Bagaimana cara menghasilkan komponen besi cor kromium tinggi berkualitas tinggi?

Besi cor kromium tinggi adalah bahan tahan aus yang sangat penting yang banyak digunakan dalam industri seperti metalurgi, pertambangan, semen, dan listrik. Proses peleburan dan perlakuan panasnya memerlukan persyaratan yang ketat untuk memastikan diperolehnya struktur mikro yang ideal dan ketahanan aus yang sangat baik.

Berikut penjelasan detail mengenai poin-poin penting peleburan bahan, suhu leleh, suhu penuangan, dan proses perlakuan panas pada besi cor kromium tinggi.

1[UNK] Komposisi kimia besi cor kromium tinggi yang meleleh adalah dasar kinerjanya, biasanya dengan Cr/C (rasio karbon kromium) sebagai elemen desain inti.

1. Kisaran komposisi kimia inti (khas): Karbon (C): 2,0% -3,5%. Kandungan karbon menentukan kuantitas, morfologi, dan kekerasan karbida primer dan karbida eutektik. Semakin tinggi kandungan karbon maka kekerasannya semakin tinggi, namun ketangguhannya menurun. Kromium (Cr): 12% -30% (umumnya terdapat pada 15% -28%). Kromium adalah elemen kunci untuk membentuk karbida dan memastikan ketahanan korosi pada substrat. Poin kuncinya adalah mengendalikan rasio Cr/C. Molibdenum (Mo): 0,5% -3,0%. Molibdenum dapat meningkatkan pengerasan, menghambat transformasi perlit, dan mendorong pembentukan bainit atau martensit, terutama untuk pengecoran bagian besar. Pada saat yang sama, hal ini dapat menyempurnakan organisasi, meningkatkan ketangguhan dan ketahanan aus. Tembaga (Cu): 0,5% -1,5%. Ia juga digunakan untuk meningkatkan pengerasan dan merupakan pengganti molibdenum yang sebagian murah, namun efeknya tidak sebaik molibdenum. Nikel (Ni): 0-1,5%. Membantu dalam meningkatkan hardenability dan memperkuat matriks. Mangan (Mn): 0,5% -1,0%. Menstabilkan austenit dan meningkatkan kemampuan pengerasan. Namun, kadar yang terlalu tinggi dapat menstabilkan austenit, menyebabkan peningkatan sisa austenit dan segregasi pada batas butir, sehingga merusak ketangguhan. Silikon (Si): 0,3% -1,0%. Unsur deoksidasi, tetapi akan mendorong grafitisasi karbida, sehingga kandungannya tidak boleh terlalu tinggi. Sulfur (S) dan fosfor (P): Sangat terbatas. P < 0,06%,S < 0,05%。 Semuanya merupakan elemen berbahaya yang dapat sangat mengurangi ketangguhan dan kekuatan, serta meningkatkan kecenderungan retak termal.

2. Pentingnya rasio Cr/C: Cr/C<4: (Fe, Cr) ∝ C karbida akan muncul dalam struktur, dengan kekerasan yang lebih rendah dan ketahanan aus yang buruk. Cr/C ≈ 4-10: kekerasan tinggi (Fe, Cr) ₇ C ∨ karbida eutektik (yang merupakan sumber utama ketahanan aus besi cor kromium tinggi) dibentuk dalam bentuk batang atau strip, yang memiliki efek pemisahan lebih sedikit pada matriks dan ketangguhan yang lebih baik. Ini adalah interval yang paling umum digunakan. Cr/C>10: Sejumlah besar (Cr, Fe) ₂ ∝ C ₆ - jenis karbida mulai terbentuk. Meskipun ketahanan terhadap korosi meningkat, kekerasannya menurun dan ketahanan ausnya tidak sebaik (Fe, Cr) ₇ C ₆.

3. Perhitungan bahan: Hitung rasio biaya tungku berdasarkan bahan target dan tingkat pemulihan. Muatan tungku biasanya terdiri dari besi kasar, baja tua, besi kromium (seperti besi kromium karbon tinggi, besi kromium karbon rendah), besi molibdenum, tembaga, pelat nikel, dll. Referensi tingkat perolehan kembali: Unsur seperti Cr dan Mo memiliki tingkat perolehan kembali yang tinggi bila dilebur dalam tungku induksi frekuensi menengah, biasanya dihitung pada 95% -98%. Tingkat pemulihan Mn adalah sekitar 85% -95%.

2、 Suhu leleh dan suhu penuangan

1. Suhu peleburan: Suhu penyadapan tidak boleh terlalu tinggi, biasanya dikontrol antara 1480 ° C dan 1520 ° C. Alasan: Suhu yang berlebihan dapat meningkatkan hilangnya pembakaran elemen paduan (seperti oksidasi Cr dan Si), mengintensifkan penyerapan hidrogen dan nitrogen dalam cairan baja, dan membuat butiran menjadi kasar. Suhu rendah tidak kondusif untuk peleburan paduan, homogenisasi komposisi, dan pemisahan besi terak.

