gali labai sutrumpinti šildymo laiką ir gamybos ciklą. Tiesą sakant, esant greitam kaitinimui, tarp liejinio paviršiaus ir šerdies nėra akivaizdžios temperatūros histerezės. Dėl lėto kaitinimo sumažės gamybos efektyvumas, padidės energijos sąnaudos ir rimta liejinio paviršiaus oksidacija bei dekarbonizacija. Tačiau kai kurių liejinių, turinčių sudėtingų formų ir konstrukcijų, didelio sienelių storio ir didelių šiluminių įtempių šildymo proceso metu, šildymo greitis turi būti kontroliuojamas. Paprastai galima naudoti žemą temperatūrą ir lėtą kaitinimą (žemesnėje nei 600 °C) arba palaikyti žemą ar vidutinę temperatūrą, o tada aukštos temperatūros zonose galima naudoti greitą šildymą.
(3) Pakrovimo būdas. Principas, kad plieniniai liejiniai turi būti dedami į krosnį, yra visiškai išnaudoti efektyvią erdvę, užtikrinti vienodą šildymą ir išdėstyti liejinius taip, kad jie deformuotųsi.
2) Izoliacija
Laikymo temperatūra plieno liejinių austenitinimui turi būti parenkama pagal liejamo plieno cheminę sudėtį ir reikiamas savybes. Laikymo temperatūra paprastai yra šiek tiek aukštesnė (apie 20 °C) nei tos pačios sudėties kalimo plieno dalys. Kalbant apie eutektoidinio plieno liejinius, reikia užtikrinti, kad karbidai būtų greitai įmaišomi į austenitą ir kad austenitas išlaikytų smulkius grūdelius.
Plieno liejinių šilumos išsaugojimo trukmei reikia atsižvelgti į du veiksnius: pirmasis veiksnys yra vienodo liejimo paviršiaus ir šerdies temperatūra, o antrasis – konstrukcijos vienodumo užtikrinimas. Todėl laikymo laikas daugiausia priklauso nuo liejimo šilumos laidumo, sekcijos sienelės storio ir lydinio elementų. Paprastai tariant, legiruotojo plieno liejiniams reikia ilgesnio laikymo laiko nei anglinio plieno liejiniams. Liejinio sienelės storis dažniausiai yra pagrindinis pagrindas skaičiuojant laikymo laiką. Atliekant grūdinimo ir senėjimo apdorojimo laiką, reikia atsižvelgti į tokius veiksnius kaip terminio apdorojimo paskirtis, laikymo temperatūra ir elementų difuzijos greitis.
3) Aušinimas
Plieniniai liejiniai po terminio konservavimo gali būti aušinami skirtingais greičiais, siekiant užbaigti metalografinę transformaciją, gauti reikiamą metalografinę struktūrą ir pasiekti nurodytus eksploatacinius rodiklius. Apskritai, padidinus aušinimo greitį, galima gauti gerą struktūrą ir patobulinti grūdelius, taip pagerinant liejimo mechanines savybes. Tačiau jei aušinimo greitis yra per greitas, lengva sukelti didesnį įtampą liejinyje. Tai gali sukelti sudėtingų konstrukcijų liejinių deformaciją arba įtrūkimus.
Plieno liejinių terminio apdorojimo aušinimo terpė paprastai apima orą, aliejų, vandenį, sūrų vandenį ir išlydytą druską.
3. Plieno liejinių terminio apdorojimo metodas
Atsižvelgiant į skirtingus šildymo metodus, laikymo laiką ir aušinimo sąlygas, plieno liejinių terminio apdorojimo metodai daugiausia apima atkaitinimą, normalizavimą, grūdinimą, grūdinimą, apdorojimą tirpalu, grūdinimą nuo kritulių, įtempių mažinimo ir vandenilio pašalinimo apdorojimą.
1) Atkaitinimas.
