Kuidas toota ülitugevaid hallmalmist detaile ilma väärismetalle, näiteks sulameid, lisamata?

HT300 kõrgtugeva hallmalmi tootmise üksikasjalik protsessivoog ilma legeerimata

1. etapp: koostisosad ja sulatamine – vundamendi rajamine

1. Valitud ahjumaterjalid: malm: kasutatakse kõrge puhtusastmega malmi või kvaliteetset malmi, mida iseloomustab väike mikroelementide sisaldus (nagu Ti, V, As, Sb jne). Need mikroelemendid võivad häirida grafiidi morfoloogiat, mis ei soodusta tugevuse suurendamist. Raudploki suurus peaks olema ühtlane. Vanaraud: lisamise osakaalu tuleb oluliselt suurendada, moodustades tavaliselt 30–40% ahju laetusest. Madala süsinikusisaldusega ja madala väävlisisaldusega puhta vanaraua (nt stantsimisdetailid, süsinikterase jäätmed jne) kasutamise eesmärk on lahjendada sula rauas sisalduvat süsinikku ja lisandeid. Taaskasutatud materjalid: Stabiilse koostise tagamiseks kasutage sama kaubamärgi voolikuid ja jäätmevalusid. Kontrollige rangelt selle proportsiooni ja puhtust, et vältida liigsete lisandite sisseviimist. 2. Koostisainete täpne arvutamine: Põhiidee: Madal süsiniku ekvivalent. Eesmärk on rangelt kontrollida süsiniku ekvivalenti (CE) kitsas vahemikus 3,8–4,0%. Süsinik (C): sihtväärtuseks on seatud 2,9–3,2%. Süsinikusisalduse vähendamine suure osakaaluga vanarauaga. Räni (Si): Algse ränisisaldus ahjus on reguleeritud 1,2–1,5%, jättes piisavalt ruumi järgnevaks inkubatsioonitöötluseks. Mangaani (Mn) ja väävli (S) tasakaal on ülioluline. Eesmärk on kontrollida väävlisisaldust vahemikus 0,07% kuni 0,12% ja seejärel arvutada lisatud mangaani kogus valemiga Mn% ≈ 1,7 × S%+0,3%. Selle põhjal on mangaanisisaldus tavaliselt 0,8–1,0%. See tagab kasulike MnS ühendite moodustumise ja soodustab perliidi teket. Fosfor (P): see peab olema rangelt piiratud alla 0,08%, kuna fosfor võib vähendada malmi sitkust ja tugevust. 3. Kõrgtemperatuuriline sulatamine: sulatamiseks kasutatakse keskmise sagedusega induktsioonahju, et tagada ühtlane koostis ja täpne temperatuuri reguleerimine. Väljalasketemperatuur peab olema üle 1520 ℃. Kõrgtemperatuuri sulatamise eesmärk on täielikult vähendada sularaua gaasi (vesiniku, lämmastiku) sisaldust. Puhta sularaua saamiseks hõljutage mittemetallilisi kandjaid täielikult hõljuma. Tagage piisav soojusvaru järgnevaks töötlemiseks ja valamiseks.

