Tepelné spracovanie oceľových odliatkov je založené na fázovom diagrame Fe-Fe3C na riadenie mikroštruktúry oceľových odliatkov na dosiahnutie požadovaného výkonu. Tepelné spracovanie je jedným z dôležitých procesov pri výrobe oceľových odliatkov. Kvalita a účinok tepelného spracovania priamo súvisia s konečným výkonom oceľových odliatkov.
Odliata štruktúra oceľových odliatkov závisí od chemického zloženia a procesu tuhnutia. Vo všeobecnosti existuje pomerne vážna segregácia dendritov, veľmi nerovnomerná štruktúra a hrubé zrná. Preto musia byť oceľové odliatky vo všeobecnosti tepelne spracované, aby sa eliminoval alebo znížil vplyv vyššie uvedených problémov, aby sa zlepšili mechanické vlastnosti oceľových odliatkov. Okrem toho v dôsledku rozdielu v štruktúre a hrúbke steny oceľových odliatkov majú rôzne časti toho istého odliatku rôzne organizačné formy a vytvárajú značné zvyškové vnútorné napätie. Preto by sa oceľové odliatky (najmä odliatky z legovanej ocele) mali vo všeobecnosti dodávať v tepelne upravenom stave.
1. Charakteristika tepelného spracovania oceľových odliatkov
1) V odliatej štruktúre oceľových odliatkov sa často vyskytujú hrubé dendrity a segregácia. Počas tepelného spracovania by mala byť doba ohrevu o niečo vyššia ako doba ohrevu dielov z kovanej ocele rovnakého zloženia. Zároveň je potrebné primerane predĺžiť dobu zdržania austenitizácie.
2) Vzhľadom na závažnú segregáciu odliatej štruktúry niektorých odliatkov z legovanej ocele, aby sa eliminoval jej vplyv na konečné vlastnosti odliatkov, mali by sa prijať opatrenia na homogenizáciu počas tepelného spracovania.
3) Pri oceľových odliatkoch so zložitými tvarmi a veľkými rozdielmi v hrúbke steny je potrebné pri tepelnom spracovaní brať do úvahy prierezové efekty a faktory namáhania odliatku.
4) Ak sa tepelné spracovanie vykonáva na oceľových odliatkoch, musí to byť primerané na základe ich štrukturálnych charakteristík a snažiť sa zabrániť deformácii odliatkov.
2. Hlavné procesné faktory tepelného spracovania oceľových odliatkov
Tepelné spracovanie oceľových odliatkov pozostáva z troch etáp: ohrev, tepelná ochrana a chladenie. Stanovenie parametrov procesu by malo vychádzať z účelu zabezpečenia kvality produktu a úspory nákladov.
1) Vykurovanie
Ohrev je energeticky najnáročnejší proces v procese tepelného spracovania. Hlavnými technickými parametrami procesu ohrevu je výber vhodného spôsobu ohrevu, rýchlosti ohrevu a spôsobu nabíjania.
(1) Spôsob vykurovania. Spôsoby ohrevu oceľových odliatkov zahŕňajú predovšetkým sálavý ohrev, ohrev soľným kúpeľom a indukčný ohrev. Princíp výberu spôsobu vykurovania je rýchly a jednotný, ľahko ovládateľný, vysoká účinnosť a nízke náklady. Pri ohreve zlieváreň vo všeobecnosti zvažuje konštrukčnú veľkosť, chemické zloženie, proces tepelného spracovania a požiadavky na kvalitu odliatku.