Atkaitinimas – tai plieno, kurio struktūra nukrypsta nuo pusiausvyros būsenos, kaitinimas iki tam tikros temperatūros, nustatytos proceso metu, o po to po šilumos išsaugojimo (dažniausiai atvėsinant krosnyje arba užkasant kalkėmis) jis lėtai atvėsinamas, kad terminis apdorojimas būtų artimas konstrukcijos pusiausvyros būsena. Atsižvelgiant į plieno sudėtį ir atkaitinimo tikslą bei reikalavimus, atkaitinimas gali būti suskirstytas į visišką atkaitinimą, izoterminį atkaitinimą, sferoidinį atkaitinimą, rekristalizacinį atkaitinimą, atkaitinimą nuo įtampos ir pan.
(1) Visiškas atkaitinimas. Bendras pilno atkaitinimo procesas yra toks: plieno liejinio kaitinimas iki 20 °C–30 °C virš Ac3, palaikymas tam tikrą laiką, kad plieno struktūra visiškai virstų austenitu, o po to lėtai aušinamas (paprastai aušinimas krosnyje) iki 500 ℃ – 600 ℃ ir galiausiai atvėsinamas ore. Vadinamasis užbaigtas reiškia, kad kaitinant gaunama visa austenito struktūra.
Visiško atkaitinimo tikslas daugiausia apima: pirmasis – pagerinti šiurkščią ir nelygią struktūrą, kurią sukelia karštas apdirbimas; antrasis tikslas – sumažinti anglinio plieno ir legiruotojo plieno liejinių kietumą, viršijantį vidutinį anglies kiekį, taip pagerinant jų pjovimo efektyvumą (paprastai, kai ruošinio kietumas yra tarp 170 HBW–230 HBW, jį lengva pjauti. Kai kietumas yra didesnis arba mažesnis už šį diapazoną, tai apsunkins pjovimą); trečia – pašalinti vidinį plieno liejinio įtempį.
Visiško atkaitinimo naudojimo diapazonas. Visiškas atkaitinimas daugiausia tinka anglinio plieno ir legiruotojo plieno liejiniams su hipoeutektoidine sudėtimi, kai anglies kiekis svyruoja nuo 0,25% iki 0,77%. Hipereutektoidinis plienas neturėtų būti visiškai atkaitintas, nes kai hipereutektoidinis plienas kaitinamas iki aukštesnės nei Accm ir lėtai aušinamas, antrinis cementitas nusėda išilgai austenito grūdelių ribos tinklo forma, todėl plieno stiprumas, plastiškumas ir atsparumas smūgiams yra reikšmingi. nuosmukis.
(2) Izoterminis atkaitinimas. Izoterminis atkaitinimas reiškia plieno liejinių kaitinimą iki 20 °C – 30 °C virš Ac3 (arba Ac1), palaikius tam tikrą laiką, greitai atvėsus iki maksimalios peršalusio austenito izoterminės transformacijos kreivės temperatūros ir palaikymą tam tikrą laikotarpį. laiko (Perlito transformacijos zona). Po to, kai austenitas virsta perlitu, jis lėtai atvėsta.
(3) Sferoidinis atkaitinimas. Sferoidinis atkaitinimas yra plieno liejinių kaitinimas iki šiek tiek aukštesnės nei Ac1 temperatūros, o po ilgo šilumos išsaugojimo pliene esantis antrinis cementitas savaime virsta granuliuotu (arba sferiniu) cementitu, o po to lėtu greičiu termiškai apdorojamas. procesą, kad atvėstų iki kambario temperatūros.
Sferoidinio atkaitinimo tikslas apima: kietumo mažinimą; metalografinės struktūros vienodinimas; pjovimo našumo gerinimas ir paruošimas grūdinimui.
Sferoidinis atkaitinimas daugiausia taikomas eutektoidiniam plienui ir hipereutektoidiniam plienui (anglies kiekis didesnis nei 0,77 %), pavyzdžiui, anglinio įrankių plieno, legiruoto spyruoklinio plieno, riedėjimo guolių plieno ir legiruotojo įrankių plieno.
