مسبك صب الاستثمار |صب الرمل

مصبوبات الفولاذ المقاوم للصدأ ، مصبوبات الحديد الرمادي ، مصبوبات حديد الدكتايل

معلومات عامة عن المعالجة الحرارية للمسبوكات الفولاذية

تعتمد المعالجة الحرارية للمسبوكات الفولاذية على مخطط الطور Fe-Fe3C للتحكم في البنية المجهرية لمسبوكات الفولاذ لتحقيق الأداء المطلوب.تعتبر المعالجة الحرارية إحدى العمليات المهمة في إنتاج مصبوبات الفولاذ.ترتبط جودة وتأثير المعالجة الحرارية ارتباطًا مباشرًا بالأداء النهائي لمصبوبات الفولاذ.

يعتمد الهيكل المصبوب للمسبوكات الفولاذية على التركيب الكيميائي وعملية التصلب.بشكل عام ، هناك فصل خطير نسبيًا للتغصنات ، وهيكل متفاوت للغاية وحبوب خشنة.لذلك ، تحتاج مصبوبات الفولاذ عمومًا إلى المعالجة الحرارية لإزالة أو تقليل تأثير المشكلات المذكورة أعلاه ، وذلك لتحسين الخواص الميكانيكية لمصبوبات الفولاذ.بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا للاختلاف في الهيكل وسماكة جدار المسبوكات الفولاذية ، فإن الأجزاء المختلفة من نفس الصب لها أشكال تنظيمية مختلفة وتولد ضغطًا داخليًا متبقيًا كبيرًا.لذلك ، يجب أن يتم تسليم المسبوكات الفولاذية (خاصة المسبوكات الفولاذية السبائكية) بشكل عام في حالة المعالجة بالحرارة.

 

المنطقة البلورية للصلب المصبوب

 

1. خصائص المعالجة الحرارية لمصبوبات الفولاذ

1) في الهيكل المصبوب للمسبوكات الفولاذية ، غالبًا ما توجد التشعبات الخشنة والفصل.أثناء المعالجة الحرارية ، يجب أن يكون وقت التسخين أعلى بقليل من وقت تسخين الأجزاء الفولاذية المطروقة من نفس التركيبة.في الوقت نفسه ، يجب تمديد وقت الاحتفاظ بالتأهيل بشكل مناسب.

2) نظرًا للفصل الخطير للهيكل المصبوب لبعض مصبوبات سبائك الصلب ، من أجل القضاء على تأثيره على الخصائص النهائية للمسبوكات ، يجب اتخاذ تدابير للتجانس أثناء المعالجة الحرارية.

3) بالنسبة للمسبوكات الفولاذية ذات الأشكال المعقدة والاختلافات الكبيرة في سمك الجدار ، يجب مراعاة التأثيرات المقطعية وعوامل إجهاد الصب أثناء المعالجة الحرارية.
4) عند إجراء المعالجة الحرارية على المسبوكات الفولاذية ، يجب أن تكون معقولة بناءً على خصائصها الهيكلية ومحاولة تجنب تشوه المسبوكات.

 

2. عوامل المعالجة الرئيسية للمعالجة الحرارية لمصبوبات الفولاذ

تتكون المعالجة الحرارية للمسبوكات الفولاذية من ثلاث مراحل: التسخين ، والحفاظ على الحرارة ، والتبريد.يجب أن يعتمد تحديد معلمات العملية على الغرض من ضمان جودة المنتج وتوفير التكاليف.

1) تدفئة

التسخين هو أكثر العمليات استهلاكًا للطاقة في عملية المعالجة الحرارية.المعلمات التقنية الرئيسية لعملية التسخين هي اختيار طريقة التسخين المناسبة وسرعة التسخين وطريقة الشحن.

(1) طريقة التسخين.تشمل طرق تسخين المسبوكات الفولاذية بشكل أساسي التسخين بالإشعاع وتسخين حمام الملح والتسخين التعريفي.مبدأ اختيار طريقة التسخين سريع وموحد وسهل التحكم وكفاءة عالية وتكلفة منخفضة.عند التسخين ، يأخذ المسبك بشكل عام في الاعتبار الحجم الهيكلي والتركيب الكيميائي وعملية المعالجة الحرارية ومتطلبات الجودة للصب.

