Pasiekti unikalų didelio stiprumo derinį, Puikus lankstumas ir pranašesnis atsparumas dilimui (Adi) priklauso tiksliai kontroliuojamam šilumos gydymo ciklui.
Šiame straipsnyje, Mes pristatome profesionalą, Autoritetingas ir labai originalus ADI trijų pakopų šiluminio proceso tyrimas,
Iliustruokite, kaip pagrindiniai parametrai daro įtaką galutinei mikrostruktūrai ir savybėms, ir siūlykite duomenų pagrįstų įžvalgų tiek liejykloms, tiek dizaino inžinieriams.
1. Įvadas
Austempered Elitle Geležis per izoterminį šiluminį apdorojimą paverčia įprastą elastingą geležį į aukštos kokybės medžiagą Austempering procesas.
Todėl, ADI yra plačiai naudojamas automobilių pavarų dėžėje, Sunkiųjų sirgalų komponentai ir pramoniniai siurbliai.
Svarbiausia, Inžinieriai pritaiko tempimo stiprumo pusiausvyros procesą (600 - 1,000 MPA), pailgėjimas (10 - 18 %) ir kietumas (320 - 380 Hb), priklausomai nuo paraiškos reikalavimų.
2. Etapas 1: Austenitizavimas
Austenitizavimas paverčia eima geležį į vienodą austenito matricą ištirpindama karbidus ir sferoidizuojančius grafito mazgelius.
Tinkama temperatūros ir laiko kontrolė šiame etape yra pagrindą aukštesnėms mechaninėms akmenukų lygintuvo geležies savybėms.
Tikslinė temperatūra
- Paprastai 850 - 900 ° C.
- Per žemas (< 840 ° C.) Lapai neišspręsta karbidai, mažinantis kietumą
- Per aukštas (> 920 ° C.) skatina grūdų griovį, kuris kompromisas yra lankstumas
Mirkyti laiką
- Paprastai 20 - 40 minutės, priklausomai nuo skyriaus storio
- Storesnės sekcijos (≥ 30 mm) reikalauti ilgesnių sulaikymų, kad būtų pasiektas visiškas pertvarkymas
- Per daug mirkyti (> 45 min) gali sukelti per didelį grūdų augimą ir sumažinti nuovargio stiprumą
Lydinių elementų įtaka
- Silicis (2.5 - 3.5 %) Įgalina greitą grafito sferoidizaciją ir slopina cementito formavimąsi
- Manganas (≤ 0.25 %) padeda stabilizuoti austenitą, tačiau per didelis MN gali išplėsti transformacijos diapazoną
- Vario ar nikelio Papildymai gali padidinti sukietėjimą, Reikalaujama šiek tiek pakoreguoti parametrus
Pagrindiniai tikslai
- Ištirpinkite karbidus: Įsitikinkite, kad vienoda bainitinė transformacija nėra karbidinė matrica
- Sferoidizuokite grafitą: Išlaikykite apvalius grafito mazgelius, kurie padidina kietumą ir slopinimą
- Valdymo grūdų dydis: Nukreipkite ASTM grūdų dydį 5–7
Proceso patarimai
- Naudokite termoelementus: Įterpkite bent vieną termoelementą į reprezentacinius liejinius, kad patikrintumėte mirkymo vienodumą
- Užtikrinkite krosnies tikslumą: Reguliariai kalibruokite šildymo zonas, kad išlaikytumėte ± 5 ° C stabilumas
- Naudokite apsauginę atmosferą: Kritinėse programose, Norėdami sumažinti dekarburaciją paviršiuje, naudokite endotermines dujas arba azoto užpildymą
Griežtai kontroliuodamas šiuos parametrus Austenitizacijos metu, liejyklos garantuoja, kad vėlesnis gesinimas ir izoterminis sulaikymas sukelia baudą,
Akikuliarinė ausferrito mikrostruktūra - palengvinant požymio stiprumą, ausmingumas, ir dilimo atsparumas aklenčiai, esantiems elastingos geležies.
3. Etapas 2: Greitas gesinimas iki izoterminės vonios
Per šį etapą, Tikslas yra apeiti nepageidaujamus transformacijas (Perlitas ar martensitas) ir išdėstyti medžiagą tiesiai į bainitinę (Ausferrito formavimas) Temperatūros diapazonas.
Labai svarbu pasiekti pakankamai greitą ir vienodą numalšinimą.
Tikslas
- Perkelkite austenituotą elastingą geležies dalį į izoterminį transformacijos langą (bainitinis diapazonas) per kelias sekundes.
- Užkirsti, kuris pablogins elastingumą ir tvirtumą.