(4) Įtempių mažinimo atkaitinimas ir rekristalizavimo atkaitinimas. Atkaitinimas nuo streso taip pat vadinamas žemos temperatūros atkaitinimu. Tai procesas, kurio metu plieno liejiniai pašildomi iki žemesnės nei Ac1 temperatūros (400 °C – 500 °C), po to tam tikrą laiką palaikomi, o po to lėtai atšaldomi iki kambario temperatūros. Įtempių mažinimo atkaitinimo tikslas yra pašalinti vidinį liejinio įtempį. Įtempių mažinimo atkaitinimo proceso metu plieno metalografinė struktūra nepasikeis. Rekristalizacinis atkaitinimas daugiausia naudojamas siekiant pašalinti iškraipytą struktūrą, kurią sukelia šaltos deformacijos apdorojimas, ir pašalinti darbo sukietėjimą. Rekristalizacinio atkaitinimo kaitinimo temperatūra yra 150 °C - 250 °C aukštesnė už rekristalizavimo temperatūrą. Rekristalizacinis atkaitinimas gali iš naujo suformuoti pailgintus kristalų grūdelius į vienodus lygiagrečius kristalus po šaltos deformacijos, taip pašalinant darbo grūdinimo poveikį.
2) Normalizavimas
Normalizavimas – tai terminis apdorojimas, kai plienas kaitinamas iki 30 °C – 50 °C virš Ac3 (hipoeutektoidinis plienas) ir Acm (hipereutektoidinis plienas), o po tam tikro terminio išsaugojimo laikotarpio atšaldomas iki kambario temperatūros ore arba priverstinis oras. metodas. Normalizuojant aušinimo greitis yra greitesnis nei atkaitinimo, todėl normalizuota struktūra yra smulkesnė nei atkaitinta, o jos stiprumas ir kietumas taip pat yra didesni nei atkaitintos struktūros. Dėl trumpo gamybos ciklo ir didelio normalizavimo įrangos naudojimo, normalizavimas plačiai naudojamas įvairiuose plieno liejiniuose.
Normalizavimo tikslas yra suskirstytas į tris kategorijas:
(1) Normalizavimas kaip galutinis terminis apdorojimas
Metalo liejiniams, kuriems taikomi maži stiprumo reikalavimai, normalizavimas gali būti naudojamas kaip galutinis terminis apdorojimas. Normalizuojant galima patobulinti grūdelius, homogenizuoti struktūrą, sumažinti ferito kiekį hipoeutektoidiniame pliene, padidinti ir patobulinti perlito kiekį, taip pagerinant plieno stiprumą, kietumą ir kietumą.
(2) Normalizuojama kaip išankstinis terminis apdorojimas
Didesnių sekcijų plieno liejinių normalizavimas prieš grūdinimą arba grūdinimą ir grūdinimą (grūdinimas ir grūdinimas aukštoje temperatūroje) gali pašalinti Widmanstatten struktūrą ir juostinę struktūrą ir gauti puikią ir vienodą struktūrą. Tinklinio cementito, esančio anglies plienuose ir legiruotų įrankių plienuose, kurių anglies kiekis didesnis nei 0,77%, normalizavimas gali sumažinti antrinio cementito kiekį ir neleisti jam susidaryti ištisiniam tinklui, paruošiant organizaciją sferoidiniam atkaitinimui.
(3) Pagerinkite pjovimo našumą
Normalizavimas gali pagerinti mažai anglies dioksido turinčio plieno pjovimo našumą. Mažai anglies plieno liejinių kietumas po atkaitinimo yra per mažas, o pjovimo metu lengva prilipti prie peilio, todėl paviršius tampa nelygus. Normalizuojant terminį apdorojimą, mažai anglies turinčio plieno liejinių kietumas gali būti padidintas iki 140 HBW – 190 HBW, kuris yra artimas optimaliam pjovimo kietumui, taip pagerinant pjovimo našumą.
3) gesinimas
Gesinimas yra terminio apdorojimo procesas, kurio metu plieno liejiniai kaitinami iki aukštesnės nei Ac3 arba Ac1 temperatūros, o po to greitai atšaldomi, tam tikrą laiką palaikę, kad būtų gauta visa martensitinė struktūra. Plieniniai liejiniai turi būti grūdinami laiku po karščiausio, kad būtų pašalintas gesinimo įtempis ir įgytos reikiamos visapusiškos mechaninės savybės.