(2) Rýchlosť ohrevu. Pri bežných oceľových odliatkoch nemusí byť rýchlosť ohrevu obmedzená a na ohrev sa využíva maximálny výkon pece. Použitie horúcej pece môže výrazne skrátiť čas ohrevu a výrobný cyklus. V skutočnosti za podmienok rýchleho ohrevu nie je zjavná teplotná hysterézia medzi povrchom odliatku a jadrom. Pomalé zahrievanie bude mať za následok zníženú efektivitu výroby, zvýšenú spotrebu energie a závažnú oxidáciu a oduhličenie na povrchu odliatku. Pri niektorých odliatkoch so zložitými tvarmi a štruktúrami, veľkou hrúbkou steny a veľkým tepelným namáhaním počas procesu ohrevu by sa však rýchlosť ohrevu mala riadiť. Vo všeobecnosti sa môže použiť nízka teplota a pomalé zahrievanie (pod 600 °C) alebo zotrvanie pri nízkej alebo strednej teplote a potom sa môže použiť rýchly ohrev v oblastiach s vysokou teplotou.
(3) Spôsob načítania. Princípom umiestňovania oceľových odliatkov do pece je plné využitie efektívneho priestoru, zabezpečenie rovnomerného ohrevu a umiestňovanie odliatkov na deformáciu.
2) Izolácia
Teplota zdržania pri austenitizácii oceľových odliatkov by sa mala zvoliť podľa chemického zloženia odliatej ocele a požadovaných vlastností. Teplota zdržania je vo všeobecnosti o niečo vyššia (asi 20 °C) ako pri kovaní oceľových dielov rovnakého zloženia. Pri odliatkoch z eutektoidnej ocele by sa malo zabezpečiť, aby sa karbidy mohli rýchlo začleniť do austenitu a aby si austenit zachoval jemné zrná.
Pre dobu zachovania tepla oceľových odliatkov by sa mali zvážiť dva faktory: prvým faktorom je dosiahnuť rovnomernú teplotu povrchu odliatku a jadra a druhým faktorom je zabezpečiť rovnomernosť štruktúry. Preto doba výdrže závisí hlavne od tepelnej vodivosti odliatku, hrúbky steny profilu a zliatinových prvkov. Všeobecne povedané, odliatky z legovanej ocele vyžadujú dlhší čas držania ako odliatky z uhlíkovej ocele. Hrúbka steny odliatku je zvyčajne hlavným základom pre výpočet doby výdrže. Pokiaľ ide o dobu zdržania popúšťania a starnutia, mali by sa zvážiť faktory, ako je účel tepelného spracovania, udržiavacia teplota a rýchlosť difúzie prvku.
3) Chladenie
Oceľové odliatky môžu byť po tepelnej konzervácii chladené rôznymi rýchlosťami, aby sa dokončila metalografická premena, získala sa požadovaná metalografická štruktúra a dosiahli sa stanovené ukazovatele výkonnosti. Všeobecne povedané, zvýšenie rýchlosti chladenia môže pomôcť získať dobrú štruktúru a zjemniť zrná, čím sa zlepší mechanické vlastnosti odliatku. Ak je však rýchlosť ochladzovania príliš vysoká, je ľahké spôsobiť väčšie napätie v odliatku. To môže spôsobiť deformáciu alebo praskanie odliatkov so zložitými štruktúrami.
Chladiace médium na tepelné spracovanie oceľových odliatkov vo všeobecnosti zahŕňa vzduch, olej, vodu, slanú vodu a roztavenú soľ.
3. Spôsob tepelného spracovania oceľových odliatkov
Podľa rôznych spôsobov ohrevu, doby zdržania a podmienok chladenia spôsoby tepelného spracovania oceľových odliatkov zahŕňajú hlavne žíhanie, normalizáciu, kalenie, popúšťanie, roztokové spracovanie, precipitačné kalenie, ošetrenie odľahčovaním napätia a odstraňovanie vodíka.
1) Žíhanie.
Žíhanie spočíva v zahriatí ocele, ktorej štruktúra sa odchyľuje od rovnovážneho stavu, na určitú teplotu vopred určenú procesom, a potom ju pomaly ochladzovať po tepelnej konzervácii (zvyčajne ochladzovanie v peci alebo zakopanie do vápna), aby sa dosiahol proces tepelného spracovania v blízkosti rovnovážny stav konštrukcie. Podľa zloženia ocele a účelu a požiadaviek na žíhanie možno žíhanie rozdeliť na úplné žíhanie, izotermické žíhanie, sféroidizačné žíhanie, rekryštalizačné žíhanie, žíhanie na odľahčenie napätia atď.
