Bagaimana cara mengontrol status casting dan struktur metalografi 45 # coran baja setelah perlakuan panas?

Struktur metalografi baja cor 45 # bervariasi di bawah kondisi perlakuan panas yang berbeda dalam keadaan cor.

Jadi, bagaimana kita mengontrol keadaan casting dan struktur metalografi dari 45 coran baja setelah perlakuan panas saat memproduksinya? Kontrol halus diperlukan dari proses casting dan proses perlakuan panas, dengan tujuan mendapatkan struktur yang seragam, halus, dan tidak berbahaya untuk memenuhi persyaratan kinerja akhir (kekuatan, ketangguhan, kekerasan, dll.).

Berikut ini adalah strategi kontrol utama:

1 、 Kontrol Astruktur Mikro As (meletakkan fondasi padat untuk perlakuan panas berikutnya)

1. Optimalkan Parameter Proses Pengecoran: Tuang Suhu: Sambil memastikan kapasitas pengisian, cobalah untuk mengurangi suhu tuang sebanyak mungkin. Suhu penuang yang berlebihan dapat menyebabkan ukuran butiran kasar. Wilayah kristal kolom mengembang. Meningkatkan kecenderungan pemisahan. Promosikan pembentukan organisasi WEI. Laju pendinginan: Percepat laju pendinginan: Ini adalah inti dari menyempurnakan struktur mikro AS. Laju pendinginan yang lebih cepat dapat menekan pertumbuhan butir, mengurangi pemisahan, dan mengurangi atau bahkan menghindari pembentukan struktur Weibull. Metode: Gunakan cetakan logam atau cetakan logam tertutup pasir, bukan cetakan pasir murni; Tempatkan besi dingin di bagian tebal casting; Mengoptimalkan desain cetakan (seperti keseragaman ketebalan dinding dan mengurangi penghematan panas); Pilih bahan pemodelan dengan konduktivitas termal yang baik; Kontrol suhu cetakan. Pendinginan Seragam: Hindari perbedaan yang signifikan dalam laju pendinginan antara berbagai bagian casting, yang dapat menyebabkan organisasi yang tidak merata dan stres internal. Rancang secara wajar sistem tuang dan riser dan tata letak besi dingin.

2. Perawatan Inokulasi/Modifikasi: Meskipun 45 baja tidak secara konvensional diinokulasi seperti besi cor, dalam kasus tertentu, dapat dipertimbangkan untuk menambahkan elemen paduan jejak (seperti vanadium V, titanium Ti, niobium NB) atau elemen tanah jarang untuk pengobatan perbaikan butir. Elemen -elemen ini membentuk senyawa titik leleh yang tinggi (seperti karbida dan nitrida) yang berfungsi sebagai inti nukleasi heterogen, mempromosikan penyempurnaan biji -bijian. Kontrol akurat dari jumlah dan proses tambahan diperlukan.

3. Kontrol kemurnian baja cair: deoksidasi yang memadai: adopsi proses deoksidasi yang wajar (seperti deoksidasi presipitasi+difusi deoksidasi) untuk mengurangi kandungan oksigen terlarut dalam baja cair, mengurangi inklusi Feo dan embrittlement batas butir yang dihasilkan. Deoksidizer umum termasuk besi mangan, besi silikon, dan aluminium. Penyempurnaan: Jika kondisi memungkinkan, lakukan pemurnian eksternal (seperti pengadukan argon) untuk mengurangi gas (O, H, N) dan konten inklusi. Baja cair murni bermanfaat untuk mendapatkan lebih padat, kurang rusak, dan terstruktur secara seragam sebagai mikrostruktur cor. Kontrol Kandungan S dan P: S rentan untuk membentuk Fe atau (Mn, Fe) S, membentuk titik peleburan rendah eutektik pada batas butir, meningkatkan kecenderungan untuk retak panas dan memburuknya ketangguhan; P meningkatkan kerapuhan dingin. Upaya harus dilakukan untuk mengurangi kandungan S dan P ke batas bawah yang diperlukan oleh standar. 4. Optimalisasi Desain Cetakan: Kurangi node panas dan hindari paparan yang berkepanjangan terhadap suhu tinggi, yang dapat menyebabkan butiran kasar dan segregasi. Pastikan pemadatan berurutan atau pemadatan simultan untuk mengurangi cacat seperti penyusutan dan porositas, yang sering mengakibatkan struktur mikro abnormal di daerah cacat ini.

2 、 Perlakuan panas konvensional untuk 45 bagian baja cor baja menormalkan, dan kadang -kadang normalisasi dan tempering dilakukan sesuai dengan persyaratan untuk mengontrol organisasi setelah perlakuan panas (inti adalah perawatan normalisasi). Tujuannya adalah untuk menghilangkan cacat dalam struktur mikro CAST dan mendapatkan struktur ferit yang seragam dan halus.

