Toplotna obdelava jeklenih ulitkov temelji na faznem diagramu Fe-Fe3C za nadzor mikrostrukture jeklenih ulitkov za doseganje zahtevane učinkovitosti. Toplotna obdelava je eden izmed pomembnih procesov pri izdelavi jeklenih ulitkov. Kakovost in učinek toplotne obdelave sta neposredno povezana s končno zmogljivostjo jeklenih ulitkov.
Ulita struktura jeklenih ulitkov je odvisna od kemične sestave in procesa strjevanja. Na splošno obstaja razmeroma resna segregacija dendritov, zelo neenakomerna struktura in groba zrna. Zato je treba jeklene ulitke na splošno toplotno obdelati, da odpravimo ali zmanjšamo vpliv zgornjih težav in tako izboljšamo mehanske lastnosti jeklenih ulitkov. Poleg tega imajo različni deli istega ulitka zaradi razlike v strukturi in debelini stene jeklenih ulitkov različne organizacijske oblike in ustvarjajo precejšnje preostale notranje napetosti. Zato je treba jeklene ulitke (zlasti ulitke iz legiranega jekla) na splošno dostaviti v toplotno obdelanem stanju.
1. Značilnosti toplotne obdelave jeklenih ulitkov
1) V uliti strukturi jeklenih ulitkov so pogosto grobi dendriti in segregacija. Med toplotno obdelavo mora biti čas segrevanja nekoliko daljši kot pri kovanju jeklenih delov enake sestave. Hkrati je treba čas zadrževanja avstenitizacije ustrezno podaljšati.
2) Zaradi resne segregacije ulite strukture nekaterih ulitkov iz legiranega jekla, da bi odpravili njen vpliv na končne lastnosti ulitkov, je treba sprejeti ukrepe za homogenizacijo med toplotno obdelavo.
3) Pri jeklenih ulitkih s kompleksnimi oblikami in velikimi razlikami v debelini sten je treba med toplotno obdelavo upoštevati učinke prečnega prereza in faktorje napetosti ulitka.
4) Ko se toplotna obdelava izvaja na jeklenih ulitkih, mora biti razumna glede na njegove strukturne značilnosti in se poskušati izogniti deformaciji ulitkov.
2. Glavni procesni dejavniki toplotne obdelave jeklenih ulitkov
Toplotna obdelava jeklenih ulitkov je sestavljena iz treh stopenj: segrevanje, ohranjanje toplote in hlajenje. Določitev procesnih parametrov mora temeljiti na namenu zagotavljanja kakovosti izdelka in prihranka pri stroških.
1) Ogrevanje
Segrevanje je energijsko najbolj potraten proces v procesu toplotne obdelave. Glavni tehnični parametri procesa ogrevanja so izbira ustreznega načina ogrevanja, hitrosti ogrevanja in načina polnjenja.
(1) Metoda ogrevanja. Metode ogrevanja jeklenih ulitkov vključujejo predvsem sevalno ogrevanje, ogrevanje s solno kopeljo in indukcijsko ogrevanje. Načelo izbire metode ogrevanja je hitro in enakomerno, enostavno za nadzor, visoka učinkovitost in nizki stroški. Pri ogrevanju livarna na splošno upošteva strukturno velikost, kemično sestavo, postopek toplotne obdelave in zahteve glede kakovosti ulitka.
(2) Hitrost segrevanja. Pri splošnih jeklenih ulitkih hitrost segrevanja ne sme biti omejena, za ogrevanje pa se uporablja največja moč peči. Uporaba vročega polnjenja peči lahko močno skrajša čas ogrevanja in proizvodni cikel. Pravzaprav pod pogojem hitrega segrevanja ni očitne temperaturne histereze med površino ulitka in jedrom. Počasno segrevanje bo povzročilo zmanjšano učinkovitost proizvodnje, povečano porabo energije ter resno oksidacijo in razogljičenje na površini ulitka. Pri nekaterih ulitkih s kompleksnimi oblikami in strukturami, velikimi debelinami sten in velikimi toplotnimi napetostmi med postopkom segrevanja pa je treba nadzorovati hitrost segrevanja. Na splošno lahko uporabimo nizko temperaturo in počasno segrevanje (pod 600 °C) ali zadrževanje pri nizki ali srednji temperaturi, nato pa lahko uporabimo hitro segrevanje v območjih z visoko temperaturo.