(2) سرعة التسخين.بالنسبة للمسبوكات الفولاذية العامة ، قد لا تكون سرعة التسخين محدودة ، ويتم استخدام الطاقة القصوى للفرن للتدفئة.يمكن أن يؤدي استخدام شحن الفرن الساخن إلى تقصير وقت التسخين ودورة الإنتاج بشكل كبير.في الواقع ، في ظل ظروف التسخين السريع ، لا يوجد تباطؤ واضح في درجة الحرارة بين سطح الصب والقلب.سيؤدي التسخين البطيء إلى انخفاض كفاءة الإنتاج وزيادة استهلاك الطاقة والأكسدة الخطيرة وإزالة الكربنة على سطح الصب.ومع ذلك ، بالنسبة لبعض المسبوكات ذات الأشكال والهياكل المعقدة ، وسماكة الجدار الكبيرة ، والضغوط الحرارية الكبيرة أثناء عملية التسخين ، يجب التحكم في سرعة التسخين.بشكل عام ، يمكن استخدام درجة حرارة منخفضة وتسخين بطيء (أقل من 600 درجة مئوية) أو البقاء في درجة حرارة منخفضة أو متوسطة ، ومن ثم يمكن استخدام التسخين السريع في مناطق درجات الحرارة المرتفعة.

(3) طريقة التحميل.المبدأ القائل بضرورة وضع المسبوكات الفولاذية في الفرن هو الاستفادة الكاملة من المساحة الفعالة ، وضمان التسخين المنتظم ووضع المسبوكات لتشوه.

2) العزل

يجب اختيار درجة حرارة التثبيت لأوستنة مصبوبات الفولاذ وفقًا للتركيب الكيميائي للفولاذ المصبوب والخصائص المطلوبة.تكون درجة حرارة التثبيت بشكل عام أعلى قليلاً (حوالي 20 درجة مئوية) من الأجزاء الفولاذية المطروقة من نفس التركيب.بالنسبة للمسبوكات الفولاذية سهلة الانصهار ، يجب التأكد من إمكانية دمج الكربيدات بسرعة في الأوستينيت ، وأن الأوستينيت يمكنه الحفاظ على الحبوب الدقيقة.

يجب مراعاة عاملين لوقت الحفاظ على حرارة المسبوكات الفولاذية: العامل الأول هو جعل درجة حرارة سطح الصب والجزء الأساسي موحدًا ، والعامل الثاني هو ضمان توحيد الهيكل.لذلك ، يعتمد وقت التثبيت بشكل أساسي على التوصيل الحراري للصب ، وسمك جدار القسم وعناصر السبائك.بشكل عام ، تتطلب مصبوبات سبائك الصلب وقتًا أطول للتثبيت من مصبوبات الصلب الكربوني.عادة ما تكون سماكة جدار الصب هي الأساس الرئيسي لحساب وقت التثبيت.بالنسبة لوقت الاحتفاظ بمعالجة التقسية ومعالجة الشيخوخة ، يجب مراعاة عوامل مثل الغرض من المعالجة الحرارية ودرجة حرارة التثبيت ومعدل انتشار العنصر.

3) التبريد

يمكن تبريد المسبوكات الفولاذية بسرعات مختلفة بعد الحفاظ على الحرارة ، من أجل استكمال التحول المعدني ، والحصول على الهيكل المعدني المطلوب وتحقيق مؤشرات الأداء المحددة.بشكل عام ، يمكن أن تساعد زيادة معدل التبريد في الحصول على بنية جيدة وتنقية الحبوب ، وبالتالي تحسين الخواص الميكانيكية للصب.ومع ذلك ، إذا كان معدل التبريد سريعًا جدًا ، فمن السهل إحداث ضغط أكبر في الصب.قد يتسبب هذا في تشوه أو تصدع المصبوبات ذات الهياكل المعقدة.

يشتمل وسيط التبريد الخاص بالمعالجة الحرارية للمسبوكات الفولاذية بشكل عام على الهواء والزيت والماء والمياه المالحة والملح المصهور.

 

منحنى درجة حرارة المعالجة الحرارية لمسبوكات الصلب

 

3. طريقة المعالجة الحرارية للمسبوكات الفولاذية

وفقًا لطرق التسخين المختلفة ، ووقت الاحتفاظ وظروف التبريد ، تشمل طرق المعالجة الحرارية لمصبوبات الفولاذ بشكل أساسي التلدين ، والتطبيع ، والتبريد ، والتلطيف ، ومعالجة المحلول ، وتصلب الترسيب ، ومعالجة تخفيف الضغط ، ومعالجة إزالة الهيدروجين.

1) التلدين.