1. Perawatan Normalisasi (Paling Penting):

Suhu Pemanasan: Biasanya dipilih antara 30-50 ℃ di atas AC ∝. Untuk 45 baja, AC ∝ adalah sekitar 780 ℃, sehingga kisaran suhu normalisasi umumnya antara 850-880 ℃. TUJUAN: Untuk sepenuhnya austenitize (gamify) sebagai struktur cor, menghilangkan yang asli sebagai struktur cor (seperti struktur weibull, butiran kasar, dan area segregasi komposisi), dan mendapatkan austenit yang disusun secara seragam. Kontrol: suhu rendah, austenitization yang tidak lengkap, residual sebagai struktur cor; Suhu yang berlebihan menyebabkan pertumbuhan yang signifikan dari butiran austenit, menghasilkan mikrostruktur kasar setelah menormalkan. Waktu isolasi: Harus dipastikan bahwa casting dibakar sepenuhnya dan komposisi austenit pada dasarnya seragam. Basis Perhitungan: Biasanya dihitung berdasarkan ketebalan efektif casting (seperti 1,5-2,0 menit/milimeter). Kontrol: waktu yang terlalu singkat, austenitisasi jantung yang tidak lengkap; Jika waktunya terlalu lama, itu dapat meningkatkan oksidasi dan dekarburisasi, dan ukuran butir dapat tumbuh. Untuk coran dengan pemisahan dendritik, mungkin perlu waktu yang sedikit lebih lama bagi komponen untuk berdifusi secara merata. Metode Pendinginan: Pendinginan di udara mengalir statis atau paksa. Tujuan: Untuk mendapatkan Pearlite yang lebih halus (struktur pseudo eutectoid) dan butiran ferit yang lebih halus daripada anil. Kontrol: Laju pendinginan harus seragam dan konsisten. Hindari: Pendinginan terlalu cepat (seperti terlalu banyak angin): dapat menyebabkan sejumlah kecil struktur non-kesetimbangan (seperti bainit atau bahkan martensit) muncul di area berdinding tipis, meningkatkan kekerasan dan kerapuhan. Pendinginan lambat (seperti penumpukan terlalu padat): kehilangan efek normalisasi, dan struktur kasar dan mendekati keadaan anil. Pastikan coran memiliki ruang yang cukup di luar tungku untuk disipasi panas. Fungsi utama normalisasi adalah untuk menghilangkan butiran kasar, butiran kolumnar, dan struktur weibull dalam mikrostruktur sebagai cor. Perbaiki ukuran butir dan mencapai struktur seragam. Menghilangkan stres internal (sebagian). Tingkatkan kinerja pemotongan. Berikan struktur asli yang lebih baik untuk kemungkinan pendinginan dan tempering di masa depan.

2. Perawatan anil

Struktur metalografi baja cor 45 # setelah perlakuan anil lebih seragam dan stabil dibandingkan dengan struktur cor AS, terutama terdiri dari bagian-bagian berikut: Pearlite, yang merupakan komponen utama dari struktur anil dan memiliki struktur berlapis atau seperti lembaran, terdiri dari ferit dan sementit bergantian yang seragam. Selama proses anil, jarak interlayer pearlite lebih seragam dan distribusinya lebih teratur, yang membantu meningkatkan ketangguhan dan pemrosesan kinerja material. Ferit: Terdistribusi dalam blok atau bentuk jaringan kecil di sekitar Pearlite atau pada batas gandum. Dibandingkan dengan kondisi cor AS, ferit anil memiliki morfologi yang lebih teratur, jumlah dan distribusi yang lebih seragam, mengurangi efek samping ferit kasar atau jaringan yang mungkin ada dalam keadaan cast pada kinerja. Fungsi utama anil adalah untuk menghilangkan stres casting, memperbaiki ukuran butir, dan meningkatkan keseragaman struktur mikro. Oleh karena itu, dalam struktur baja cor 45 # anil, struktur yang buruk seperti struktur Weibull pada dasarnya dihilangkan, dan pengaruh cacat casting (seperti kelonggaran) juga akan dilemahkan karena kepadatan struktur. Kinerja keseluruhan lebih cocok untuk pemrosesan atau penggunaan selanjutnya.