(3) Način nalaganja. Načelo, po katerem je treba jeklene ulitke položiti v peč, je v celoti izkoristiti učinkovit prostor, zagotoviti enakomerno segrevanje in postaviti ulitke, da se deformirajo.
2) Izolacija
Zadrževalno temperaturo za avstenitizacijo jeklenih ulitkov je treba izbrati glede na kemično sestavo jeklene litine in zahtevane lastnosti. Temperatura zadrževanja je na splošno nekoliko višja (približno 20 °C) kot pri kovanju jeklenih delov enake sestave. Pri evtektoidnih jeklenih ulitkih je treba zagotoviti, da se lahko karbidi hitro vključijo v avstenit in da lahko avstenit ohrani drobna zrna.
Za čas ohranjanja toplote jeklenih ulitkov je treba upoštevati dva dejavnika: prvi dejavnik je zagotoviti enakomerno temperaturo površine ulitka in jedra, drugi dejavnik pa je zagotoviti enakomernost strukture. Zato je čas zadrževanja v glavnem odvisen od toplotne prevodnosti ulitka, debeline stene profila in elementov zlitine. Na splošno ulitki iz legiranega jekla zahtevajo daljši čas zadrževanja kot ulitki iz ogljikovega jekla. Debelina stene ulitka je običajno glavna osnova za izračun časa zadrževanja. Pri zadrževalnem času popuščanja in staranja je treba upoštevati dejavnike, kot so namen toplotne obdelave, zadrževalna temperatura in stopnja difuzije elementov.
3) Hlajenje
Jeklene ulitke je mogoče ohladiti pri različnih hitrostih po ohranjanju toplote, da se dokonča metalografska transformacija, pridobi zahtevana metalografska struktura in dosežejo določeni kazalniki učinkovitosti. Na splošno lahko povečanje hitrosti ohlajanja pomaga pridobiti dobro strukturo in prečistiti zrna ter tako izboljšati mehanske lastnosti ulitka. Če pa je hitrost ohlajanja prehitra, lahko povzroči večjo obremenitev ulitka. To lahko povzroči deformacijo ali razpoke ulitkov s kompleksno strukturo.
Hladilni medij za toplotno obdelavo jeklenih ulitkov na splošno vključuje zrak, olje, vodo, slano vodo in staljeno sol.
3. Metoda toplotne obdelave jeklenih ulitkov
Glede na različne metode ogrevanja, čas zadrževanja in pogoje hlajenja metode toplotne obdelave jeklenih ulitkov vključujejo predvsem žarjenje, normalizacijo, kaljenje, popuščanje, obdelavo z raztopino, izločanje, obdelavo za lajšanje napetosti in obdelavo za odstranjevanje vodika.
1) Žarjenje.
Žarjenje je segrevanje jekla, katerega struktura odstopa od ravnotežnega stanja, na določeno temperaturo, ki je vnaprej določena s postopkom, in nato počasi ohlajanje po ohranjanju toplote (običajno ohlajanje s pečjo ali zakopavanje v apno), da dosežemo postopek toplotne obdelave, ki je blizu ravnotežno stanje strukture. Glede na sestavo jekla ter namen in zahteve žarjenja lahko žarjenje razdelimo na popolno žarjenje, izotermno žarjenje, sferoidizirajoče žarjenje, rekristalizacijsko žarjenje, žarjenje za razbremenitev napetosti in tako naprej.
(1) Popolno žarjenje. Splošni postopek popolnega žarjenja je: segrevanje jeklene litine na 20 °C-30 °C nad Ac3, zadrževanje nekaj časa, tako da se struktura v jeklu popolnoma spremeni v avstenit, in nato počasno ohlajanje (običajno hlajenje s pečjo) pri 500 ℃- 600 ℃ in končno ohlajeno na zraku. Tako imenovana popolna pomeni, da pri segrevanju dobimo popolno avstenitno strukturo.
Namen popolnega žarjenja v glavnem vključuje: prvi je izboljšanje grobe in neenakomerne strukture, ki jo povzroči vroča obdelava; drugi je zmanjšati trdoto ulitkov iz ogljikovega jekla in legiranega jekla nad srednjim ogljikom, s čimer se izboljša njihova rezalna zmogljivost (na splošno, ko je trdota obdelovanca med 170 HBW-230 HBW, ga je enostavno rezati. Ko je trdota višje ali nižje od tega območja, bo otežilo rezanje); tretji je odpraviti notranjo napetost jeklene litine.