(1) Kompletné žíhanie. Všeobecný proces úplného žíhania je: zahriatie oceľového odliatku na 20 °C – 30 °C nad Ac3, jeho podržanie po určitú dobu, aby sa štruktúra v oceli úplne premenila na austenit, a potom pomalé ochladenie (zvyčajne chladenie v peci) na 500 ℃ - 600 ℃ a nakoniec sa ochladí na vzduchu. Takzvaný úplný znamená, že pri zahriatí sa získa úplná austenitová štruktúra.
Účel úplného žíhania zahŕňa najmä: prvým je zlepšenie hrubej a nerovnomernej štruktúry spôsobenej opracovaním za tepla; druhým je zníženie tvrdosti odliatkov z uhlíkovej ocele a legovanej ocele nad stredný uhlík, čím sa zlepší ich rezný výkon (vo všeobecnosti platí, že keď je tvrdosť obrobku medzi 170 HBW-230 HBW, je ľahké rezať. Keď tvrdosť je vyšší alebo nižší ako tento rozsah, bude to sťažovať rezanie); treťou je eliminácia vnútorného napätia oceľového odliatku.
Rozsah použitia kompletného žíhania. Úplné žíhanie je vhodné najmä pre odliatky z uhlíkovej ocele a legovanej ocele s podeutektoidným zložením s obsahom uhlíka v rozmedzí od 0,25 % do 0,77 %. Hypereutektoidná oceľ by nemala byť úplne žíhaná, pretože keď sa hypereutektoidná oceľ zahreje nad Accm a pomaly ochladí, sekundárny cementit sa bude vyzrážať pozdĺž hranice austenitových zŕn v sieťovom tvare, vďaka čomu je pevnosť, plasticita a rázová húževnatosť ocele významná. pokles.
(2) Izotermické žíhanie. Izotermické žíhanie sa vzťahuje na zahrievanie oceľových odliatkov na 20 °C - 30 °C nad Ac3 (alebo Ac1), po určitom čase, rýchlom ochladení na maximálnu teplotu podchladenej krivky izotermickej transformácie austenitu a potom po určitú dobu. času (zóna transformácie perlitu). Po premene austenitu na perlit sa pomaly ochladzuje.
(3) Sferoidizačné žíhanie. Sferoidizačné žíhanie spočíva v zahriatí oceľových odliatkov na teplotu mierne vyššiu ako Ac1 a následne po dlhej dobe tepelnej konzervácie sa sekundárny cementit v oceli spontánne premení na zrnitý (alebo guľovitý) cementit a potom pri nízkej rýchlosti Tepelné spracovanie proces vychladnúť na izbovú teplotu.
Účel sféroidizačného žíhania zahŕňa: zníženie tvrdosti; vytvorenie jednotnej metalografickej štruktúry; zlepšenie rezného výkonu a príprava na kalenie.
Sferoidizačné žíhanie je použiteľné hlavne pre eutektoidné ocele a hypereutektoidné ocele (obsah uhlíka väčší ako 0,77 %), ako je uhlíková nástrojová oceľ, legovaná pružinová oceľ, oceľ na valivé ložiská a legovaná nástrojová oceľ.
