Wie kann man den Gusszustand und die metallographische Struktur von 45 # Stahlguss nach der Wärmebehandlung kontrollieren?

Die metallographische Struktur von 45 # Gussstahl variiert unter verschiedenen Wärmebehandlungsbedingungen im AS -Gusszustand.

Wie kontrollieren wir also den Gusszustand und die metallographische Struktur von 45 Stahlguss nach der Wärmebehandlung bei der Herstellung? Eine feine Kontrolle ist sowohl aus dem Gussprozess als auch aus dem Wärmebehandlungsprozess erforderlich, mit dem Ziel, eine einheitliche, feine und harmlose Struktur zu erhalten, um die endgültigen Leistungsanforderungen (Stärke, Zähigkeit, Härte usw.) zu erfüllen.

Im Folgenden sind wichtige Steuerungsstrategien:

1 、 Steuern Sie die AS -Gussmikrostruktur (legt eine feste Grundlage für die nachfolgende Wärmebehandlung)

1. Optimieren Sie die Gussprozessparameter: Gießen Sie die Temperatur: Versuchen Sie gleichzeitig die Füllkapazität sicher, die Gießtemperatur so weit wie möglich zu reduzieren. Übermäßige Gießentemperatur kann zu grober Korngröße führen. Die säulenförmige Kristallregion erweitert sich. Erhöhen Sie die Tendenz der Segregation. Förderung der Bildung der Wei -Organisation. Kühlrate: Beschleunigen Sie die Kühlrate: Dies ist der Kern der Verfeinerung der AS -Gussmikrostruktur. Eine schnellere Kühlrate kann das Kornwachstum unterdrücken, die Segregation verringern und die Bildung der Weibull -Struktur lindern oder sogar vermeiden. Methode: Verwenden Sie Metallformen oder mit Sand bedeckte Metallformen anstelle von reinen Sandformen; Kaltes Eisen in den dicken Teil des Gießens stecken; Optimieren Sie das Schimmeldesign (z. B. die Gleichmäßigkeit der Wandstärke und Reduzierung von Wärmeeinsparungen); Wählen Sie Modellierungsmaterialien mit guter thermischer Leitfähigkeit; Steuern Sie die Temperatur der Form. Einheitliche Kühlung: Vermeiden Sie signifikante Unterschiede in den Kühlraten zwischen verschiedenen Teilen des Gusss, was zu einer ungleichmäßigen Organisation und dem internen Stress führen kann. Gestalten Sie das Gießen und Risersystem und das Layout des kalten Eisen angemessen.

2. Inokulation/Modifikationsbehandlung: Obwohl 45 Stahl nicht herkömmlich wie Gusseisen geimpft werden, kann in bestimmten Fällen keine Spurenlegungselemente (wie Vanadium V, Titan Ti, Niob NB) oder Seltenerdelemente zur Behandlung von Kornverfeinerungen hinzufügen. Diese Elemente bilden hohe Schmelzpunktverbindungen (wie Carbide und Nitride), die als heterogene Keimbildungskerne dienen und die Getreideverfeinerung fördern. Eine genaue Kontrolle der Additionsmenge und -prozesse ist erforderlich.