Področje uporabe popolnega žarjenja. Popolno žarjenje je primerno predvsem za ulitke iz ogljikovega jekla in legiranega jekla s hipoevtektoidno sestavo z vsebnostjo ogljika od 0,25 % do 0,77 %. Hiperevtektoidnega jekla ne bi smeli popolnoma žariti, ker ko se hiperevtektoidno jeklo segreje nad Accm in počasi ohladi, se bo sekundarni cementit izločil vzdolž meje avstenitnega zrna v mrežasti obliki, zaradi česar so trdnost, plastičnost in udarna žilavost jekla pomembne. upad.
(2) Izotermno žarjenje. Izotermno žarjenje se nanaša na segrevanje jeklenih ulitkov na 20 °C - 30 °C nad Ac3 (ali Ac1), po zadrževanju nekaj časa, hitrem ohlajanju na najvišjo temperaturo krivulje izotermne transformacije podhlajenega avstenita in nato zadrževanju nekaj časa časa (cona transformacije perlita). Ko se avstenit spremeni v perlit, se počasi ohlaja.
(3) Sferoidizirajoče žarjenje. Sferoidizirajoče žarjenje je segrevanje jeklenih ulitkov na temperaturo, ki je nekoliko višja od Ac1, nato pa se po dolgem času ohranjanja toplote sekundarni cementit v jeklu spontano spremeni v zrnat (ali sferičen) cementit in nato pri nizki hitrosti toplotna obdelava postopek, da se ohladi na sobno temperaturo.
Namen sferoidizirajočega žarjenja vključuje: zmanjšanje trdote; izdelava enotne metalografske strukture; izboljšanje zmogljivosti rezanja in priprava na kaljenje.
Sferoidizirajoče žarjenje se uporablja predvsem za evtektoidna in nadevtektoidna jekla (vsebnost ogljika več kot 0,77 %), kot so ogljikovo orodno jeklo, legirano vzmetno jeklo, jeklo za kotalne ležaje in legirano orodno jeklo.
(4) Žarjenje za razbremenitev napetosti in rekristalizacijsko žarjenje. Žarjenje za razbremenitev se imenuje tudi nizkotemperaturno žarjenje. To je postopek, pri katerem se jekleni ulitki segrejejo na temperaturo pod Ac1 (400 °C - 500 °C), nato se hranijo nekaj časa in nato počasi ohladijo na sobno temperaturo. Namen žarjenja za razbremenitev napetosti je odpraviti notranjo napetost ulitka. Metalografska struktura jekla se med postopkom žarjenja za razbremenitev napetosti ne bo spremenila. Rekristalizacijsko žarjenje se uporablja predvsem za odpravo popačene strukture, ki jo povzroči obdelava s hladno deformacijo, in za odpravo utrjevanja. Temperatura ogrevanja za rekristalizacijsko žarjenje je 150 °C - 250 °C nad rekristalizacijsko temperaturo. Rekristalizacijsko žarjenje lahko po hladni deformaciji ponovno oblikuje podolgovata kristalna zrna v enotne enakoosne kristale, s čimer se odpravi učinek utrjevanja.
2) Normalizacija
Normalizacija je toplotna obdelava, pri kateri se jeklo segreje na 30 °C - 50 °C nad Ac3 (hiperevtektoidno jeklo) in Acm (hiperevtektoidno jeklo), po obdobju ohranjanja toplote pa se ohladi na sobno temperaturo na zraku ali v prisilni zrak. metoda. Normaliziranje ima hitrejšo hitrost ohlajanja kot žarjenje, zato je normalizirana struktura bolj fina od žarjene strukture, njena trdnost in trdota pa sta višji kot pri žarjeni strukturi. Zaradi kratkega proizvodnega cikla in visoke izkoriščenosti opreme za normalizacijo se normalizacija pogosto uporablja v različnih jeklenih ulitkih.