(4) Žíhanie na uvoľnenie napätia a rekryštalizačné žíhanie. Žíhanie na zmiernenie napätia sa nazýva aj žíhanie pri nízkej teplote. Je to proces, pri ktorom sa oceľové odliatky zahrievajú pod teplotu Ac1 (400 °C - 500 °C), potom sa určitý čas uchovávajú a potom sa pomaly ochladzujú na teplotu miestnosti. Účelom odľahčovacieho žíhania je eliminovať vnútorné napätie odliatku. Metalografická štruktúra ocele sa počas procesu žíhania na uvoľnenie napätia nezmení. Rekryštalizačné žíhanie sa používa hlavne na odstránenie deformovanej štruktúry spôsobenej deformačným spracovaním za studena a na odstránenie deformácie. Teplota ohrevu pre rekryštalizačné žíhanie je 150 °C - 250 °C nad teplotou rekryštalizácie. Rekryštalizačné žíhanie môže po deformácii za studena preformovať predĺžené kryštálové zrná na rovnomerné rovnoosé kryštály, čím sa eliminuje účinok mechanického spevnenia.
2) Normalizácia
Normalizácia je tepelné spracovanie, pri ktorom sa oceľ zahreje na 30 °C - 50 °C nad Ac3 (hypoeutektoidná oceľ) a Acm (hypereutektoidná oceľ) a po určitej dobe tepelnej konzervácie sa ochladí na izbovú teplotu na vzduchu alebo v nútený vzduch. metóda. Normalizácia má vyššiu rýchlosť ochladzovania ako žíhanie, takže normalizovaná štruktúra je jemnejšia ako žíhaná štruktúra a jej pevnosť a tvrdosť sú tiež vyššie ako u žíhanej štruktúry. Vzhľadom na krátky výrobný cyklus a vysoké využitie normalizačného vybavenia je normalizácia široko používaná v rôznych oceľových odliatkoch.
Účel normalizácie je rozdelený do nasledujúcich troch kategórií:
(1) Normalizácia ako konečné tepelné spracovanie
Pri kovových odliatkoch s nízkymi požiadavkami na pevnosť možno ako konečné tepelné spracovanie použiť normalizáciu. Normalizácia môže zjemniť zrná, homogenizovať štruktúru, znížiť obsah feritu v podeutektoidnej oceli, zvýšiť a zjemniť obsah perlitu, čím sa zlepší pevnosť, tvrdosť a húževnatosť ocele.
(2) Normalizácia ako predbežné tepelné spracovanie
Pri oceľových odliatkoch s väčšími prierezmi môže normalizácia pred kalením alebo kalením a popúšťaním (kalenie a popúšťanie pri vysokej teplote) eliminovať Widmanstattenovu štruktúru a pásikovú štruktúru a získať jemnú a jednotnú štruktúru. Pre sieťový cementit prítomný v uhlíkových oceliach a legovaných nástrojových oceliach s obsahom uhlíka vyšším ako 0,77 % môže normalizácia znížiť obsah sekundárneho cementitu a zabrániť mu vo vytváraní súvislej siete, čím sa organizácia pripraví na sféroidné žíhanie.
(3) Zlepšite rezný výkon
Normalizácia môže zlepšiť rezný výkon nízkouhlíkovej ocele. Tvrdosť odliatkov z nízkouhlíkovej ocele je po žíhaní príliš nízka a pri rezaní sa ľahko prilepí na nôž, čo vedie k nadmernej drsnosti povrchu. Normalizačným tepelným spracovaním možno tvrdosť odliatkov z nízkouhlíkovej ocele zvýšiť na 140 HBW - 190 HBW, čo je blízko k optimálnej tvrdosti rezu, čím sa zlepšuje rezný výkon.
3) Kalenie
Kalenie je proces tepelného spracovania, pri ktorom sa oceľové odliatky zahrievajú na teplotu vyššiu ako Ac3 alebo Ac1 a potom sa po určitom čase rýchlo ochladia, aby sa získala úplná martenzitická štruktúra. Oceľové odliatky by mali byť temperované včas po najvyššom teple, aby sa eliminovalo namáhanie pri kalení a získali sa požadované komplexné mechanické vlastnosti.