3.. Kontrollieren Sie die Reinheit von geschmolzenem Stahl: Angemessene Deoxidation: Annahme angemessener Deoxidationsprozesse (wie Niederschlagsdesoxidation+Diffusionsoxidation), um den gelösten Sauerstoffgehalt im geschmolzenen Stahl zu verringern, Feo -Einschlüsse und die resultierende Korngrenze zu verringern. Zu den gewöhnlichen Desoxidisatoren gehören Mangan -Eisen, Siliziumeisen und Aluminium. Verfeinerung: Wenn die Bedingungen dies zulassen, führen Sie eine externe Raffinierung (wie Argon -Rühren) durch, um das Gas (O, H, N) und den Einschlussgehalt weiter zu reduzieren. Reiner geschmolzener Stahl ist vorteilhaft, um einen dichteren, weniger defekten und gleichmäßig als Gussmikrostruktur strukturierten zu erhalten. Kontrolle des Gehalts von S und P: S ist anfällig für FES oder (Mn, Fe) S, wodurch sich bei Korngrenzen ein niedriger Schmelzpunkt eutektisch bildet, wodurch die Tendenz zum heißen Riss und die sich verschlechternde Zähigkeit erhöht wird. P erhöht die kalte Sprödigkeit. Es sollten Anstrengungen unternommen werden, um den Inhalt von S und P auf die unteren Grenze zu reduzieren, die vom Standard erforderlich ist. 4. Optimierung der Schimmeldesign: Reduzieren Sie Wärmeknoten und vermeiden Sie eine längere Exposition gegenüber hohen Temperaturen, was zu groben Körnern und Segregationen führen kann. Stellen Sie sicher, dass eine sequentielle Verstimmung oder gleichzeitige Verstärkung zur Verringerung von Defekten wie Schrumpfung und Porosität, die häufig zu einer abnormalen Mikrostruktur in diesen Defektflächen führen.

2 、 Die herkömmliche Wärmebehandlung für 45 Stahlgussstahlteile normalisiert, und manchmal wird die Normalisierung und Temperierung gemäß den Anforderungen zur Kontrolle der Organisation nach der Wärmebehandlung durchgeführt (der Kern normalisiert die Behandlung). Ziel ist es, Defekte in der AS -Gussmikrostruktur zu beseitigen und eine gleichmäßige und feine Pearlit+Ferritstruktur zu erhalten.

1. Normalisierungsbehandlung (am wichtigsten):

Heiztemperatur: Normalerweise zwischen 30-50 ℃ über AC ∝ ausgewählt. Bei 45 Stahl liegt AC ∝ ca. 780 ° C, so dass der Normalisierungstemperaturbereich im Allgemeinen zwischen 850 und 880 ℃ liegt. Zweck: Um die AS -Gussstruktur vollständig zu übertreffen (Gamify), beseitigen Sie das Original als Gussstruktur (wie Weibull -Struktur, grobe Körner und Zusammensetzungs -Segregationsbereiche) und erhalten Sie einheitlich komponierter Austenit. Kontrolle: Niedrige Temperatur, unvollständige Austenitisierung, Rest als Gussstruktur; Übermäßige Temperatur führt zu einem signifikanten Wachstum der Austenitkörner, was zu einer groben Mikrostruktur nach der Normalisierung führt. Isolationszeit: Es sollte sichergestellt werden, dass das Guss vollständig verbrannt und die Austenit -Zusammensetzung im Grunde einheitlich ist. Berechnungsbasis: In der Regel basierend auf der effektiven Dicke des Gießens (z. B. 1,5 bis 2,0 Minuten/Millimeter). Kontrolle: zu kurze Zeit, unvollständige Austenitisierung des Herzens; Wenn die Zeit zu lang ist, kann dies die Oxidation und Dekarburisierung erhöhen, und die Korngröße kann wachsen. Bei Gussteilen mit dendritischer Segregation kann es etwas länger dauern, bis die Komponenten gleichmäßig diffundieren. Kühlmethode: Kühlung in statischer oder erzwungener fließender Luft. Ziel: feinere Pearlit (Pseudo -Eutektoidstruktur) und feinere Ferritkörner als Tempern zu erhalten. Kontrolle: Die Kühlrate sollte einheitlich und konsistent sein. Vermeiden Sie: Zu schnell abkühlen (wie zu viel Wind): Kann zu einer geringen Menge an Nicht-Gleichgewichtsstruktur (wie Bainit oder sogar Martensit) im dünnwandigen Bereich erscheinen, wodurch die Härte und die Sprödigkeit erhöht werden. Langsames Abkühlen (z. B. zu dichtes Stapeln): Verliert den Normalisierungseffekt, und die Struktur stapelt sich und nähert sich dem geglühten Zustand. Stellen Sie sicher, dass die Gussteile ausreichend Platz außerhalb des Ofens zur Wärmeableitung haben. Die Hauptfunktion der Normalisierung besteht darin, grobe Körner, Säulenkörner und Weibull -Struktur in der AS -Gussmikrostruktur zu beseitigen. Korngröße verfeinern und gleichmäßige Struktur erreichen. Beseitigen Sie den inneren Stress (teilweise). Verbesserung der Schnittleistung. Bereitstellen Sie in Zukunft eine bessere ursprüngliche Struktur für mögliches Löschen und Temperieren.