2. faas: ahjueelne töötlemine ja valamine – täpne kontroll

1. Ahju komponentide kiire analüüs ja reguleerimine: võtke spektraalanalüüsi või termilise analüüsi jaoks raua vedeliku proovid, et saada kiiresti C, Si, Mn, P ja S tegelik sisaldus. Täpsustage vastavalt tulemustele, et kõik elemendid oleksid sihtaknas, eriti süsiniku ekvivalendina. 2. Tõhus inkubatsiooniravi: see on kogu protsessi hing. Madala süsinikusisaldusega ekvivalentsetes tingimustes on sularaua kalduvus valgehallituse tekkeks äärmiselt kõrge ning tugeva inokuleerimisega on vaja valget hallitust kõrvaldada ja grafiiti puhastada. Inokulantide valik: Valige tugeva lagunemis- ja tuumamisvõimega inokulandid, näiteks strontsium (Sr) - sisaldab ferrosiliitsi või baarium (Ba) - sisaldab ferrosiliitsi. Inkubatsiooniprotsess: vooluga inokuleerimise meetodi kasutuselevõtt. Sel hetkel, kui sularaud kulbist valamistopsi voolab, kasutatakse spetsiaalset inokulatsioonisööturit, et lisada sularaua voolu ühtlaselt 0,2–0,7 mm osakeste suurusega inokulanti. Lisamise kogus: kontrollitud 0,3-0,5% (sularaua massist). Mõju: hetkeline inkubeerimine võib anda suure hulga grafiidikristallide südamikke enne sularaua tahkumist, saades seeläbi A-tüüpi grafiidi (peened helbed, ühtlane jaotus) ja takistades tõhusalt tsementiidi tekkimist servadesse. Grafiidi viimistlemine viib otseselt maatriks-perliidi viimistlemiseni. 3. Valamise ja jahutamise juhtimine: Valamistemperatuur: piisava täidise tagamiseks kasutatakse madalamat valamistemperatuuri, tavaliselt vahemikus 1320 ℃ kuni 1350 ℃. Madala temperatuuriga valamine aitab suurendada alajahtumist ja täpsustada eutektilisi klastreid. Valuprotsess: eelistatud meetod on liivaga kaetud rauavalu, mis on kõige tõhusam tehnika suure tugevuse saavutamiseks. Kasutage väliskujuna metallvormi (raudtüüpi) ja katke selle tööpind 4-8 millimeetri paksuse liivavoodriga. See protsess võib oluliselt parandada jahutuskiirust ja sundida sularaua kiiret tahkumist. Kiire jahutamise eelised: väga peened tindihelbed. Perliidi kihtide vahekauguse märkimisväärne viimistlemine on tugevuse parandamise võti. Muutke valandi üldine struktuur tihedamaks ja ühtlasemaks. Külma raua kasutamine: Tavalise liivvalu puhul on vaja välist külmrauda mõistlikult paigutada valu paksudesse ja kuumadesse osadesse, et sundida need osad sünkroonselt õhukeseseinaliste osadega tahkuma, vältida kokkutõmbumist ja lõdvenemist ning viimistleda kohalikku struktuuri.

Kolmas etapp: järeltöötlus ja ülevaatus

1. Liiva puhastamine ja kuumtöötlemine: Pärast valandi tahkumist jäetakse see piisavaks ajaks vormi, kuni see on alla faasisiirdetemperatuuri, ja seejärel täidetakse kast liivaga, et vältida liigset sisemist pinget. Tehke pinget leevendav lõõmutamine, tavaliselt temperatuuril 520 ℃ -550 ℃, hoidke 2-4 tundi ja seejärel jahutage ahjuga. Eriline tähelepanu: lõõmutamise temperatuur ei tohi ületada 720 ℃, vastasel juhul toimub peen helbelaadne pärl sferoidisatsioon, mille tulemuseks on tugevuse ja kõvaduse vähenemine. 2. Range kvaliteedikontroll: mehaanilised omadused: piki joont valatakse üksikud valatud või kinnitatud katsevardad ja tõmbetugevust mõõdetakse universaalsel katsemasinal, et tagada stabiilsus üle 300 MPa. Metallograafiline uuring: kontrollige proovi või testriba metallograafilist struktuuri. Sihtorganisatsioon on: ≥ 95% peenlamell-perliit+väike ühtlase jaotusega A-tüüpi grafiit (eelistatud on grafiidi pikkus 3-4 sorti)+vaba tsementiit puudub. Kõvaduse test: Mõõtke Brinelli kõvadus valukorpusel. Ilma sulamita HT300 kõvadus on tavaliselt vahemikus 190–220 HBW, mis on normaalne nähtus.

Kokkuvõte ja peamised näpunäited:

Sulamivaba HT300 edukas tootmine tugineb täpsele omavahel ühendatud komponentide ahelale: kõrge puhtusastmega ahjumaterjal+madala süsinikusisaldusega ekvivalentvalem+kõrgtemperatuuriline puhas sulamine+täpne Mn/S tasakaal+tõhus hetkeline inkubeerimine+sunnitud kiire jahutus. Kontrolli kaotamine nende lülide üle võib põhjustada ebapiisava tugevuse või kõvade ja rabedate faaside ilmnemise. See on protsess, mis nõuab äärmiselt kõrget juhtimist ja tehnilist teostamist, kuid kui see on selgeks õpitud, võib see oluliselt vähendada tootmiskulusid ja tõsta toodete konkurentsivõimet.