Namen normalizacije je razdeljen na naslednje tri kategorije:
(1) Normalizacija kot končna toplotna obdelava
Za kovinske ulitke z nizkimi zahtevami glede trdnosti se lahko kot končna toplotna obdelava uporabi normalizacija. Normalizacija lahko prečisti zrna, homogenizira strukturo, zmanjša vsebnost ferita v hipoevtektoidnem jeklu, poveča in prečisti vsebnost perlita, s čimer izboljša trdnost, trdoto in žilavost jekla.
(2) Normalizacija kot predtoplotna obdelava
Pri jeklenih ulitkih z večjimi preseki lahko normalizacija pred kaljenjem ali kaljenjem in popuščanjem (kaljenje in popuščanje pri visoki temperaturi) odpravi Widmanstattenovo strukturo in trakasto strukturo ter pridobi fino in enotno strukturo. Za mrežni cementit, ki je prisoten v ogljikovih jeklih in legiranih orodnih jeklih z vsebnostjo ogljika, večjo od 0,77 %, lahko normalizacija zmanjša vsebnost sekundarnega cementita in prepreči, da bi tvoril neprekinjeno mrežo, s čimer pripravi organizacijo za sferoidizirajoče žarjenje.
(3) Izboljšajte učinkovitost rezanja
Normalizacija lahko izboljša rezalno zmogljivost nizkoogljičnega jekla. Trdota ulitkov iz jekla z nizko vsebnostjo ogljika je po žarjenju prenizka in se med rezanjem zlahka prilepijo na nož, kar povzroči prekomerno hrapavost površine. Z normalizacijo toplotne obdelave se lahko trdota nizkoogljičnih jeklenih ulitkov poveča na 140 HBW - 190 HBW, kar je blizu optimalne rezalne trdote, s čimer se izboljša rezalna zmogljivost.
3) Gašenje
Kaljenje je postopek toplotne obdelave, pri katerem se jekleni ulitki segrejejo na temperaturo nad Ac3 ali Ac1, nato pa se po zadrževanju nekaj časa hitro ohladijo, da se pridobi popolna martenzitna struktura. Jeklene ulitke je treba kaliti pravočasno po najvišji vročini, da se odpravi kalilna napetost in pridobijo zahtevane celovite mehanske lastnosti.
(1) Temperatura gašenja
Temperatura segrevanja kaljenja hipoevtektoidnega jekla je 30 ℃ -50 ℃ nad Ac3; temperatura segrevanja kaljenja evtektoidnega jekla in nadevtektoidnega jekla je 30 ℃ -50 ℃ nad Ac1. Hipoevtektoidno ogljikovo jeklo se segreva pri zgoraj omenjeni temperaturi kaljenja, da dobimo drobnozrnati avstenit, po kaljenju pa lahko dobimo fino strukturo martenzita. Evtektoidno jeklo in hiperevtektoidno jeklo je bilo sferoidizirano in žarjeno pred kaljenjem in segrevanjem, tako da je po segrevanju na 30 ℃–50 ℃ nad Ac1 in nepopolno avstenitizirano struktura sestavljena iz avstenita in delno neraztopljenih drobnozrnatih infiltriranih ogljikovih delcev. Po kaljenju se avstenit spremeni v martenzit, neraztopljeni delci cementita pa ostanejo. Zaradi visoke trdote cementita ne samo, da ne zmanjša trdote jekla, ampak tudi izboljša njegovo odpornost proti obrabi. Običajna kaljena struktura hiperevtektoidnega jekla je fin luskast martenzit, fin zrnat cementit in majhna količina zadržanega avstenita pa sta enakomerno porazdeljena po matrici. Ta struktura ima visoko trdnost in odpornost proti obrabi, vendar ima tudi določeno stopnjo žilavosti.
(2) Hladilni medij za proces kaljenja toplotne obdelave
Namen kaljenja je pridobitev popolnega martenzita. Zato mora biti hitrost hlajenja jeklene litine med kaljenjem večja od kritične hitrosti hlajenja jeklene litine, sicer ni mogoče doseči strukture martenzita in ustreznih lastnosti. Vendar lahko previsoka hitrost ohlajanja zlahka povzroči deformacijo ali razpoke ulitka. Da bi hkrati izpolnili zgornje zahteve, je treba izbrati ustrezen hladilni medij glede na material ulitka ali pa uporabiti metodo stopenjskega hlajenja. V temperaturnem območju od 650 ℃ do 400 ℃ je stopnja izotermne transformacije preohlajenega avstenita jekla največja. Zato je treba pri kalitvi ulitka zagotoviti hitro ohlajanje v tem temperaturnem območju. Pod točko M mora biti hitrost ohlajanja počasnejša, da preprečimo deformacijo ali razpoke. Medij za gašenje običajno sprejme vodo, vodno raztopino ali olje. Pri stopenjskem kaljenju ali vzdušnem kaljenju običajno uporabljeni mediji vključujejo vroče olje, staljeno kovino, staljeno sol ali staljeno alkalijo.