(1) Teplota kalenia
Teplota kalenia hypoeutektoidnej ocele je 30℃-50℃ nad Ac3; teplota kalenia eutektoidnej ocele a hypereutektoidnej ocele je 30℃-50℃ nad Ac1. Hypoeutektoidná uhlíková oceľ sa zahrieva na vyššie uvedenú kaliacu teplotu, aby sa získal jemnozrnný austenit a jemná martenzitická štruktúra sa môže získať po kalení. Eutektoidná oceľ a hypereutektoidná oceľ boli pred kalením a zahrievaním sféroidizované a žíhané, takže po zahriatí na 30 ℃ - 50 ℃ nad Ac1 a neúplnej austenitizácii je štruktúra austenitová a čiastočne nerozpustené jemnozrnné infiltračné častice uhlíkového telesa. Po ochladení sa austenit premení na martenzit a nerozpustené častice cementitu sa zachovajú. Vďaka vysokej tvrdosti cementitu nielenže neznižuje tvrdosť ocele, ale zlepšuje aj jej odolnosť proti opotrebovaniu. Normálna kalená štruktúra hypereutektoidnej ocele je jemný vločkovitý martenzit a jemne zrnitý cementit a malé množstvo zadržaného austenitu sú rovnomerne rozložené na matrici. Táto štruktúra má vysokú pevnosť a odolnosť proti opotrebovaniu, ale má aj určitý stupeň húževnatosti.
(2) Chladiace médium na proces tepelného spracovania kalením
Účelom kalenia je získať úplný martenzit. Preto musí byť rýchlosť ochladzovania liatej ocele počas kalenia väčšia ako kritická rýchlosť ochladzovania liatej ocele, inak sa nedá získať martenzitická štruktúra a zodpovedajúce vlastnosti. Príliš vysoká rýchlosť ochladzovania však môže ľahko viesť k deformácii alebo prasknutiu odliatku. Aby boli súčasne splnené vyššie uvedené požiadavky, treba zvoliť vhodné chladiace médium podľa materiálu odliatku, prípadne zvoliť metódu stupňovitého chladenia. V teplotnom rozsahu 650 ℃ - 400 ℃ je rýchlosť izotermickej transformácie podchladeného austenitu ocele najväčšia. Preto pri ochladzovaní odliatku by malo byť v tomto teplotnom rozsahu zaistené rýchle ochladenie. Pod bodom Ms by mala byť rýchlosť chladenia pomalšia, aby sa zabránilo deformácii alebo prasknutiu. Kaliace médium zvyčajne používa vodu, vodný roztok alebo olej. V štádiu kalenia alebo izotermického kalenia bežne používané médiá zahŕňajú horúci olej, roztavený kov, roztavenú soľ alebo roztavenú zásadu.
Chladiaca kapacita vody v zóne vysokej teploty 650 ℃ - 550 ℃ je silná a chladiaca kapacita vody v zóne nízkej teploty 300 ℃ - 200 ℃ je veľmi silná. Voda je vhodnejšia na kalenie a chladenie odliatkov z uhlíkovej ocele jednoduchých tvarov a veľkých prierezov. Pri použití na kalenie a chladenie nie je teplota vody vo všeobecnosti vyššia ako 30 °C. Preto sa vo všeobecnosti používa na posilnenie cirkulácie vody, aby sa teplota vody udržala v rozumnom rozsahu. Okrem toho zahrievanie soli (NaCl) alebo alkálie (NaOH) vo vode výrazne zvýši chladiacu kapacitu roztoku.
Hlavnou výhodou oleja ako chladiaceho média je, že rýchlosť chladenia v zóne nízkej teploty 300 ℃ - 200 ℃ je oveľa nižšia ako rýchlosť vody, čo môže výrazne znížiť vnútorné napätie kaleného obrobku a znížiť možnosť deformácie. a praskanie odliatku. Súčasne je chladiaca kapacita oleja vo vysokom teplotnom rozsahu 650 ℃ - 550 ℃ relatívne nízka, čo je tiež hlavnou nevýhodou oleja ako kaliaceho média. Teplota kaliaceho oleja sa vo všeobecnosti reguluje na 60 ℃ - 80 ℃. Olej sa používa hlavne na kalenie odliatkov z legovanej ocele so zložitými tvarmi a na kalenie odliatkov z uhlíkovej ocele s malými prierezmi a zložitými tvarmi.