التلدين هو تسخين الفولاذ الذي ينحرف هيكله عن حالة التوازن إلى درجة حرارة معينة محددة مسبقًا بواسطة العملية ، ثم تبريده ببطء بعد الحفاظ على الحرارة (عادةً التبريد بالفرن أو الدفن في الجير) للحصول على عملية معالجة حرارية قريبة من حالة توازن الهيكل.وفقًا لتكوين الفولاذ والغرض من التلدين ومتطلباته ، يمكن تقسيم التلدين إلى تلدين كامل ، تلدين متساوي الحرارة ، تلدين كروي ، تلدين إعادة بلورة ، تلدين لتخفيف الضغط وما إلى ذلك.

(1) التلدين الكامل.العملية العامة للتلدين الكامل هي: تسخين مصبوب الصلب إلى 20 درجة مئوية - 30 درجة مئوية فوق Ac3 ، والاحتفاظ به لفترة من الوقت ، بحيث يتحول الهيكل في الفولاذ تمامًا إلى الأوستينيت ، ثم التبريد ببطء (عادةً بالفرن) عند 500 - 600 ، ثم تبرد أخيرًا في الهواء.يعني ما يسمى بالكمال أنه يتم الحصول على بنية الأوستينيت الكاملة عند تسخينها.

الغرض من التلدين الكامل يشمل بشكل أساسي: الأول هو تحسين الهيكل الخشن وغير المستوي الناتج عن العمل الساخن ؛والثاني هو تقليل صلابة الفولاذ الكربوني وسبائك الفولاذ المصبوب فوق الكربون المتوسط ​​، وبالتالي تحسين أداء القطع (بشكل عام ، عندما تكون صلابة قطعة العمل بين 170 HBW-230 HBW ، فمن السهل قطعها. عند الصلابة أعلى أو أقل من هذا النطاق ، سيجعل القطع صعبًا) ؛والثالث هو القضاء على الضغط الداخلي لصب الفولاذ.

نطاق استخدام التلدين الكامل.التلدين الكامل مناسب بشكل أساسي لمصبوبات الفولاذ الكربوني وسبائك الفولاذ بتكوين hypoeutectoid بمحتوى كربوني يتراوح من 0.25٪ إلى 0.77٪.لا ينبغي أن يتم تلدين الفولاذ المفرط القصي بالكامل ، لأنه عندما يتم تسخين الفولاذ المفرط القصي إلى أعلى من Accm وتبريده ببطء ، فإن الأسمنت الثانوي سوف يترسب على طول حدود حبيبات الأوستينيت في شكل شبكة ، مما يجعل القوة واللدونة وصلابة الصدمة للصلب مهمة انخفاض.

(2) التلدين متساوي الحرارة.يشير التلدين متساوي الحرارة إلى تسخين المسبوكات الفولاذية إلى 20 درجة مئوية - 30 درجة مئوية فوق Ac3 (أو Ac1) ، بعد الاحتفاظ لفترة من الوقت ، والتبريد بسرعة إلى درجة حرارة الذروة لمنحنى تحويل الأوستينيت المتساوي الحرارة المبرد تحت التبريد ، ثم الاحتفاظ لفترة من الوقت (منطقة تحول البرليت).بعد أن يتحول الأوستينيت إلى بيرليت ، يبرد ببطء.

(3) التحمية الكروية.التلدين الكروي هو تسخين المسبوكات الفولاذية إلى درجة حرارة أعلى بقليل من Ac1 ، ثم بعد فترة طويلة من الحفاظ على الحرارة ، يتحول الأسمنت الثانوي في الفولاذ تلقائيًا إلى سمنتيت حبيبي (أو كروي) ، ثم بسرعة بطيئة المعالجة الحرارية عملية لتبرد لدرجة حرارة الغرفة.
الغرض من عملية التحمية الكروية يشمل: تقليل الصلابة ؛جعل الهيكل المعدني موحدًا ؛تحسين أداء القطع والتحضير للتبريد.
يمكن تطبيق التلدين الكروي بشكل أساسي على الفولاذ سهل الانصهار والفولاذ المفرط (محتوى الكربون أكبر من 0.77٪) مثل فولاذ أداة الكربون ، وسبائك الصلب الزنبركي ، والصلب المحمل المتداول وسبائك الصلب.