Hladilna zmogljivost vode v območju visoke temperature 650 ℃–550 ℃ je velika, hladilna zmogljivost vode v območju nizke temperature 300 ℃–200 ℃ pa je zelo močna. Voda je bolj primerna za kaljenje in hlajenje ulitkov iz ogljikovega jekla preprostih oblik in velikih prerezov. Pri uporabi za kaljenje in hlajenje temperatura vode običajno ni višja od 30 °C. Zato je na splošno sprejeto okrepiti kroženje vode, da se temperatura vode ohrani v razumnem območju. Poleg tega bo segrevanje soli (NaCl) ali alkalije (NaOH) v vodi močno povečalo hladilno zmogljivost raztopine.
Glavna prednost olja kot hladilnega medija je, da je hitrost hlajenja v nizkotemperaturnem območju 300 ℃-200 ℃ precej nižja od hitrosti vode, kar lahko močno zmanjša notranjo napetost kaljenega obdelovanca in zmanjša možnost deformacije. in pokanje ulitka. Hkrati je hladilna zmogljivost olja v območju visokih temperatur od 650 ℃ do 550 ℃ relativno nizka, kar je tudi glavna pomanjkljivost olja kot medija za gašenje. Temperatura olja za kaljenje je na splošno nadzorovana pri 60 ℃ -80 ℃. Olje se uporablja predvsem za kaljenje ulitkov iz legiranega jekla s kompleksnimi oblikami in za kaljenje ulitkov iz ogljikovega jekla z majhnimi preseki in kompleksnimi oblikami.
Poleg tega se staljena sol običajno uporablja tudi kot medij za gašenje, ki v tem času postane solna kopel. Za solno kopel je značilno visoko vrelišče, njena hladilna zmogljivost pa je med vodo in oljem. Solna kopel se pogosto uporablja za kaljenje in fazno kaljenje, pa tudi za obdelavo ulitkov kompleksnih oblik, majhnih dimenzij in strogih deformacijskih zahtev.
4) Kaljenje
Kaljenje se nanaša na postopek toplotne obdelave, pri katerem se kaljeni ali normalizirani jekleni ulitki segrejejo na izbrano temperaturo, ki je nižja od kritične točke Ac1, in po zadrževanju nekaj časa se ohladijo z ustrezno hitrostjo. Toplotna obdelava s kaljenjem lahko spremeni nestabilno strukturo, pridobljeno po kaljenju ali normalizaciji, v stabilno strukturo za odpravo napetosti in izboljšanje plastičnosti in žilavosti jeklenih ulitkov. Na splošno se postopek toplotne obdelave kaljenja in popuščanja pri visoki temperaturi imenuje obdelava s kaljenjem in popuščanjem. Kaljene jeklene ulitke je treba pravočasno popuščati, normalizirane jeklene ulitke pa po potrebi. Učinkovitost jeklenih ulitkov po popuščanju je odvisna od temperature popuščanja, časa in števila krat. Zvišanje temperature popuščanja in podaljšanje časa zadrževanja lahko kadar koli ne le razbremeni kalilne napetosti jeklenih ulitkov, temveč tudi spremeni nestabilni kaljeni martenzit v kaljeni martenzit, troostit ali sorbit. Trdnost in trdota jeklenih ulitkov se zmanjšata, plastičnost pa se znatno izboljša. Za nekatera srednje legirana jekla z legirnimi elementi, ki močno tvorijo karbide (kot so krom, molibden, vanadij in volfram itd.), se pri popuščanju pri 400℃–500℃ trdota poveča in žilavost zmanjša. Ta pojav se imenuje sekundarno utrjevanje, kar pomeni, da trdota jeklene litine v kaljenem stanju doseže največjo vrednost. V dejanski proizvodnji je treba srednje legirano lito jeklo z lastnostmi sekundarnega utrjevanja večkrat popustiti.