2. Tempernbehandlung

Die metallographische Struktur von 45 # Gussstahl nach der Tempelbehandlung ist gleichmäßiger und stabiler im Vergleich zur AS-Gussstruktur, die hauptsächlich aus folgenden Teilen besteht: Pearlit, der die Hauptkomponente der getemperten Struktur ist und eine geschichtete oder schützartige Struktur aufweist, die aus gleichmäßig abwechselndem Ferrit und Zementit besteht. Während des Glühprozesses ist der Zwischenschichtabstand von Pearlit gleichmäßiger und die Verteilung regelmäßiger, was dazu beiträgt, die Zähigkeit und Verarbeitungsleistung des Materials zu verbessern. Ferrit: In Block- oder kleiner Netzwerkform um Pearlit oder in Korngrenzen verteilt. Im Vergleich zum AS -Gusszustand weist der getemperte Ferrit eine regelmäßigere Morphologie, einheitlichere Menge und Verteilung auf, wodurch die nachteiligen Auswirkungen von groben oder vernetzten Ferrit verringert werden, die im AS -Gusszustand auf die Leistung vorhanden sein können. Die Hauptfunktion des Glühens besteht darin, Gussspannung zu beseitigen, die Korngröße zu verfeinern und die Gleichmäßigkeit der Mikrostruktur zu verbessern. Daher werden in der getemperten 45 # Gussstahlstruktur schlechte Strukturen wie Weibull -Struktur grundsätzlich beseitigt, und der Einfluss von Gussfehlern (wie Lockerheit) wird auch aufgrund der Verdichtung der Struktur geschwächt. Die Gesamtleistung eignet sich besser für die nachfolgende Verarbeitung oder Verwendung.