(4) تلدين وإعادة بلورة تخفيف الإجهاد.يسمى التلدين لتخفيف الإجهاد أيضًا بالتلدين بدرجة حرارة منخفضة.إنها عملية يتم فيها تسخين المسبوكات الفولاذية إلى درجة حرارة أقل من AC1 (400 درجة مئوية - 500 درجة مئوية) ، ثم الاحتفاظ بها لفترة من الوقت ، ثم تبريدها ببطء إلى درجة حرارة الغرفة.الغرض من التلدين لتخفيف الضغط هو القضاء على الضغط الداخلي للصب.لن يتغير الهيكل المعدني للصلب أثناء عملية التلدين بتخفيف الضغط.يستخدم التلدين المعاد التبلور بشكل أساسي لإزالة الهيكل المشوه الناتج عن معالجة التشوه البارد والقضاء على تصلب العمل.درجة حرارة التسخين لإعادة التصلب التلدين هي 150 درجة مئوية - 250 درجة مئوية فوق درجة حرارة إعادة التبلور.التلدين المعاد التبلور يمكن أن يعيد تشكيل الحبيبات البلورية الممدودة إلى بلورات متساوية المحاور بعد التشوه البارد ، وبالتالي القضاء على تأثير تصلب العمل.

2) التطبيع

التطبيع هو معالجة حرارية يتم فيها تسخين الفولاذ إلى 30 درجة مئوية - 50 درجة مئوية فوق Ac3 (فولاذ hypoeutectoid) و Acm (فولاذ مفرط التكتل) ، وبعد فترة من الحفاظ على الحرارة ، يتم تبريده إلى درجة حرارة الغرفة في الهواء أو في الهواء القسري.طريقة.التطبيع له معدل تبريد أسرع من التلدين ، وبالتالي فإن الهيكل الطبيعي يكون أدق من الهيكل الملدن ، كما أن قوته وصلابته أعلى من الهيكل الملدن.نظرًا لدورة الإنتاج القصيرة واستخدام المعدات العالي للتطبيع ، يتم استخدام التطبيع على نطاق واسع في العديد من المسبوكات الفولاذية.

ينقسم الغرض من التطبيع إلى الفئات الثلاث التالية:

(1) التطبيع كعلاج حراري نهائي
بالنسبة للمسبوكات المعدنية ذات المتطلبات المنخفضة القوة ، يمكن استخدام التطبيع كعلاج حراري نهائي.يمكن أن يؤدي التطبيع إلى تنقية الحبوب ، وتجانس الهيكل ، وتقليل محتوى الفريت في فولاذ hypoeutectoid ، وزيادة وصقل محتوى البرليت ، وبالتالي تحسين قوة وصلابة وصلابة الفولاذ.

(2) التطبيع كعلاج قبل الحرارة
بالنسبة للمسبوكات الفولاذية ذات الأقسام الأكبر ، فإن التطبيع قبل التبريد أو التبريد والتلطيف (التبريد والتلطيف بدرجة حرارة عالية) يمكن أن يزيل هيكل Widmanstatten وهيكل النطاقات ، والحصول على هيكل جيد وموحد.بالنسبة لسمنت الشبكة الموجود في الفولاذ الكربوني وفولاذ السبائك المحتوي على محتوى كربوني أكبر من 0.77٪ ، يمكن للتطبيع أن يقلل من محتوى السمنتيت الثانوي ويمنعه من تكوين شبكة مستمرة ، مما يعد المنظمة للتلدين الكروي.

(3) تحسين أداء القطع
يمكن أن يؤدي التطبيع إلى تحسين أداء القطع للفولاذ منخفض الكربون.تكون صلابة مصبوبات الفولاذ منخفض الكربون منخفضة جدًا بعد التلدين ، ومن السهل لصقها على السكين أثناء القطع ، مما يؤدي إلى خشونة السطح المفرطة.من خلال المعالجة الحرارية التطبيعية ، يمكن زيادة صلابة مصبوبات الفولاذ منخفض الكربون إلى 140 HBW - 190 HBW ، وهي قريبة من صلابة القطع المثلى ، وبالتالي تحسين أداء القطع.

3) التبريد

التسقية هي عملية معالجة حرارية يتم فيها تسخين المسبوكات الفولاذية إلى درجة حرارة أعلى من Ac3 أو Ac1 ، ثم يتم تبريدها بسرعة بعد الإمساك لفترة من الوقت للحصول على هيكل مارتينسيتي كامل.يجب أن يتم تقسية المسبوكات الفولاذية في الوقت المناسب بعد الأسخن للتخلص من إجهاد التبريد والحصول على الخصائص الميكانيكية الشاملة المطلوبة.