(1) Kaljenje pri nizki temperaturi
Temperaturno območje nizkotemperaturnega kaljenja je 150 ℃ -250 ℃. Nizkotemperaturno kaljenje lahko pridobi strukturo kaljenega martenzita, ki se uporablja predvsem za kaljenje visokoogljičnega jekla in kaljenje visoko legiranega jekla. Kaljeni martenzit se nanaša na strukturo kriptokristalnega martenzita in finih zrnatih karbidov. Struktura hipoevtektoidnega jekla po popuščanju pri nizki temperaturi je popuščeni martenzit; struktura nadevtektoidnega jekla po popuščanju pri nizki temperaturi je popuščeni martenzit + karbidi + zadržani avstenit. Namen nizkotemperaturnega popuščanja je ustrezno izboljšati žilavost kaljenega jekla ob ohranjanju visoke trdote (58HRC-64HRC), visoke trdnosti in odpornosti proti obrabi, hkrati pa znatno zmanjšati kalilno napetost in krhkost jeklenih ulitkov.
(2) Kaljenje na srednji temperaturi
Temperatura kaljenja srednje temperature je običajno med 350 ℃ -500 ℃. Struktura po kaljenju pri srednji temperaturi je velika količina drobnozrnatega cementita, razpršenega in porazdeljenega na feritni matriki, to je kaljena struktura troostita. Ferit v strukturi kaljenega troostita še vedno ohranja obliko martenzita. Notranja napetost jeklenih ulitkov po popuščanju je v bistvu odpravljena in imajo višjo mejo elastičnosti in mejo tečenja, večjo trdnost in trdoto ter dobro plastičnost in žilavost.
(3) Kaljenje pri visoki temperaturi
Visokotemperaturna temperatura kaljenja je na splošno 500 °C-650 °C, postopek toplotne obdelave, ki združuje kaljenje in poznejše visokotemperaturno kaljenje, se običajno imenuje kaljenje in kaljenje. Struktura po visokotemperaturnem kaljenju je kaljeni sorbit, to je drobnozrnat cementit in ferit. Ferit v temperiranem sorbitu je poligonski ferit, ki je podvržen rekristalizaciji. Jekleni ulitki po popuščanju pri visoki temperaturi imajo dobre celovite mehanske lastnosti v smislu trdnosti, plastičnosti in žilavosti. Visokotemperaturno kaljenje se pogosto uporablja pri srednje ogljikovem jeklu, nizko legiranem jeklu in različnih pomembnih strukturnih delih s kompleksnimi silami.
5) Zdravljenje s trdno raztopino
Glavni namen obdelave z raztopino je raztapljanje karbidov ali drugih oborjenih faz v trdni raztopini, da dobimo prenasičeno enofazno strukturo. Ulitke iz avstenitnega nerjavnega jekla, avstenitnega manganovega jekla in nerjavečega jekla, utrjenega z izločanjem, je treba na splošno obdelati s trdno raztopino. Izbira temperature raztopine je odvisna od kemične sestave in faznega diagrama jeklene litine. Temperatura ulitkov iz avstenitnega manganovega jekla je na splošno 1000 ℃ - 1100 ℃; temperatura avstenitnih krom-nikljevih ulitkov iz nerjavečega jekla je običajno 1000 ℃ -1250 ℃.
Višja kot je vsebnost ogljika v litem jeklu in več netopnih legirnih elementov, višja mora biti temperatura trdne raztopine. Pri izločevalno utrjenih jeklenih ulitkih, ki vsebujejo baker, se trdota jeklenih ulitkov poveča zaradi izločanja trdih faz, bogatih z bakrom, v ulitem stanju med ohlajanjem. Da bi zmehčali strukturo in izboljšali zmogljivost obdelave, je treba jeklene ulitke obdelati s trdno raztopino. Njegova temperatura trdne raztopine je 900 ℃ -950 ℃.
6) Precipitacijsko utrjevanje
Obdelava s precipitacijskim utrjevanjem je obdelava z disperzijsko utrjevanjem, ki se izvaja v temperaturnem območju popuščanja, znano tudi kot umetno staranje. Bistvo obdelave izločilnega utrjevanja je, da se pri višjih temperaturah karbidi, nitridi, intermetalne spojine in druge nestabilne vmesne faze izločijo iz prenasičene trdne raztopine in dispergirajo v matrici, s čimer postane jeklena litina celovito Izboljšane mehanske lastnosti in trdota.