(1) Užgesinimo temperatūra
Hipoeutektoidinio plieno gesinimo kaitinimo temperatūra yra 30 ℃–50 ℃ virš Ac3; eutektoidinio plieno ir hipereutektoidinio plieno gesinimo kaitinimo temperatūra yra 30 ℃–50 ℃ virš Ac1. Hipoeutektoidinis anglinis plienas kaitinamas aukščiau minėta gesinimo temperatūra, kad gautųsi smulkiagrūdis austenitas, o gesinant galima gauti smulkią martensito struktūrą. Eutektoidinis plienas ir hipereutektoidinis plienas buvo sferoidizuoti ir atkaitinti prieš gesinimą ir kaitinimą, todėl pakaitinus iki 30 ℃–50 ℃ virš Ac1 ir nevisiškai austenitą, struktūra yra austenito ir iš dalies neištirpusių smulkiagrūdžių anglies kūno dalelių. Po gesinimo austenitas virsta martensitu, o neištirpusios cementito dalelės išlieka. Dėl didelio cementito kietumo jis ne tik nesumažina plieno kietumo, bet ir pagerina jo atsparumą dilimui. Įprasta gesinta hipereutektoidinio plieno struktūra yra smulkus dribsnių martensitas, o smulkus granuliuotas cementitas ir nedidelis sulaikyto austenito kiekis yra tolygiai pasiskirstę ant matricos. Ši konstrukcija pasižymi dideliu stiprumu ir atsparumu dilimui, tačiau taip pat turi tam tikrą kietumo laipsnį.
(2) Aušinimo terpė terminio apdorojimo procesui gesinti
Grūdinimo tikslas – gauti pilną martensitą. Todėl gesinimo metu liejamo plieno aušinimo greitis turi būti didesnis nei kritinis lietojo plieno aušinimo greitis, kitaip martensito struktūra ir atitinkamos savybės nepasiekiamos. Tačiau per didelis aušinimo greitis gali lengvai sukelti liejinio deformaciją arba įtrūkimus. Norint tuo pačiu metu atitikti aukščiau nurodytus reikalavimus, reikia pasirinkti tinkamą aušinimo terpę pagal liejinio medžiagą arba pasirinkti pakopinio aušinimo metodą. Temperatūros diapazone nuo 650 ℃ iki 400 ℃ peršalusio plieno austenito izoterminės transformacijos greitis yra didžiausias. Todėl, kai liejinys gesinamas, šiame temperatūros diapazone turėtų būti užtikrintas greitas aušinimas. Žemiau Ms taško aušinimo greitis turi būti lėtesnis, kad būtų išvengta deformacijos ar įtrūkimų. Gesinimo terpėje paprastai naudojamas vanduo, vandeninis tirpalas arba aliejus. Atliekant gesinimo arba austemperavimo stadiją, dažniausiai naudojamos terpės yra karštas aliejus, išlydytas metalas, išlydyta druska arba išlydytas šarmas.
Aukštos temperatūros zonoje 650 ℃ – 550 ℃ vandens aušinimo talpa yra stipri, o žemos temperatūros zonoje 300 ℃ – 200 ℃ – labai stipri. Vanduo labiau tinka paprastos formos ir didelio skerspjūvio anglinio plieno liejiniams gesinti ir vėsinti. Kai naudojamas gesinimui ir aušinimui, vandens temperatūra paprastai yra ne aukštesnė kaip 30 °C. Todėl dažniausiai naudojamasi siekiant sustiprinti vandens cirkuliaciją, kad vandens temperatūra būtų tinkama. Be to, kaitinant druską (NaCl) arba šarmą (NaOH) vandenyje, labai padidės tirpalo aušinimo talpa.