3. Temperierungsbehandlung: Bei gewöhnlichen 45 Stahlgüssen können nach der Normalisierung die meisten Leistungsanforderungen normalerweise ohne Temperatur erfüllt werden. Die Kühlrate der Normalisierung reicht nicht aus, um einen signifikanten Quench -Stress zu erzeugen. Situationen, die Temperaturen erfordern: Für Gussteile, die eine extrem hohe dimensionale Stabilität erfordern, können niedrige Temperaturtemperaturen (150-250 ℃) die Restspannung weiter beseitigen. Die Gussstruktur ist besonders komplex, und während des Normalisierungskühlprozesses gibt es übermäßige lokale Stress (auch wenn kein Martensit erzeugt wird). Eine unsachgemäße Kontrolle der Normalisierungskühlrate führt zum Auftreten einer kleinen Menge an harten und spröden Martensits oder Bainiten in lokalen Gebieten, insbesondere in dünnwandigen und scharfen Ecken. Temperatur mit niedriger Temperatur (200-300 ℃) ist erforderlich, um seine Härte und Sprödigkeit zu verringern. Temperaturtemperatur: Im Allgemeinen 150-300 ℃ (Temperatur mit niedriger Temperatur). Isolationszeit: Berechnet durch Dicke (z. B. 1-2 Stunden/Zoll), um die Wärmedurchdringung sicherzustellen. Kühlung: Luftkühlung. 3 、 Kontrollmaßnahmen, die den gesamten Prozess durchlaufen 1 Strenge Zusammensetzungsregelung: Stellen Sie sicher, dass Hauptelemente wie C, Mn, Si usw. innerhalb des Standardbereichs liegen (z. B. GB/T 11352 oder ASTM A27/A27M). Die Schwankung des Kohlenstoffgehalts wirkt sich direkt auf den Anteil und die Eigenschaften von Pearlit und Ferrit in der endgültigen Struktur aus. Strikt den Inhalt schädlicher Elemente S und P. steuern, überwachen den Inhalt von Restelementen (wie Cr, Ni, Cu, MO usw.), um ihren unerwarteten Anstieg zu vermeiden, der den Phasenübergangspunkt und die Mikrostruktur beeinflusst. 2. Metallographische Inspektion und Feedback: Als Gussinspektion: Die Probenahme wird an kritischen Orten durchgeführt, um nach ernsthaften Problemen wie groben Korngröße, Weibull-Struktur und übermäßigen nicht-metallischen Einschlüssen zu überprüfen. Um den Casting -Prozess anzupassen, wird rechtzeitig Feedback bereitgestellt. Inspektion zur Behandlung nach Hitze: Dies ist der wichtigste Schritt. Nach der endgültigen Wärmebehandlung (normalerweise im normalisierten Zustand oder im normalisierten+temperierten Zustand) müssen die Proben aus dem Gusskörper oder dem angeschlossenen Testblock zur metallographischen Untersuchung entnommen werden: Der Mikrostrukturart sollte gleichmäßig verteilt sein, feine Pearlit+polygonaler Ferrit (manchmal wird Ferrit in einem Netz entlang der ursprünglichen Austenit -Grain -Grain -Grenzen verteilt). Es darf keine Restgussstruktur, Weibull -Struktur, eine große Menge Bainit oder Martensit aufweisen. Getreidegröße: Bewerten Sie die Grade der Korngröße von Austenit (normalerweise erfordert 5-8 Klassen oder feiner). Nicht metallische Einschlüsse: Die Bewertung wird innerhalb des qualifizierten Bereichs kontrolliert. Leistungstests: Kooperieren Sie mit mechanischen Leistungstests (Zugfestigkeit, Ertragsfestigkeit, Dehnung, Auswirkungsenergie, Härte), um zu überprüfen, ob die organisatorische Kontrolle die erwarteten Leistungsziele erreicht. Zusammenfassung der Kontrollpunkte: 1. Als Gussfundament: Niedriges Überhitzungsguss+Schnelles und einheitliches Abkühlen → Erhalten Sie eine relativ kleine, einheitliche und defekte freie als Gussmikrostruktur. 2. Kernwärmebehandlung (Normalisierung): Genauige Temperatur: AC ∝+30 ~ 50 ℃ (850-880 ℃) → Vollständige Austenitisierung ohne Wachstum. Ausreichende Zeit: gründliche Verbrennung+gleichmäßiger Kühlung von Komponenten; Geeignet: gleichmäßige Luftkühlung → feines Pearlit+Ferrit erhalten. 3. Notwendiges Temperieren: Nur zur Linderung von Spannungen oder zur Behandlung lokaler Nicht-Gleichgewichtsstrukturen (Temperatur mit niedriger Temperatur).

4. Reine Zutaten: Niedrig in S und P, vollständig deoxygen.

5. Strenge Inspektion: Die metallographische Struktur und die mechanischen Eigenschaften von als Guss- und Wärme behandelten Materialien sind die endgültigen Bewertungskriterien.

Durch die systematische Kontrolle der oben genannten Schritte ist es möglich, dass 45 Stahlguss nach Wärmebehandlung einen idealen Gusszustand und die metallographische Struktur erhalten, wodurch deren Serviceleistungsanforderungen erfüllt werden. ** Die metallographische Untersuchung ist das endgültige Mittel zur Überprüfung der Wirksamkeit aller Prozesskontrollen.