Temperatura obdelave s staranjem neposredno vpliva na končno zmogljivost jeklenih ulitkov. Če je temperatura staranja prenizka, se bo faza izločevalnega utrjevanja počasi izločala; če je temperatura staranja previsoka, bo kopičenje oborjene faze povzročilo prekomerno staranje in ne bo dosežena najboljša učinkovitost. Zato mora livarna izbrati ustrezno temperaturo staranja glede na kakovost jeklene litine in določeno zmogljivost jeklene litine. Temperatura staranja avstenitnega toplotno odpornega litega jekla je na splošno 550 ℃ -850 ℃; temperatura staranja litega jekla visoke trdnosti z izločanjem je običajno 500 ℃.
7) Zdravljenje za lajšanje stresa
Namen toplotne obdelave za lajšanje napetosti je odpraviti napetost pri litju, napetost pri gašenju in napetost, ki nastanejo pri strojni obdelavi, da se stabilizira velikost ulitka. Toplotna obdelava za razbremenitev napetosti se običajno segreje na 100 °C–200 °C pod Ac1, nato se nekaj časa hrani in na koncu ohladi s pečjo. Struktura jeklene ulitine se med procesom razbremenitve ni spremenila. Odlitki iz ogljikovega jekla, nizkolegirani jekleni ulitki in visokolegirani jekleni ulitki so lahko izpostavljeni obdelavi za razbremenitev.
4. Vpliv toplotne obdelave na lastnosti jeklenih ulitkov
Poleg učinkovitosti jeklenih ulitkov, ki je odvisna od kemične sestave in postopka litja, je mogoče uporabiti tudi različne metode toplotne obdelave, da imajo odlične celovite mehanske lastnosti. Splošni namen postopka toplotne obdelave je izboljšati kakovost ulitkov, zmanjšati težo ulitkov, podaljšati življenjsko dobo in zmanjšati stroške. Toplotna obdelava je pomembno sredstvo za izboljšanje mehanskih lastnosti ulitkov; mehanske lastnosti ulitkov so pomemben pokazatelj za presojo učinka toplotne obdelave. Poleg naslednjih lastnosti mora livarna pri toplotni obdelavi jeklenih ulitkov upoštevati tudi dejavnike, kot so postopki obdelave, zmogljivost rezanja in zahteve glede uporabe ulitkov.
1) Vpliv toplotne obdelave na trdnost ulitkov
Pod pogojem enake sestave jeklene litine se trdnost jeklenih ulitkov po različnih postopkih toplotne obdelave nagiba k povečanju. Na splošno lahko natezna trdnost ulitkov iz ogljikovega jekla in ulitkov iz nizko legiranega jekla po toplotni obdelavi doseže 414 Mpa-1724 MPa.
2) Vpliv toplotne obdelave na plastičnost jeklenih ulitkov
Ulita struktura jeklenih ulitkov je groba in nizka plastičnost. Po toplotni obdelavi se njegova mikrostruktura in plastičnost ustrezno izboljšata. Zlasti plastičnost jeklenih ulitkov po obdelavi kaljenja in popuščanja (kaljenje + popuščanje pri visoki temperaturi) se bo bistveno izboljšala.
3) Žilavost jeklenih ulitkov
Indeks žilavosti jeklenih ulitkov se pogosto ocenjuje z udarnimi preskusi. Ker sta trdnost in žilavost jeklenih ulitkov dva nasprotujoča si kazalca, mora livarna temeljito razmisliti, da izbere ustrezen postopek toplotne obdelave, da bi dosegla celovite mehanske lastnosti, ki jih zahtevajo stranke.
4) Vpliv toplotne obdelave na trdoto ulitkov
Če je kaljivost jeklene litine enaka, lahko trdota jeklene litine po toplotni obdelavi približno odraža trdnost jeklene litine. Zato lahko trdoto uporabimo kot intuitiven indeks za oceno učinkovitosti litega jekla po toplotni obdelavi. Na splošno lahko trdota ulitkov iz ogljikovega jekla po toplotni obdelavi doseže 120 HBW - 280 HBW.
Čas objave: 12. julij 2021