Okrem toho sa ako hasiace médium bežne používa aj roztavená soľ, ktorá sa v tomto čase stáva soľným kúpeľom. Soľný kúpeľ sa vyznačuje vysokým bodom varu a jeho chladiaca kapacita je medzi vodou a olejom. Soľný kúpeľ sa často používa na izotermické kalenie a stupňovité kalenie, ako aj na úpravu odliatkov zložitých tvarov, malých rozmerov a prísnych požiadaviek na deformáciu.
4) Temperovanie
Temperovanie sa týka procesu tepelného spracovania, pri ktorom sa kalené alebo normalizované oceľové odliatky ohrievajú na zvolenú teplotu nižšiu ako je kritický bod Ac1 a po určitom čase sa ochladzujú vhodnou rýchlosťou. Tepelné spracovanie temperovaním môže transformovať nestabilnú štruktúru získanú po kalení alebo normalizácii na stabilnú štruktúru, aby sa eliminovalo napätie a zlepšila sa plasticita a húževnatosť oceľových odliatkov. Vo všeobecnosti sa proces tepelného spracovania kalenia a spracovania pri vysokej teplote nazýva kalenie a temperovanie. Kalené oceľové odliatky musia byť temperované včas a normalizované oceľové odliatky by mali byť temperované v prípade potreby. Výkonnosť oceľových odliatkov po temperovaní závisí od teploty popúšťania, času a počtu opakovaní. Zvýšenie teploty popúšťania a predĺženie doby zdržania kedykoľvek môže nielen zmierniť napätie pri kalení oceľových odliatkov, ale aj transformovať nestabilný kalený martenzit na temperovaný martenzit, troostit alebo sorbit. Znižuje sa pevnosť a tvrdosť oceľových odliatkov a výrazne sa zlepšuje plasticita. U niektorých stredne legovaných ocelí s legovacími prvkami, ktoré silne tvoria karbidy (ako je chróm, molybdén, vanád a volfrám, atď.), sa tvrdosť zvyšuje a húževnatosť znižuje pri popúšťaní pri 400 ℃ - 500 ℃. Tento jav sa nazýva sekundárne kalenie, to znamená, že tvrdosť liatej ocele v popustenom stave dosahuje maximum. Pri skutočnej výrobe je potrebné stredne legovanú oceľ na odliatok s charakteristikami sekundárneho kalenia mnohokrát popustiť.
(1) Nízkoteplotné temperovanie
Teplotný rozsah nízkoteplotného temperovania je 150 ℃ - 250 ℃. Nízkoteplotné popúšťanie môže získať temperovanú martenzitovú štruktúru, ktorá sa používa hlavne na kalenie ocele s vysokým obsahom uhlíka a kalenie vysoko legovanej ocele. Temperovaný martenzit označuje štruktúru kryptokryštalického martenzitu plus jemne zrnité karbidy. Štruktúra hypoeutektoidnej ocele po nízkoteplotnom temperovaní je temperovaný martenzit; štruktúra hypereutektoidnej ocele po nízkoteplotnom popúšťaní je temperovaný martenzit + karbidy + zadržaný austenit. Účelom nízkoteplotného popúšťania je vhodne zlepšiť húževnatosť kalenej ocele pri zachovaní vysokej tvrdosti (58HRC-64HRC), vysokej pevnosti a odolnosti proti opotrebeniu a zároveň výrazne znížiť namáhanie pri kalení a krehkosť oceľových odliatkov.