(1) درجة حرارة التبريد
درجة حرارة تسخين فولاذ hypoeutectoid هي 30 -50 ℃ فوق Ac3 ؛درجة حرارة تسخين فولاذ eutectoid والصلب المفرط هي 30 -50 ℃ فوق Ac1.يتم تسخين الفولاذ الكربوني Hypoeutectoid عند درجة حرارة التبريد المذكورة أعلاه من أجل الحصول على الأوستينيت ذي الحبيبات الدقيقة ، ويمكن الحصول على هيكل مارتينسيت ناعم بعد التبريد.تم تكوير فولاذ eutectoid والصلب الفائق السماوي قبل التبريد والتسخين ، لذلك بعد التسخين إلى 30 -50 ℃ فوق AC1 وغير مؤلم بشكل كامل ، فإن الهيكل عبارة عن أوستينيت وتسلل جزيئات الكربون الدقيقة غير المذابة جزئيًا.بعد التبريد ، يتحول الأوستينيت إلى مارتينسيت ، ويتم الاحتفاظ بجزيئات السمنتيت غير المذابة.نظرًا للصلابة العالية للأسمنتيت ، فهو لا يقلل من صلابة الفولاذ فحسب ، بل يحسن أيضًا من مقاومة التآكل.إن الهيكل المروى العادي للصلب المفرط هو مارتينسيت قشاري ناعم ، ويتم توزيع السمنتيت الحبيبي الناعم وكمية صغيرة من الأوستينيت المحتفظ به بالتساوي على المصفوفة.يتمتع هذا الهيكل بقوة عالية ومقاومة للتآكل ، ولكن لديه أيضًا درجة معينة من المتانة.

(2) وسط تبريد لتبريد عملية المعالجة الحرارية
الغرض من التبريد هو الحصول على مارتينسيت كامل.لذلك ، يجب أن يكون معدل تبريد الفولاذ المصبوب أثناء التبريد أكبر من معدل التبريد الحرج للفولاذ المصبوب ، وإلا لا يمكن الحصول على هيكل مارتينسيت والخصائص المقابلة.ومع ذلك ، فإن معدل التبريد المرتفع جدًا يمكن أن يؤدي بسهولة إلى تشوه أو تشقق الصب.من أجل تلبية المتطلبات المذكورة أعلاه في نفس الوقت ، يجب اختيار وسيط التبريد المناسب وفقًا لمادة الصب ، أو يجب اعتماد طريقة التبريد المرحلي.في نطاق درجة الحرارة من 650 درجة مئوية إلى 400 درجة مئوية ، يكون معدل التحويل متساوي الحرارة لأوستينيت فائق التبريد من الفولاذ هو الأكبر.لذلك ، عندما يتم إخماد الصب ، يجب ضمان التبريد السريع في نطاق درجة الحرارة هذا.تحت نقطة MS ، يجب أن يكون معدل التبريد أبطأ لمنع التشوه أو التشقق.عادة ما يعتمد وسيط التسقية الماء أو المحلول المائي أو الزيت.في مرحلة التبريد أو التقسية ، تشتمل الوسائط الشائعة الاستخدام على الزيت الساخن أو المعدن المنصهر أو الملح المصهور أو القلويات المنصهرة.

إن قدرة تبريد الماء في منطقة درجات الحرارة المرتفعة من 650 -550 ℃ قوية ، وقدرة تبريد الماء في منطقة درجات الحرارة المنخفضة من 300 -200 قوية جدًا.يعتبر الماء أكثر ملاءمة لتبريد وتبريد مصبوبات الفولاذ الكربوني بأشكال بسيطة ومقاطع عرضية كبيرة.عند استخدامها للتبريد والتبريد ، لا تزيد درجة حرارة الماء بشكل عام عن 30 درجة مئوية.لذلك ، يتم اعتماده بشكل عام لتقوية دوران الماء للحفاظ على درجة حرارة الماء ضمن نطاق معقول.بالإضافة إلى ذلك ، فإن تسخين الملح (NaCl) أو القلوي (NaOH) في الماء سيزيد بشكل كبير من قدرة تبريد المحلول.

الميزة الرئيسية للزيت كوسيط تبريد هو أن معدل التبريد في منطقة درجة الحرارة المنخفضة 300 -200 أقل بكثير من الماء ، والذي يمكن أن يقلل بشكل كبير من الضغط الداخلي لقطعة العمل المروية ويقلل من إمكانية التشوه وتشقق الصب.في الوقت نفسه ، فإن قدرة تبريد الزيت في نطاق درجات الحرارة المرتفعة من 650 -550 ℃ منخفضة نسبيًا ، وهو أيضًا العيب الرئيسي للزيت كوسيط تبريد.يتم التحكم بدرجة حرارة زيت التبريد بشكل عام عند 60 -80.يستخدم الزيت بشكل أساسي في تبريد مصبوبات سبائك الصلب ذات الأشكال المعقدة وإخماد مصبوبات الصلب الكربوني بمقاطع عرضية صغيرة وأشكال معقدة.

