Kuidas toota kvaliteetseid kõrge kroomiga malmist osi?

Kõrge kroomisisaldusega malm on äärmiselt oluline kulumiskindel materjal, mida kasutatakse laialdaselt sellistes tööstusharudes nagu metallurgia, kaevandus, tsement ja energia. Selle sulamis- ja kuumtöötlusprotsessid nõuavad rangeid nõudeid, et tagada ideaalne mikrostruktuur ja suurepärane kulumiskindlus.

Järgnevalt on üksikasjalikult kirjeldatud kõrge kroomisisaldusega malmi koostisosade sulatamise, sulamistemperatuuri, valamise temperatuuri ja kuumtöötlusprotsessi põhipunkte.

1、 Sulatatud kõrge kroomisisaldusega malmi keemiline koostis on selle jõudluse aluseks, tavaliselt on põhiliseks disainielemendiks Cr/C (kroomi süsiniku suhe).

1. Põhilise keemilise koostise vahemik (tüüpiline): Süsinik (C): 2,0% -3,5%. Süsinikusisaldus määrab primaarsete karbiidide ja eutektiliste karbiidide koguse, morfoloogia ja kõvaduse. Mida suurem on süsinikusisaldus, seda suurem on kõvadus, kuid sitkus väheneb. Kroom (Cr): 12% -30% (tavaliselt leitud 15% -28%). Kroom on põhielement karbiidide moodustamisel ja aluspinna korrosioonikindluse tagamisel. Peamine punkt on kontrollida Cr/C suhet. Molübdeen (Mo): 0,5% -3,0%. Molübdeen võib parandada kõvenemist, pärssida perliidi transformatsiooni ja soodustada bainiidi või martensiidi moodustumist, eriti suurte sektsioonide valandite puhul. Samal ajal võib see täiustada organisatsiooni, parandada tugevust ja kulumiskindlust. Vask (Cu): 0,5% -1,5%. Seda kasutatakse ka kõvastuvuse parandamiseks ja see on osaliselt odav molübdeeni aseaine, kuid selle toime ei ole nii hea kui molübdeenil. Nikkel (Ni): 0-1,5%. Aidake parandada kõvastuvust ja tugevdada maatriksit. Mangaan (Mn): 0,5% -1,0%. Stabiliseerida austeniiti ja parandada kõvenemist. Kuid liiga kõrged tasemed võivad austeniiti stabiliseerida, põhjustades jääk-austeniidi suurenemist ja eraldumist terade piiridel, mis kahjustab sitkust. Räni (Si): 0,3% -1,0%. Deoksüdeerivad elemendid, kuid soodustavad karbiidi grafitiseerumist, nii et sisaldus ei tohiks olla liiga kõrge. Väävel (S) ja fosfor (P): rangelt piiratud. P < 0,06%, S < 0,05%. Need kõik on kahjulikud elemendid, mis võivad tõsiselt vähendada tugevust ja tugevust ning suurendada termilise pragunemise tõenäosust.

2. Cr/C suhte tähtsus: Cr/C<4: (Fe, Cr) ∝ C karbiidid ilmuvad konstruktsiooni, millel on väiksem kõvadus ja kulumiskindlus. Cr/C ≈ 4-10: kõrge kõvadus (Fe, Cr) ₇ C ∨ eutektiline karbiid (mis on kõrge kroomisisaldusega malmi peamine kulumiskindluse allikas) moodustub varda või riba kujul, millel on maatriksile vähem lõhestav toime ja parem sitkus. See on kõige sagedamini kasutatav intervall. Cr/C>10: hakkab moodustuma suur hulk (Cr, Fe) ₂ ∝ C ₆ - tüüpi karbiide. Kuigi korrosioonikindlus on paranenud, väheneb kõvadus ja kulumiskindlus ei ole nii hea kui (Fe, Cr) ₇ C ₆.

3. Koostisosade arvutamine: Arvutage ahju laadimise suhe sihtkoostisosa ja saagise määra alusel. Ahju laeng koosneb tavaliselt malmist, vanarauast terasest, kroomraudast (nagu suure süsinikusisaldusega kroomraud, madala süsinikusisaldusega kroomraud), molübdeenraud, vask, nikkelplaat jne. Taaskasutuskiiruse viide: elementidel, nagu Cr ja Mo, on kõrge taastumiskiirus, kui need sulatatakse keskmise sagedusega induktsioonahjus, arvutatakse tavaliselt 5 -9% juures. Mn taastumismäär on umbes 85–95%.

2 、 Sulamistemperatuur ja valamistemperatuur

1. Sulamistemperatuur: kraani temperatuur ei tohiks olla liiga kõrge, tavaliselt reguleeritakse seda vahemikus 1480 ° C kuni 1520 ° C. Põhjus: ülemäärane temperatuur võib suurendada sulamielementide põlemiskadu (nt Cr ja Si oksüdatsioon), intensiivistada vesiniku ja lämmastiku imendumist terasvedelikus ning muuta terad jämedaks. Madal temperatuur ei soodusta sulami sulamist, koostise homogeniseerimist ega räbu eraldamist.