2. Suhu penuangan: Suhu penuangan harus ditentukan sesuai dengan ketebalan dinding dan struktur pengecoran, biasanya berkisar antara 1380 ° C hingga 1450 ° C. Untuk bagian yang tebal dan sederhana, suhu penuangan yang lebih rendah (seperti 1380 ° C hingga 1420 ° C) harus digunakan untuk memfasilitasi pemadatan berurutan, mengurangi penyusutan, dan menghaluskan ukuran butiran. Bagian berdinding tipis dan rumit: Gunakan suhu penuangan yang lebih tinggi (seperti 1420 °C-1450 °C) untuk memastikan kemampuan pengisian yang baik. Prinsip: Untuk memastikan pengisian, cobalah menggunakan suhu penuangan yang lebih rendah sebanyak mungkin.

3[UNK] Poin-poin penting dari proses perlakuan panas

Struktur mikro cor dari besi cor kromium tinggi biasanya berupa austenit+karbida eutektik+perlit parsial, dengan kekerasan rendah dan ketangguhan buruk. Matriks martensit dengan kekerasan dan ketahanan aus yang tinggi hanya dapat diperoleh melalui perlakuan panas.

Inti dari perlakuan panas adalah "austenitisasi+quenching".

1. Austenitisasi: Suhu: 940 °C-980 °C. Suhu spesifik tergantung pada komposisi, terutama kandungan Cr dan C. Untuk rumus karbon tinggi dan kromium tinggi, ambil batas suhu bawah, jika tidak ambil batas suhu atas. Waktu isolasi: Biasanya dihitung berdasarkan ketebalan dinding, isolasi membutuhkan waktu 1 jam untuk setiap 25 milimeter. Pastikan unsur karbon dan paduan dalam karbida larut sepenuhnya ke dalam austenit, tetapi waktu yang lama dapat menyebabkan pertumbuhan butir dan pengerasan karbida. Poin penting: Setelah austenitisasi, matriks menjadi austenit yang kaya akan unsur karbon dan paduan.

2. Quenching: Metode pendinginan: Setelah dikeluarkan dari suhu austenitisasi, harus didinginkan dengan cepat (quenching). Metode umum: Pendinginan Udara: Ini adalah metode yang paling umum digunakan dan aman. Karena kandungan paduannya yang tinggi dan kemampuan pengerasan yang baik, pendinginan udara cukup untuk menghindari transformasi perlit dan memperoleh matriks martensit. Untuk komponen yang besar atau kompleks, pendinginan udara dapat secara efektif mengurangi risiko retak. Pendinginan Udara Paksa: menggunakan kipas untuk meniupkan udara dan mempercepat pendinginan. Pendinginan oli: Hanya digunakan untuk coran berbentuk sangat kecil atau sederhana, dengan risiko tinggi dan mudah retak, sehingga memerlukan kehati-hatian yang tinggi. Tujuan: Untuk mendinginkan austenit suhu tinggi di bawah suhu transformasi martensit (titik Ms) dan mengubahnya menjadi martensit dengan kekerasan tinggi.

3. Tempering: Kebutuhan: Setelah quenching, tegangan internal sangat tinggi, dan strukturnya adalah martensit+sisa austenit, yang sangat rapuh dan harus segera ditempa. Suhu: Temperatur suhu rendah biasanya digunakan antara 200 °C dan 300 °C, dan kadang-kadang juga digunakan temper suhu sedang sekitar 450 °C (yang mengurangi kekerasan tetapi meningkatkan ketangguhan). Waktu isolasi: 2-6 jam (tergantung ketebalan dinding). Fungsi: Meringankan stres pendinginan dan mencegah retak saat digunakan. Mengubah martensit yang dipadamkan menjadi martensit yang ditempa sedikit mengurangi kekerasan, namun secara signifikan meningkatkan ketangguhan dan stabilitas. Mempromosikan transformasi beberapa sisa austenit menjadi martensit (quenching sekunder).

4. Proses khusus: Perlakuan subkritis. Untuk beberapa kondisi kerja yang memerlukan ketangguhan impak tinggi, perlakuan subkritis dengan insulasi jangka panjang (misalnya 4-10 jam) antara 450 °C-520 °C dapat digunakan. Proses ini menguraikan sisa austenit menjadi bainit ferit dan karbida, menghasilkan kombinasi kekuatan dan ketangguhan yang sangat baik, namun kekerasannya mungkin menurun.

Ringkasan: Kurva perlakuan panas tipikal untuk besi cor kromium tinggi KmTBCr26 adalah sebagai berikut: [Austenitisasi] Pemanasan hingga 960 ° C ± 10 ° C -> Ditahan selama 4-6 jam -> [Quenching] Pendinginan udara hingga suhu kamar -> [Tempering] Segera dipanaskan hingga 250 ° C ± 10 ° C -> Ditahan selama 4-6 jam -> Pendinginan udara setelah dibuang. Pengingat penting: Sebelum memasuki tungku untuk perlakuan panas, coran harus dibersihkan secara menyeluruh (menghilangkan pasir cetakan, anak tangga, dll.). Laju pemanasan tidak boleh terlalu cepat, terutama untuk komponen yang rumit. Disarankan untuk memanaskan langkah demi langkah (seperti mempertahankan suhu seragam 600 ° C untuk jangka waktu tertentu). Setelah temper, harus didinginkan hingga suhu kamar sebelum digunakan. Hanya dengan mengontrol komposisi, peleburan, dan serangkaian parameter perlakuan panas secara tepat, komponen tahan aus besi cor kromium tinggi berkinerja tinggi dapat diproduksi.