بالإضافة إلى ذلك ، يستخدم الملح المصهور أيضًا كوسيط تبريد ، والذي يتحول إلى حمام ملح في هذا الوقت.يتميز الحمام الملحي بنقطة غليان عالية وقدرته التبريدية بين الماء والزيت.غالبًا ما يستخدم حمام الملح في التبريد والتبريد المرحلي ، وكذلك لمعالجة المسبوكات ذات الأشكال المعقدة والأبعاد الصغيرة ومتطلبات التشوه الصارمة.

 

منحنى درجة الحرارة للتبريد والتلطيف

 

4) تلطيف

يشير التقسية إلى عملية المعالجة الحرارية التي يتم فيها تسخين المسبوكات الفولاذية المبردة أو العادية إلى درجة حرارة محددة أقل من النقطة الحرجة Ac1 ، وبعد الاحتفاظ بها لفترة من الوقت ، يتم تبريدها بمعدل مناسب.يمكن للمعالجة الحرارية للتقسية تحويل الهيكل غير المستقر الذي تم الحصول عليه بعد التسقية أو التطبيع إلى هيكل مستقر للتخلص من الإجهاد وتحسين اللدونة وصلابة المصبوبات الفولاذية.بشكل عام ، فإن عملية المعالجة الحرارية للتبريد ومعالجة التقسية بدرجة الحرارة العالية تسمى معالجة التسقية والتلطيف.يجب أن يتم تقسية المسبوكات الفولاذية المروية في الوقت المناسب ، ويجب أن يتم تقسية مصبوبات الفولاذ الطبيعية عند الضرورة.يعتمد أداء المسبوكات الفولاذية بعد التقسية على درجة حرارة التقسية والوقت وعدد المرات.إن زيادة درجة حرارة التهدئة وإطالة وقت الانتظار في أي وقت لا يمكن أن يخفف فقط من إجهاد التبريد للمسبوكات الفولاذية ، ولكن أيضًا يحول مارتينسيت مخمدًا غير مستقر إلى مارتينسيت مقسى أو تروستيت أو سوربيت.يتم تقليل قوة وصلابة مصبوبات الفولاذ ، وتحسين اللدونة بشكل كبير.بالنسبة لبعض أنواع الفولاذ ذات السبائك المتوسطة مع عناصر السبيكة التي تشكل الكربيدات بقوة (مثل الكروم والموليبدينوم والفاناديوم والتنغستن ، وما إلى ذلك) ، تزداد الصلابة وتنخفض المتانة عند التقسية عند 400 -500 ℃.تسمى هذه الظاهرة بالتصلب الثانوي ، أي تصل صلابة الفولاذ المصبوب في حالة التقسية إلى الحد الأقصى.في الإنتاج الفعلي ، يحتاج الفولاذ المصبوب ذو السبائك المتوسطة بخصائص التقسية الثانوية إلى التقسية عدة مرات.

(1) تلطيف درجة حرارة منخفضة
نطاق درجة الحرارة لتلطيف درجات الحرارة المنخفضة هو 150 -250 ℃.يمكن أن تحصل درجة الحرارة المنخفضة على هيكل مارتينسيت مقسى ، والذي يستخدم بشكل أساسي لإخماد الفولاذ عالي الكربون وإخماد سبائك الصلب عالية.يشير المارتينسيت المقسى إلى بنية المارتينسيت الكريبتو الكريستالي بالإضافة إلى الكربيدات الحبيبية الدقيقة.هيكل فولاذ hypoeutectoid بعد تلطيف درجات الحرارة المنخفضة هو مارتينسيت ؛هيكل فولاذ مفرط التصلب بعد درجة حرارة منخفضة هو مارتينسيت + كربيدات + أوستينيت محتفظ به.الغرض من التقسية بدرجات الحرارة المنخفضة هو تحسين صلابة الفولاذ المسقى بشكل مناسب مع الحفاظ على صلابة عالية (58HRC-64HRC) ، وقوة عالية ومقاومة التآكل ، مع تقليل إجهاد التبريد وهشاشة مصبوبات الفولاذ بشكل كبير.

(2) درجة حرارة متوسطة
تتراوح درجة الحرارة المعتدلة بشكل عام بين 350 -500 ℃.الهيكل بعد التقسية عند درجة حرارة متوسطة عبارة عن كمية كبيرة من السمنتيت الحبيبات الدقيقة المشتتة والموزعة على مصفوفة الفريت ، أي هيكل التروستيت المقسى.لا يزال الفريت الموجود في هيكل التروستيت المقسّى يحتفظ بشكل المارتينسيت.يتم التخلص من الضغط الداخلي للمسبوكات الفولاذية بعد التقسية بشكل أساسي ، ولديهم حد أعلى من المرونة وحد العائد ، وقوة وصلابة أعلى ، ومرونة وصلابة جيدة.