Pagrindinis alyvos, kaip aušinimo terpės, pranašumas yra tas, kad aušinimo greitis žemos temperatūros zonoje 300–200 ℃ yra daug mažesnis nei vandens, o tai gali labai sumažinti gesinto ruošinio vidinį įtempimą ir sumažinti deformacijos galimybę. ir liejinio įtrūkimai. Tuo pačiu metu alyvos aušinimo pajėgumas aukštoje temperatūroje nuo 650 ℃ iki 550 ℃ yra palyginti mažas, o tai taip pat yra pagrindinis aliejaus, kaip gesinimo terpės, trūkumas. Gesinimo alyvos temperatūra paprastai kontroliuojama 60 ℃–80 ℃. Alyva daugiausia naudojama sudėtingų formų legiruotojo plieno liejiniams ir mažo skerspjūvio bei sudėtingų formų anglinio plieno liejiniams gesinti.
Be to, išlydyta druska taip pat dažnai naudojama kaip gesinimo terpė, kuri šiuo metu tampa druskos vonia. Druskos voniai būdinga aukšta virimo temperatūra, o jos aušinimo talpa yra tarp vandens ir aliejaus. Druskos vonia dažnai naudojama austemperacijai ir sceniniam gesinimui, taip pat sudėtingų formų, mažų matmenų ir griežtų deformacijos reikalavimų liejiniams apdoroti.
4) Grūdinimas
Grūdinimas reiškia terminio apdorojimo procesą, kurio metu atšaldyti arba normalizuoti plieno liejiniai įkaitinami iki pasirinktos temperatūros, žemesnės už kritinį tašką Ac1, o palaikius tam tikrą laiką, atitinkamu greičiu atšaldomi. Grūdinimo terminis apdorojimas gali paversti nestabilią struktūrą, gautą po grūdinimo arba normalizavimo, į stabilią struktūrą, kad būtų pašalintas įtempis ir pagerintas plieno liejinių plastiškumas ir tvirtumas. Paprastai gesinimo ir grūdinimo aukštoje temperatūroje apdorojimo procesas vadinamas gesinimo ir grūdinimo apdorojimu. Grūdinto plieno liejiniai turi būti grūdinami laiku, o normalizuoti plieno liejiniai prireikus. Plieninių liejinių našumas po grūdinimo priklauso nuo grūdinimo temperatūros, laiko ir kartų skaičiaus. Grūdinimo temperatūros padidėjimas ir laikymo laiko pailginimas bet kuriuo metu gali ne tik sumažinti plieno liejinių gesinimo įtampą, bet ir nestabilų grūdintą martensitą paversti grūdintu martensitu, troostitu arba sorbitu. Sumažėja plieno liejinių stiprumas ir kietumas, žymiai pagerėja plastiškumas. Kai kurių vidutiniškai legiruotų plienų su legiravimo elementais, kurie stipriai sudaro karbidus (pvz., chromą, molibdeną, vanadį ir volframą ir kt.), grūdinant 400–500 ℃ temperatūroje padidėja kietumas, o kietumas sumažėja. Šis reiškinys vadinamas antriniu grūdinimu, tai yra, liejamo plieno kietumas grūdinto būsenoje pasiekia didžiausią. Faktiškai gaminant vidutinio legiruoto plieno liejinį su antrinėmis kietėjimo savybėmis reikia daug kartų grūdinti.
(1) Grūdinimas žemoje temperatūroje
Žemos temperatūros grūdinimo temperatūros diapazonas yra 150 ℃ - 250 ℃. Grūdinant žemoje temperatūroje galima gauti grūdinto martensito struktūrą, kuri daugiausia naudojama daug anglies turinčiam plienui gesinti ir labai legiruotam plienui gesinti. Grūdintas martensitas reiškia kriptokristalinio martensito ir smulkių granuliuotų karbidų struktūrą. Hipoeutektoidinio plieno struktūra po grūdinimo žemoje temperatūroje yra grūdintas martensitas; hipereutektoidinio plieno struktūra po grūdinimo žemoje temperatūroje yra grūdintas martensitas + karbidai + išlikęs austenitas. Grūdinimo žemoje temperatūroje tikslas yra tinkamai pagerinti grūdinto plieno kietumą, išlaikant aukštą kietumą (58HRC-64HRC), didelį stiprumą ir atsparumą dilimui, tuo pačiu žymiai sumažinant plieno liejinių grūdinimo įtempį ir trapumą.