3. Tempering Treatment: Untuk coran baja 45 biasa, setelah normalisasi, sebagian besar persyaratan kinerja biasanya dapat dipenuhi tanpa temper. Laju pendinginan normalisasi tidak cukup untuk menghasilkan tegangan pendinginan yang signifikan. Situasi yang membutuhkan tempering: Untuk coran yang membutuhkan stabilitas dimensi yang sangat tinggi, tempering suhu rendah (150-250 ℃) dapat lebih menghilangkan stres residual. Struktur casting sangat kompleks, dan ada tekanan lokal yang berlebihan selama proses pendinginan normalisasi (bahkan jika tidak ada martensit yang diproduksi). Kontrol yang tidak tepat dari laju pendinginan normalisasi mengarah pada penampilan sejumlah kecil martensit yang keras dan rapuh di daerah setempat, terutama di sudut-sudut berdinding tipis dan tajam. Tempering suhu rendah (200-300 ℃) diperlukan untuk mengurangi kekerasan dan kerapuhannya. Tempering Suhu: Umumnya 150-300 ℃ (tempering suhu rendah). Waktu isolasi: Dihitung dengan ketebalan (mis. 1-2 jam/inci) untuk memastikan penetrasi panas. Pendinginan: Pendinginan udara. 3 、 Langkah -langkah kontrol yang berjalan melalui seluruh proses 1 Kontrol Komposisi Ketat: Pastikan bahwa elemen -elemen utama seperti C, MN, SI, dll. Berada dalam kisaran standar (seperti GB/T 11352 atau ASTM A27/A27M). Fluktuasi kandungan karbon secara langsung mempengaruhi proporsi dan sifat -sifat pearlite dan ferit dalam struktur akhir. Kontrol secara ketat kandungan elemen berbahaya S dan P. Pantau kandungan elemen residual (seperti Cr, Ni, Cu, MO, dll.) Untuk menghindari peningkatan yang tidak terduga yang mempengaruhi titik transisi fase dan struktur mikro. 2. Inspeksi dan Umpan Balik Metalografi: Sebagai Inspeksi Pemeran: Pengambilan sampel diambil di lokasi kritis untuk memeriksa masalah serius seperti ukuran butir kasar, struktur Weibull, dan inklusi non-logam yang berlebihan. Umpan balik tepat waktu disediakan untuk menyesuaikan proses casting. Inspeksi Perlakuan Pasca Panas: Ini adalah langkah terpenting. Setelah perlakuan panas akhir (biasanya dalam keadaan dinormalisasi atau keadaan temper yang dinormalisasi), sampel harus diambil dari bodi casting atau blok uji yang terpasang untuk pemeriksaan metalografi: Jenis mikrostruktur harus didistribusikan secara seragam pearlite halus+ferit poligon (kadang -kadang ferit dibagikan dalam mesh yang asli di sepanjang batas biji austenite asli). Tidak diizinkan memiliki struktur sisa, struktur Weibull, sejumlah besar bainit atau martensit. Ukuran Butir: Mengevaluasi tingkat ukuran butir austenit (biasanya membutuhkan 5-8 nilai atau lebih halus). Inklusi Non Logam: Peringkat dikendalikan dalam kisaran yang memenuhi syarat. Pengujian Kinerja: Bekerja sama dengan pengujian kinerja mekanis (kekuatan tarik, kekuatan luluh, perpanjangan, energi dampak, kekerasan) untuk memverifikasi apakah kontrol organisasi mencapai tujuan kinerja yang diharapkan. Ringkasan titik kontrol: 1. Sebagai fondasi cor: casting super panas rendah+pendinginan cepat dan seragam → memperoleh yang relatif kecil, seragam, dan cacat bebas sebagai mikrostruktur cor. 2. Perlakuan panas inti (normalisasi): Suhu yang tepat: AC ∝+30 ~ 50 ℃ (850-880 ℃) → Austenitisasi lengkap tanpa pertumbuhan. Waktu yang cukup: Pembakaran menyeluruh+pendinginan seragam komponen; Tepat: Pendinginan Udara Seragam → Mendapatkan Pearlite halus+ferit. 3. Tempering yang Diperlukan: Hanya digunakan untuk menghilangkan stres atau mengobati struktur non-kesetimbangan lokal (tempering suhu rendah).

4. Bahan murni: rendah di S dan P, sepenuhnya deoksigenasi.

5. Inspeksi Ketat: Struktur metalografi dan sifat mekanik sebagai cor dan bahan yang dipanaskan adalah kriteria evaluasi akhir.

Dengan mengontrol langkah -langkah di atas secara sistematis, dimungkinkan untuk secara efektif memastikan bahwa 45 coran baja memperoleh status cor yang ideal dan struktur metalografi setelah perlakuan panas, sehingga memenuhi persyaratan kinerja layanan mereka. ** Pemeriksaan metalografi adalah cara utama untuk memverifikasi efektivitas semua kontrol proses.