(3) تلطيف درجات الحرارة العالية
تكون درجة الحرارة المرتفعة للتلطيف بشكل عام 500 درجة مئوية إلى 650 درجة مئوية ، وعادة ما تسمى عملية المعالجة الحرارية التي تجمع بين التبريد والتلطيف اللاحق بدرجة الحرارة العالية بمعالجة التبريد والتلطيف.الهيكل بعد درجة الحرارة العالية هو سوربيت مقسى ، أي سمنتيت وحبيبات دقيقة.الفريت الموجود في السوربيت المقسّى عبارة عن حديد متعدد الأضلاع يخضع لعملية إعادة التبلور.تتمتع مصبوبات الفولاذ بعد التقسية بدرجة حرارة عالية بخصائص ميكانيكية شاملة جيدة من حيث القوة واللدونة والمتانة.يتم استخدام التقسية بدرجة الحرارة العالية على نطاق واسع في الفولاذ الكربوني المتوسط ​​، والصلب منخفض السبائك ، والأجزاء الهيكلية المهمة المختلفة ذات القوى المعقدة.

 

تأثير المعالجة الحرارية على الخواص الميكانيكية لمصبوبات الصلب الكربوني

 

5) حل الصلبة العلاج

الغرض الرئيسي من معالجة المحلول هو إذابة الكربيدات أو المراحل المترسبة الأخرى في محلول صلب للحصول على هيكل أحادي الطور مفرط التشبع.يجب معالجة المسبوكات المصنوعة من الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ والفولاذ الأوستنيتي والفولاذ المقاوم للصدأ الذي يصلب بالترسيب بمحلول صلب.يعتمد اختيار درجة حرارة المحلول على التركيب الكيميائي ومخطط الطور للفولاذ المصبوب.درجة حرارة المسبوكات الفولاذية منجنيز الأوستنيتي بشكل عام 1000 - 1100 ℃ ؛تكون درجة حرارة المسبوكات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ والكروم والنيكل الأوستنيتي بشكل عام 1000 -1250 ℃.

كلما زاد محتوى الكربون في الفولاذ المصبوب وزادت عناصر السبائك غير القابلة للذوبان ، كلما ارتفعت درجة حرارة المحلول الصلب.بالنسبة للمسبوكات الفولاذية المتصلبة بالترسيب المحتوية على النحاس ، تزداد صلابة مصبوبات الفولاذ بسبب ترسيب الأطوار الصلبة الغنية بالنحاس في حالة الصب أثناء التبريد.من أجل تليين الهيكل وتحسين أداء المعالجة ، يجب معالجة المسبوكات الفولاذية بمحلول صلب.درجة حرارة المحلول الصلب هي 900 -950 ℃.

6) معالجة تصلب الترسيب

معالجة تصلب الترسيب هي معالجة تقوية التشتت يتم إجراؤها في نطاق درجة حرارة التقسية ، والمعروف أيضًا باسم الشيخوخة الاصطناعية.جوهر معالجة تصلب الترسيب هو أنه في درجات الحرارة المرتفعة ، يتم ترسيب الكربيدات والنتريد والمركبات المعدنية والأطوار الوسيطة غير المستقرة الأخرى من محلول صلب مفرط التشبع وتشتت في المصفوفة ، مما يجعل الفولاذ المصبوب شاملاً خصائص ميكانيكية محسنة وصلابة.

تؤثر درجة حرارة معالجة الشيخوخة بشكل مباشر على الأداء النهائي لمصبوبات الفولاذ.إذا كانت درجة حرارة التقادم منخفضة للغاية ، فإن مرحلة تصلب الترسيب سوف تترسب ببطء ؛إذا كانت درجة حرارة التقادم عالية جدًا ، فإن تراكم المرحلة المترسبة سيؤدي إلى الإفراط في تناول الطعام ، ولن يتم الحصول على أفضل أداء.لذلك ، يجب أن يختار المسبك درجة حرارة التقادم المناسبة وفقًا لدرجة الفولاذ المصبوب والأداء المحدد لصب الفولاذ.درجة حرارة التقادم من الفولاذ المصبوب المقاوم للحرارة الأوستنيتي بشكل عام 550 -850 ℃ ؛عادة ما تكون درجة حرارة الشيخوخة للفولاذ المصبوب الذي يصلب بالترسيب عالي القوة 500 درجة مئوية.