(2) Grūdinimas vidutine temperatūra
Vidutinės temperatūros grūdinimo temperatūra paprastai yra nuo 350 ℃ iki 500 ℃. Struktūra po grūdinimo vidutinėje temperatūroje yra didelis smulkiagrūdžio cementito kiekis, išsklaidytas ir paskirstytas ant ferito matricos, tai yra grūdinto troostito struktūra. Grūdinto troostito struktūroje esantis feritas vis dar išlaiko martensito formą. Vidinis plieno liejinių įtempis po grūdinimo iš esmės pašalinamas, jie turi aukštesnę elastingumo ribą ir takumo ribą, didesnį stiprumą ir kietumą, gerą plastiškumą ir kietumą.
(3) Grūdinimas aukštoje temperatūroje
Aukštos temperatūros grūdinimo temperatūra paprastai yra 500 ° C–650 ° C, o terminio apdorojimo procesas, kuriame derinamas gesinimas ir vėlesnis grūdinimas aukštoje temperatūroje, paprastai vadinamas grūdinimu ir grūdinimu. Struktūra po grūdinimo aukštoje temperatūroje yra grūdintas sorbitas, tai yra smulkiagrūdis cementitas ir feritas. Grūdinto sorbito feritas yra daugiakampis feritas, kuris perkristalizuojasi. Plieniniai liejiniai po grūdinimo aukštoje temperatūroje pasižymi geromis visapusiškomis mechaninėmis savybėmis stiprumo, plastiškumo ir kietumo požiūriu. Grūdinimas aukštoje temperatūroje plačiai naudojamas vidutinio anglies plieno, mažai legiruoto plieno ir įvairių svarbių sudėtingų jėgų konstrukcijų dalyse.
5) Gydymas kietu tirpalu
Pagrindinis tirpalo apdorojimo tikslas yra ištirpinti karbidus ar kitas nusodintas fazes kietame tirpale, kad būtų gauta persotinta vienfazė struktūra. Austenitinio nerūdijančio plieno, austenitinio mangano plieno ir krituliais grūdinančio nerūdijančio plieno liejiniai paprastai turi būti apdoroti kietu tirpalu. Tirpalo temperatūros pasirinkimas priklauso nuo liejamo plieno cheminės sudėties ir fazių diagramos. Austenitinio mangano plieno liejinių temperatūra paprastai yra 1000 ℃ - 1100 ℃; austenitinio chromo-nikelio nerūdijančio plieno liejinių temperatūra paprastai yra 1000 ℃–1250 ℃.
Kuo didesnis anglies kiekis lietame pliene ir kuo daugiau netirpių legiruojamųjų elementų, tuo aukštesnė turėtų būti jo kietojo tirpalo temperatūra. Grūdinamojo plieno liejiniams, kurių sudėtyje yra vario, plieno liejinių kietumas padidėja dėl to, kad aušinimo metu nusodinamos kietojo vario turinčios fazės. Siekiant sušvelninti struktūrą ir pagerinti apdorojimo efektyvumą, plieno liejiniai turi būti apdoroti kietu tirpalu. Jo kieto tirpalo temperatūra yra 900 ℃–950 ℃.
6) Kritulių grūdinimo apdorojimas
Grūdinimo apdorojimas krituliais yra dispersiją stiprinantis apdorojimas, atliekamas grūdinimo temperatūros diapazone, dar vadinamas dirbtiniu sendinimu. Grūdinimo kritulių apdorojimo esmė yra ta, kad aukštesnėje temperatūroje karbidai, nitridai, intermetaliniai junginiai ir kitos nestabilios tarpinės fazės yra nusodinamos iš persotinto kieto tirpalo ir pasklinda matricoje, todėl liejamasis plienas tampa visapusišku. Pagerintos mechaninės savybės ir kietumas.