Gesinimo terpė & Temperatūra
- Druskos vonia: Dažniausiai, prižiūrimas 280 - 400 ° C..
- Specializuota naftos vonia: Inžineriniai aliejai, turintys didelę šiluminę talpą.
- Pagrindinis taškas: Vonios temperatūra diktuoja galutines savybes - mažesnis galas (280 ° C.) duoda didesnį stiprumą; Viršutinis galas (400 ° C.) pagerina lankstumą.
Aušinimo greitis
- Minimalus: ≥ 50 ° C/sek nuo austenitizuojančios temperatūros iki bainitinio diapazono.
- Pagrindas: Greitas aušinimas išvengia TTT nosies (Laiko - temperatūros - transformacija) kreivė, kur formuojasi perlitas.
- Matavimas: Norėdami patvirtinti greitį, naudokite įterptus termoelementus arba paviršiaus zondus.
Pagrindiniai svarstymai
- Vienodas srautas: Sumišimas ar cirkuliacija vonioje skatina pastovų aušinimą per sudėtingas geometrijas.
- Dalis tarpai: Tinkamas atskyrimas apsaugo.
- Gesinimo greitis: Per lėta rizika perlite; Per daug agresyvus (Pvz., „Splash“ gesinimas) gali sukelti šiluminį šoką - balansas yra būtinas.
Proceso patarimai
- Įkaitinkite vonią: Palaikykite griežtą valdymą (± 2 ° C.) Norėdami užtikrinti pakartojamas savybes.
- Sumažinkite perkėlimo laiką: Dizaino tvarkymo sistemos (Kabliukai, krepšiai) greitam judėjimui iš krosnies į vonią, taikymas po 5 sek.
- Stebėkite vonios chemiją: Druskos voniose, Reguliariai patikrinkite ir atnaujinkite druskos koncentraciją, kad būtų išsaugotos šilumos transliacijos charakteristikos.
- Apsaugokite nuo oksidacijos: Plienams, linkusiems į dekarburaciją, Apsvarstykite inertinius dangčius arba azoto užpildymą perkėlimo metu.
Vykdant kontroliuojamą, Greitas numalšinimas į teisingai prižiūrimą izoterminę vonią,
liejyklos užrakina sferoidinį grafitą ir nustatykite kito žingsnio sceną - laikymasis pastovi, Akikuliarinio ausferritas.
4. Etapas 3: Izoterminis laikymas (Austempering procesas)
Šiame paskutiniame šilumos gydymo žingsnyje, Tikslas keičiasi į Austenito pavertimą bauda,
Akikuliarinė bainitinė struktūra - dažniausiai vadinama lizdas—Tai suteikia akį stiprios „Erductile Iron“ parašo stiprumo ir elastingumo.
Tikslas
- Laikykite užgesintą geležį esant pastovioje temperatūroje, kad austenitas vienodai virsta Ausferritu.
- Stabilizuokite anglies plonose išsaugotos austenito plėvelėse, kad būtų išvengta bet kokio martensitinio transformacijos galutiniame aušinime.
Temperatūra & Laiko langas
- Diapazonas: 280 - 400 ° C.
-
- Žemesnė temperatūra (280 ° C.) derlius Aukštesnis stiprumas (Iki ~ 1000 MPA) Bet apatinis pailgėjimas (~ 10 %).
- Aukštesnė temperatūra (400 ° C.) gaminti Didesnis lankstumas (iki ~ 18 %) at Vidutinis stiprumas (~ 600 MPa).
- Laikykite trukmę: 30 - 120 minutės
-
- Plonos sekcijos (< 10 mm) Visiškas transformacija per ~ 30 minučių.
- Storos sekcijos (> 30 mm) gali reikalauti 2 Valandos, užtikrinančios pilną Ausferrito vystymąsi.
Pagrindiniai svarstymai
- Venkite nepakankamų valdų: Bet koks išsaugotas austenitas už projektavimo tikslų sušvelnina liejimą ir sumažina atsparumą dėvėjimams.
- Venkite per didelio valdymo: Per didelis laikas sugadina bainitines plokšteles, mažinantis stiprumo padidėjimas.
- Išlaikyti vonios vienodumą: Naudokite agitaciją ar kraujotaką, kad temperatūra būtų ± 2 ° C ir apsaugo.
Proceso patarimai
- Realaus laiko stebėjimas: Įdėkite termoelementus į reprezentacinius liejinius, kad galėtumėte sekti tikrąją temperatūros istoriją.
- Kontroliuojama atmosfera: Kritinėse programose, Vonią antklodė azotu arba endoterminėmis dujomis, kad būtų išvengta paviršiaus dekarburacijos.