(2) Temperovanie na strednú teplotu
Teplota temperovania strednej teploty je všeobecne medzi 350 ℃ - 500 ℃. Štruktúrou po temperovaní pri strednej teplote je veľké množstvo jemnozrnného cementitu dispergovaného a distribuovaného na feritovej matrici, teda temperovanej troostitovej štruktúre. Ferit v temperovanej troostitovej štruktúre si stále zachováva tvar martenzitu. Vnútorné pnutie oceľových odliatkov po temperovaní je v podstate eliminované a majú vyššiu medzu pružnosti a medzu klzu, vyššiu pevnosť a tvrdosť a dobrú plasticitu a húževnatosť.
(3) Vysokoteplotné temperovanie
Teplota popúšťania pri vysokej teplote je všeobecne 500 °C až 650 °C a proces tepelného spracovania, ktorý kombinuje kalenie a následné popúšťanie pri vysokej teplote, sa zvyčajne nazýva kalenie a popúšťanie. Štruktúrou po vysokoteplotnom temperovaní je temperovaný sorbit, to znamená jemnozrnný cementit a ferit. Ferit v temperovanom sorbite je polygonálny ferit, ktorý podlieha rekryštalizácii. Oceľové odliatky po vysokoteplotnom popúšťaní majú dobré komplexné mechanické vlastnosti z hľadiska pevnosti, plasticity a húževnatosti. Vysokoteplotné temperovanie je široko používané v stredne uhlíkovej oceli, nízkolegovanej oceli a rôznych dôležitých konštrukčných častiach so zložitými silami.
5) Liečba tuhým roztokom
Hlavným účelom úpravy v roztoku je rozpustenie karbidov alebo iných vyzrážaných fáz v pevnom roztoku, aby sa získala presýtená jednofázová štruktúra. Odliatky z austenitickej nehrdzavejúcej ocele, austenitickej mangánovej ocele a precipitačne tvrdenej nehrdzavejúcej ocele by mali byť spravidla ošetrené tuhým roztokom. Voľba teploty roztoku závisí od chemického zloženia a fázového diagramu liatej ocele. Teplota odliatkov z austenitickej mangánovej ocele je všeobecne 1000 ℃ - 1100 ℃; teplota austenitických odliatkov z chrómniklovej nehrdzavejúcej ocele je všeobecne 1000 ℃ - 1250 ℃.
Čím vyšší je obsah uhlíka v liatej oceli a čím viac nerozpustných legujúcich prvkov, tým vyššia by mala byť teplota jej tuhého roztoku. Pri precipitačne kalených oceľových odliatkoch obsahujúcich meď sa tvrdosť oceľových odliatkov zvyšuje v dôsledku precipitácie tvrdých fáz bohatých na meď v odliatom stave počas chladenia. Aby sa zjemnila štruktúra a zlepšil sa výkon spracovania, musia byť oceľové odliatky ošetrené tuhým roztokom. Teplota jeho tuhého roztoku je 900 ℃ - 950 ℃.
6) Precipitation Hardening Treatment
Ošetrenie precipitačným kalením je ošetrenie disperzným spevňovaním vykonávané v rozsahu teplôt popúšťania, ktoré je tiež známe ako umelé starnutie. Podstatou precipitačného kalenia je, že pri vyšších teplotách sa karbidy, nitridy, intermetalické zlúčeniny a iné nestabilné medzifázové fázy vyzrážajú z presýteného tuhého roztoku a dispergujú sa v matrici, čím sa liata oceľ stáva komplexnou Zlepšené mechanické vlastnosti a tvrdosť.
Teplota spracovania starnutím priamo ovplyvňuje konečný výkon oceľových odliatkov. Ak je teplota starnutia príliš nízka, precipitačná vytvrdzovacia fáza sa bude zrážať pomaly; ak je teplota starnutia príliš vysoká, akumulácia vyzrážanej fázy spôsobí prestarnutie a nedosiahne sa najlepší výkon. Zlievareň by preto mala zvoliť vhodnú teplotu starnutia podľa triedy liatej ocele a špecifikovaného výkonu oceľového odliatku. Teplota starnutia austenitickej tepelne odolnej liatiny je vo všeobecnosti 550 ℃ - 850 ℃; teplota starnutia vysokopevnostnej precipitačnej kalenej liatej ocele je vo všeobecnosti 500 ℃.