Senėjimo apdorojimo temperatūra tiesiogiai veikia galutinį plieno liejinių veikimą. Jei senėjimo temperatūra yra per žema, kritulių kietėjimo fazė nusodins lėtai; jei senėjimo temperatūra yra per aukšta, susikaupus nuosėdoms fazė sukels per didelį senėjimą ir nebus pasiektas geriausias veikimas. Todėl liejykla turėtų pasirinkti tinkamą senėjimo temperatūrą, atsižvelgdama į liejamo plieno rūšį ir nurodytas plieno liejimo savybes. Austenitinio karščiui atsparaus plieno senėjimo temperatūra paprastai yra 550 ℃–850 ℃; Didelio stiprumo kritulių kietėjimo plieno senėjimo temperatūra paprastai yra 500 ℃.
7) Streso mažinimo gydymas
Įtempių mažinimo terminio apdorojimo tikslas yra pašalinti liejimo įtempius, gesinimo įtempius ir įtempius, susidariusius apdirbant, kad būtų stabilizuotas liejimo dydis. Įtempių mažinimo terminis apdorojimas paprastai kaitinamas iki 100 ° C–200 ° C žemiau Ac1, tada palaikomas tam tikrą laiką ir galiausiai atšaldomas krosnyje. Įtempių mažinimo proceso metu plieno liejinio struktūra nepasikeitė. Anglies plieno liejiniai, mažai legiruoto plieno liejiniai ir labai legiruotojo plieno liejiniai gali būti apdorojami įtempių mažinimo būdu.
4. Terminio apdorojimo įtaka plieno liejinių savybėms
Be plieno liejinių savybių, priklausančių nuo cheminės sudėties ir liejimo proceso, taip pat gali būti naudojami įvairūs terminio apdorojimo metodai, kad jie turėtų puikias visapusiškas mechanines savybes. Bendras terminio apdorojimo proceso tikslas – pagerinti liejinių kokybę, sumažinti liejinių svorį, pailginti tarnavimo laiką ir sumažinti išlaidas. Terminis apdorojimas yra svarbi priemonė liejinių mechaninėms savybėms pagerinti; liejinių mechaninės savybės yra svarbus rodiklis sprendžiant apie terminio apdorojimo poveikį. Be toliau nurodytų savybių, liejykla, termiškai apdorojant plieno liejinius, turi atsižvelgti į tokius veiksnius kaip apdorojimo procedūros, pjovimo efektyvumas ir liejinių naudojimo reikalavimai.
1) terminio apdorojimo įtaka liejinių stiprumui
Esant tos pačios liejinio plieno sudėties sąlygoms, plieno liejinių stiprumas po skirtingų terminio apdorojimo procesų turi tendenciją didėti. Paprastai tariant, anglinio plieno liejinių ir mažai legiruotojo plieno liejinių tempiamasis stipris po terminio apdorojimo gali siekti 414 MPa-1724 MPa.
2) terminio apdorojimo įtaka plieno liejinių plastiškumui
Plieno liejinių struktūra yra šiurkšti, o plastiškumas mažas. Po terminio apdorojimo atitinkamai pagerės jo mikrostruktūra ir plastiškumas. Ypač žymiai pagerės plieno liejinių plastiškumas po grūdinimo ir grūdinimo (gesinimas + grūdinimas aukštoje temperatūroje).
3) Plieno liejinių tvirtumas
Plieno liejinių kietumo indeksas dažnai vertinamas atliekant smūginius bandymus. Kadangi plieno liejinių stiprumas ir kietumas yra prieštaringų rodiklių pora, liejykla turi atlikti visapusiškus svarstymus, kad pasirinktų tinkamą terminio apdorojimo procesą, kad būtų pasiektos visapusiškos mechaninės savybės, kurių reikalauja klientai.
4) terminio apdorojimo įtaka liejinių kietumui
Kai liejamo plieno kietumas yra vienodas, liejamo plieno kietumas po terminio apdorojimo gali apytiksliai atspindėti liejamo plieno stiprumą. Todėl kietumas gali būti naudojamas kaip intuityvus indeksas, leidžiantis įvertinti plieno našumą po terminio apdorojimo. Paprastai tariant, anglinio plieno liejinių kietumas po terminio apdorojimo gali siekti 120 HBW – 280 HBW.
Paskelbimo laikas: 2021-07-12