- Optimizuokite dalių tarpus: Išdės, užtikrinant vienodą vonios poveikį.
Kruopščiai kontroliuojant temperatūrą, laikas ir atmosfera,
Liturmai sukuria tvirtą ausferritinę mikrostruktūrą - tai neprilygstamas ADI kietumo derinys, stiprumas ir atsparumas dėvėjimams.
5. Proceso valdymas & Kokybės užtikrinimas
Išlaikyti nuoseklumą ir atitikti griežtus standartus (Pvz., ASTM A897 1–5 klasės), liejyklų įgyvendinimas:
- Termoelementų stebėjimas: Įterpkite zondus į mėginių liejinius, kad būtų galima patvirtinti temperatūros profilius kiekviename etape.
- Metalografiniai bandymai: Norėdami patvirtinti AUSFERrito pasiskirstymą, naudokite optinę mikroskopiją ir X -ray difrakciją ir išlaikėte austenito kiekį.
- Mechaninis bandymas: Atlikite tempimą, Atstovaujančių mėginių kietumo ir nuovargio testai, siekiant patikrinti, ar atitiktis projektavimo specifikacijoms.
Integruojant realaus laiko temperatūros registravimą ir periodinį mikrostruktūrinį auditą, Gamintojai užtikrina, kad kiekviena partija pasižymi numatytu savybių balansu.
6. Austempered ausmės geležies veikimas
Austempered Elitle Geležis (Adi) Pateikia unikalų mechaninių ir funkcinių savybių derinį - išskiria daugybę įprastų lygintuvų ir net kai kurių plienų.
| Nuosavybė | Diapazonas / Vertė | Pastabos |
|---|---|---|
| Tempimo stiprumas | 600 –1 000 mpa | Palyginamas su žemo lygio plienais |
| Derliaus stiprumas | 400 –700MPA | Didelis derliaus ir tempimo santykis (> 0,6) |
| Pailgėjimas per pertrauką | 10 –18% | Subalansuoja stiprybę su lankstumu |
| Kietumas | 320 –380HB (≈30–40HRC) | Puikus atsparumas paviršiaus įdubimui |
| Nuovargio riba | Iki 50% UTS (~ 450MPa) | Sustiprintas mazginio grafito, užkertančio kelią įtrūkimo inicijavimui |
| Poveikis kietumas | 5 –15J (Charpy V -Notch) | Aukščiausias dinaminio apkrovos našumas virš pilkos geležies |
| Stumdomo nusidėvėjimo greitis | ~ 1 × 10⁻⁶mm³/n · m | Išskirtinis atsparumas dilimui |
| Erozinis atsparumas dilimui | 10 –20% geriau nei plienai | Ypač srutų ar dalelių poveikio aplinkoje |
| Vibracijos slopinimas | Iki 15% energijos absorbcija | Grafito mazgeliai išsklaido vibraciją geriau nei plieniniai liejiniai |
| Bendras korozijos greitis | ~ 0,05 mm per metus (PH5–8) | Panašus į kaliojo geležies; Galima patobulinti legiojant/dangomis |
7. Austempered ausmės geležies taikymas
Žemės ūkio & Žemės judėjimo įranga
- Plūgo taškai, Diggerio dantys & Kibiro dantys
- Kabliukai & Valdymo ginklai
Galios perdavimas & Važiavimas
- Žiedinės pavaros & Krumpliaračiai
- Pavarų segmentai & Apdoroti pavarų segmentai (ASTM A897)
- Žvaigždės & Žiediniai dantų pjaustytuvai
- CV jungtys & Ratų stebulės
Sunkiųjų komponentų
- Važiuokite velenais & Ritinėliai
- Pakabos korpusai & Pavarų korpusai
- Konvejerio nuorodos
8. Išvada
Nepaprastas „Austempered“ kaliojo geležies turto rinkinys atsiranda iš trijų pakopų ciklo -Austenitizavimas, Greitas gesinimas, ir Izoterminis laikymas—Tecialiai kontroliuojamas, kad suklastotų puikią Ausferritinę mikrostruktūrą.
Su reguliuojamu stiprumu (600–1 000 MPA), ausmingumas (10–18 %), ir kietumas (320–380 HB), Austempered Elitle Geležis yra ekonomiškai efektyvi alternatyva plienams, Nuo automobilių perdavimo iki sunkios mašinos.
Langhe yra puikus pasirinkimas jūsų gamybos poreikiams, jei jums reikia aukštos kokybės Austempered kaliųjų geležies liejiniai.
Susisiekite su mumis šiandien!
Straipsnio nuoroda: https://www.mdpi.com/2075-4701/8/1/53