7) علاج تخفيف التوتر

الغرض من المعالجة الحرارية لتخفيف الضغط هو التخلص من إجهاد الصب وإخماد الإجهاد والضغط الناتج عن المعالجة الآلية ، وذلك لتحقيق الاستقرار في حجم الصب.يتم تسخين المعالجة الحرارية لتخفيف الضغط بشكل عام إلى 100 درجة مئوية إلى 200 درجة مئوية تحت Ac1 ، ثم يتم الاحتفاظ بها لفترة من الوقت ، ويتم تبريدها أخيرًا بالفرن.لم يتغير هيكل المسبوكات الفولاذية أثناء عملية تخفيف الضغط.يمكن أن تخضع مصبوبات الصلب الكربوني والمسبوكات الفولاذية منخفضة السبائك والمسبوكات الفولاذية عالية السبيكة لمعالجة تخفيف الضغط.

 

صلابة وتأثير امتصاص الطاقة بعد المعالجة الحرارية

 

4. تأثير المعالجة الحرارية على خواص المسبوكات الفولاذية

بالإضافة إلى أداء المسبوكات الفولاذية اعتمادًا على التركيب الكيميائي وعملية الصب ، يمكن أيضًا استخدام طرق مختلفة للمعالجة الحرارية لجعلها تتمتع بخصائص ميكانيكية شاملة ممتازة.الغرض العام من عملية المعالجة الحرارية هو تحسين جودة المسبوكات وتقليل وزن المسبوكات وإطالة عمر الخدمة وتقليل التكاليف.تعتبر المعالجة الحرارية وسيلة مهمة لتحسين الخواص الميكانيكية للمسبوكات ؛تعتبر الخواص الميكانيكية للمسبوكات مؤشرًا مهمًا للحكم على تأثير المعالجة الحرارية.بالإضافة إلى الخصائص التالية ، يجب أن يأخذ المسبك أيضًا في الاعتبار عوامل مثل إجراءات المعالجة وأداء القطع ومتطلبات استخدام المصبوبات عند المعالجة الحرارية للمسبوكات الفولاذية.

1) تأثير المعالجة الحرارية على قوة المصبوبات
في ظل حالة نفس تركيبة الفولاذ المصبوب ، فإن قوة مصبوبات الفولاذ بعد عمليات المعالجة الحرارية المختلفة تميل إلى الزيادة.بشكل عام ، يمكن أن تصل قوة الشد لمسبوكات الفولاذ الكربوني والمسبوكات الفولاذية منخفضة السبائك إلى 414 ميجا باسكال -1724 ميجا باسكال بعد المعالجة الحرارية.

2) تأثير المعالجة الحرارية على ليونة المسبوكات الفولاذية
الهيكل المصبوب للمسبوكات الفولاذية خشن واللدونة منخفضة.بعد المعالجة الحرارية ، سيتم تحسين البنية المجهرية واللدونة وفقًا لذلك.سيتم تحسين مرونة مصبوبات الفولاذ بشكل خاص بعد معالجة التبريد والتبريد (التبريد + تلطيف درجة الحرارة العالية) بشكل كبير.

3) صلابة المسبوكات الفولاذية
غالبًا ما يتم تقييم مؤشر صلابة مصبوبات الفولاذ عن طريق اختبارات الصدم.نظرًا لأن قوة وصلابة مصبوبات الفولاذ عبارة عن زوج من المؤشرات المتناقضة ، يجب على المسبك وضع اعتبارات شاملة لاختيار عملية المعالجة الحرارية المناسبة من أجل تحقيق الخصائص الميكانيكية الشاملة التي يطلبها العملاء.

4) تأثير المعالجة الحرارية على صلابة المصبوبات
عندما تكون صلابة الفولاذ المصبوب هي نفسها ، فإن صلابة الفولاذ المصبوب بعد المعالجة الحرارية يمكن أن تعكس تقريبًا قوة الفولاذ المصبوب.لذلك ، يمكن استخدام الصلابة كمؤشر بديهي لتقدير أداء الفولاذ المصبوب بعد المعالجة الحرارية.بشكل عام ، يمكن أن تصل صلابة مصبوبات الفولاذ الكربوني إلى 120 HBW - 280 HBW بعد المعالجة الحرارية.

تطبيع درجة حرارة الصلب المصبوب
تسقية درجة حرارة المسبوكات الفولاذية
صلابة وخصائص أخرى من الكربون الصلب
تأثير المعالجة الحرارية على المسبوكات الفولاذية منخفضة السبائك

الوقت ما بعد: 12 يوليو - 2021