2. Valamistemperatuur: Valamistemperatuur tuleks määrata vastavalt valandi seina paksusele ja struktuurile, tavaliselt vahemikus 1380 °C kuni 1450 °C. Paksude ja lihtsate osade puhul tuleks järjestikuse tahkumise hõlbustamiseks, kokkutõmbumise vähendamiseks ja teralisuse täpsustamiseks kasutada madalamat valamistemperatuuri (nt 1380 °C kuni 1420 °C). Õhukeseseinalised ja keerukad osad: Kasutage kõrgemat valamistemperatuuri (nt 1420 °C–1450 °C), et tagada hea täitevõime. Põhimõte: Täitmise tagamise eelduseks on püüda kasutada võimalikult madalat valamistemperatuuri.

3 、 Kuumtöötlusprotsessi põhipunktid

Kõrge kroomisisaldusega malmi valatud mikrostruktuur on tavaliselt austeniit + eutektilised karbiidid + osaline perliit, millel on madal kõvadus ja nõrk sitkus. Kõrge kõvaduse ja kulumiskindlusega martensiitmaatriksit on võimalik saada ainult kuumtöötlemise teel.

Kuumtöötlemise tuumaks on "austenitiseerimine+kustutamine".

1. Austenitiseerimine: Temperatuur: 940 ° C-980 ° C. Konkreetne temperatuur sõltub koostisest, eriti Cr ja C sisaldusest. Suure süsinikusisaldusega ja kõrge kroomisisaldusega valemite puhul võtke temperatuuri alumine piir, muul juhul võtke ülemine temperatuuripiir. Isolatsiooniaeg: Tavaliselt arvutatakse seina paksuse järgi, isolatsiooniks kulub 1 tund iga 25 millimeetri kohta. Veenduge, et karbiidides sisalduv süsinik ja legeerivad elemendid oleksid täielikult austeniidis lahustunud, kuid pikaajaline aeg võib põhjustada terade kasvu ja karbiidi jämestumist. Põhipunkt: Pärast austenitiseerimist muutub maatriks süsiniku- ja legeerelementiderikkaks austeniidiks.

2. Jahutamine: jahutusmeetod: pärast austenitiseerimistemperatuurist eemaldamist tuleb see kiiresti jahutada (kustutada). Levinud meetod: õhu kustutamine: see on kõige sagedamini kasutatav ja ohutum meetod. Tänu suurele sulamisisaldusele ja heale karastavusele piisab õhkjahutusest, et vältida perliidi muundumist ja saada martensiitmaatriksit. Suurte või keerukate komponentide puhul võib õhkjahutus tõhusalt vähendada pragunemise ohtu. Sundõhu kustutamine: ventilaatori kasutamine õhu puhumiseks ja jahutamise kiirendamiseks. Õliga karastamine: kasutatakse ainult väga väikese või lihtsa kujuga valandite puhul, mis on suure riskiga ja kergesti pragunevad ning nõuavad suurt ettevaatust. Eesmärk: kõrge temperatuuriga austeniidi ülejahutamiseks alla martensiitsete muundumistemperatuuri (Ms-punkt) ja muuta see kõrge kõvadusega martensiidiks.

3. Karastamine: Vajadus: Pärast kustutamist on sisemine pinge äärmiselt kõrge ja struktuur on martensiit+jääk-austeniit, mis on väga rabe ja tuleb kohe karastada. Temperatuur: Madala temperatuuriga karastamist kasutatakse tavaliselt vahemikus 200 ° C kuni 300 ° C ja mõnikord kasutatakse ka keskmise temperatuuriga karastamist umbes 450 ° C (mis vähendab kõvadust, kuid parandab sitkust). Isolatsiooniaeg: 2-6 tundi (olenevalt seina paksusest). Funktsioon: leevendab karastuspingeid ja väldib kasutamise ajal pragunemist. Karastatud martensiidi muutmine karastatud martensiidiks vähendab veidi kõvadust, kuid parandab oluliselt sitkust ja stabiilsust. Soodustada osa austeniidi jääkainete muutumist martensiidiks (sekundaarne karastamine).

4. Eriprotsess: Subkriitiline töötlemine. Mõnede töötingimuste puhul, mis nõuavad suurt löögikindlust, võib kasutada subkriitilist töötlemist pikaajalise isolatsiooniga (nt 4–10 tundi) vahemikus 450 °C–520 °C. See protsess lagundab jääkausteniidi bainiidi ferriidiks ja karbiidideks, mille tulemuseks on suurepärane tugevuse ja sitkuse kombinatsioon, kuid kõvadus võib väheneda.

Kokkuvõte: KmTBCr26 kõrge kroomisisaldusega malmi tüüpiline kuumtöötluskõver on järgmine: [Austenitiseerimine] Kuumutamine temperatuurini 960 °C ± 10 °C ->Hoiamine 4-6 tundi ->[Jahutamine] Õhkjahutus toatemperatuurini ->[Karastamine] Kohe kuumutamine temperatuurini 250 °C ->+10 °C -4 tundi. ->Õhkjahutus pärast tühjendamist. Oluline meeldetuletus: Enne kuumtöötlemiseks ahju sisenemist tuleb valandid põhjalikult puhastada (eemaldada vormiliiv, püstikud jne). Kuumutamiskiirus ei tohiks olla liiga kiire, eriti keerukate komponentide puhul. Soovitatav on soojendada samm-sammult (näiteks hoida teatud aja jooksul ühtlast temperatuuri 600 °C). Pärast karastamist tuleb see enne kasutamist jahutada toatemperatuurini. Ainult koostise, sulamise ja kuumtöötlemise parameetrite täpse juhtimisega saab toota suure jõudlusega kõrge kroomisisaldusega malmist kulumiskindlaid osi.