7) Liečba na zmiernenie stresu
Účelom tepelného spracovania na odľahčenie napätia je eliminovať napätie pri odlievaní, napätie pri kalení a napätie vznikajúce obrábaním tak, aby sa stabilizovala veľkosť odliatku. Tepelné spracovanie na odľahčenie napätia sa vo všeobecnosti zahreje na 100 °C až 200 °C pod hodnotu Ac1, potom sa udržiava určitý čas a nakoniec sa ochladí v peci. Štruktúra oceľového odliatku sa počas procesu odľahčenia napätia nezmenila. Odliatky z uhlíkovej ocele, odliatky z nízkolegovanej ocele a odliatky z vysokolegovanej ocele môžu byť všetky podrobené úprave na uvoľnenie napätia.
4. Vplyv tepelného spracovania na vlastnosti oceľových odliatkov
Okrem výkonu oceľových odliatkov v závislosti od chemického zloženia a procesu odlievania je možné použiť aj rôzne metódy tepelného spracovania, aby mala vynikajúce komplexné mechanické vlastnosti. Všeobecným účelom procesu tepelného spracovania je zlepšiť kvalitu odliatkov, znížiť hmotnosť odliatkov, predĺžiť životnosť a znížiť náklady. Tepelné spracovanie je dôležitým prostriedkom na zlepšenie mechanických vlastností odliatkov; mechanické vlastnosti odliatkov sú dôležitým ukazovateľom pre posúdenie účinku tepelného spracovania. Okrem nasledujúcich vlastností musí zlievareň pri tepelnom spracovaní oceľových odliatkov zvážiť aj faktory, ako sú postupy spracovania, rezný výkon a požiadavky na použitie odliatkov.
1) Vplyv tepelného spracovania na pevnosť odliatkov
Za podmienok rovnakého zloženia ocele na odliatky má pevnosť oceľových odliatkov po rôznych procesoch tepelného spracovania tendenciu stúpať. Všeobecne povedané, pevnosť v ťahu odliatkov z uhlíkovej ocele a odliatkov z nízkolegovanej ocele môže po tepelnom spracovaní dosiahnuť 414 MPa-1724 MPa.
2) Vplyv tepelného spracovania na plasticitu oceľových odliatkov
Odliata štruktúra oceľových odliatkov je hrubá a plasticita nízka. Po tepelnom spracovaní sa zodpovedajúcim spôsobom zlepší jeho mikroštruktúra a plasticita. Výrazne sa zlepší najmä plasticita oceľových odliatkov po spracovaní kalením a popúšťaním (kalenie + popúšťanie pri vysokej teplote).
3) Húževnatosť oceľových odliatkov
Index húževnatosti oceľových odliatkov sa často hodnotí rázovými skúškami. Keďže pevnosť a húževnatosť oceľových odliatkov je dvojica protichodných ukazovateľov, musí zlieváreň komplexne zvážiť výber vhodného procesu tepelného spracovania, aby sa dosiahli komplexné mechanické vlastnosti požadované zákazníkmi.
4) Vplyv tepelného spracovania na tvrdosť odliatkov
Keď je prekaliteľnosť liatej ocele rovnaká, tvrdosť liatej ocele po tepelnom spracovaní môže zhruba odrážať pevnosť liatej ocele. Preto možno tvrdosť použiť ako intuitívny index na odhad výkonu liatej ocele po tepelnom spracovaní. Vo všeobecnosti možno povedať, že tvrdosť odliatkov z uhlíkovej ocele môže po tepelnom spracovaní dosiahnuť 120 HBW - 280 HBW.
Čas odoslania: 12. júla 2021