Teräsvalujen lämpökäsittely perustuu Fe-Fe3C-vaihekaavioon, jolla ohjataan teräsvalujen mikrorakennetta vaaditun suorituskyvyn saavuttamiseksi.Lämpökäsittely on yksi tärkeimmistä prosesseista teräsvalujen valmistuksessa.Lämpökäsittelyn laatu ja vaikutus liittyvät suoraan teräsvalujen lopputulokseen.
Teräsvalujen valurakenne riippuu kemiallisesta koostumuksesta ja jähmettymisprosessista.Yleensä on olemassa suhteellisen vakavaa dendriittierottelua, erittäin epätasaista rakennetta ja karkeita rakeita.Siksi teräsvalut on yleensä lämpökäsiteltävä edellä mainittujen ongelmien poistamiseksi tai vähentämiseksi teräsvalujen mekaanisten ominaisuuksien parantamiseksi.Lisäksi teräsvalujen rakenteen ja seinämän paksuuden eroista johtuen saman valukappaleen eri osilla on erilaiset organisaatiomuodot ja ne aiheuttavat huomattavaa sisäistä jäännösjännitystä.Siksi teräsvalut (erityisesti seosteräsvalut) tulee yleensä toimittaa lämpökäsiteltyinä.
1. Teräsvalujen lämpökäsittelyn ominaisuudet
1) Teräsvalurakenteessa on usein karkeita dendriittejä ja segregaatiota.Lämpökäsittelyn aikana kuumennusajan tulee olla hieman korkeampi kuin saman koostumuksen taottujen teräsosien.Samalla austenisoinnin pitoaikaa on pidennettävä asianmukaisesti.
2) Joidenkin seosteräsvalujen valurakenteen vakavan eriytymisen vuoksi, jotta sen vaikutus valukappaleiden lopullisiin ominaisuuksiin voitaisiin eliminoida, tulisi toimenpiteitä homogenisoida lämpökäsittelyn aikana.
3) Teräsvaluissa, joissa on monimutkaisia muotoja ja suuria seinämänpaksuuseroja, poikkileikkausvaikutukset ja valujännitystekijät on otettava huomioon lämpökäsittelyssä.
4) Teräsvalujen lämpökäsittelyn on oltava sen rakenteellisten ominaisuuksien perusteella järkevää ja pyrittävä välttämään valukappaleiden muodonmuutoksia.
2. Teräsvalujen lämpökäsittelyn pääprosessitekijät
Teräsvalujen lämpökäsittely koostuu kolmesta vaiheesta: lämmitys, lämmönsuojaus ja jäähdytys.Prosessiparametrien määrittelyn tulee perustua tuotteen laadun varmistamiseen ja kustannussäästöihin.
1) Lämmitys
Lämmitys on lämpökäsittelyprosessissa eniten energiaa kuluttava prosessi.Lämmitysprosessin tärkeimmät tekniset parametrit ovat sopivan lämmitystavan, lämmitysnopeuden ja lataustavan valinta.
(1) Lämmitysmenetelmä.Teräsvalujen lämmitysmenetelmiä ovat pääasiassa säteilylämmitys, suolakylpylämmitys ja induktiolämmitys.Lämmitysmenetelmän valintaperiaate on nopea ja yhtenäinen, helppo hallita, korkea hyötysuhde ja alhaiset kustannukset.Kuumennettaessa valimo ottaa yleensä huomioon valun rakenteellisen koon, kemiallisen koostumuksen, lämpökäsittelyprosessin ja laatuvaatimukset.
(2) Lämmitysnopeus.Yleisissä teräsvaluissa kuumennusnopeutta ei saa rajoittaa ja lämmitykseen käytetään uunin maksimitehoa.Kuumauunilatauksen käyttö voi lyhentää huomattavasti lämmitysaikaa ja tuotantosykliä.Itse asiassa nopean kuumennuksen olosuhteissa ei ole selvää lämpötilahystereesiä valun pinnan ja sydämen välillä.Hidas lämpeneminen johtaa alentuneeseen tuotantotehokkuuteen, lisääntyneeseen energiankulutukseen ja vakavaan hapettumiseen ja hiilen poistoon valun pinnassa.Kuitenkin joissakin valukappaleissa, joissa on monimutkaisia muotoja ja rakenteita, suuria seinämänpaksuuksia ja suuria lämpöjännityksiä lämmitysprosessin aikana, lämmitysnopeutta on kuitenkin säädettävä.Yleensä voidaan käyttää matalaa lämpötilaa ja hidasta lämmitystä (alle 600 °C) tai pysymistä alhaisessa tai keskilämpötilassa, ja sitten voidaan käyttää nopeaa lämmitystä korkean lämpötilan alueilla.
(3) Latausmenetelmä.Periaate, että teräsvalut tulee sijoittaa uuniin, on hyödyntää täysimääräisesti tehokas tila, varmistaa tasainen lämmitys ja sijoittaa valukappaleet muotoaan.
2) Eristys
Teräsvalujen austenisoinnin pitolämpötila tulee valita valuteräksen kemiallisen koostumuksen ja vaadittujen ominaisuuksien mukaan.Pitolämpötila on yleensä hieman korkeampi (noin 20 °C) kuin taonta teräsosia, joilla on sama koostumus.Eutektoidisten teräsvalujen osalta on varmistettava, että karbidit voidaan liittää nopeasti austeniittiin ja että austeniitti voi säilyttää hienojakoiset rakeet.
Teräsvalujen lämmönsäilyvyysajassa on otettava huomioon kaksi tekijää: ensimmäinen tekijä on saada valupinnan ja ytimen lämpötila tasaiseksi ja toinen tekijä on varmistaa rakenteen tasaisuus.Siksi pitoaika riippuu pääasiassa valukappaleen lämmönjohtavuudesta, profiilin seinämän paksuudesta ja seoselementeistä.Yleisesti ottaen seosteräsvalut vaativat pidemmän pitoajan kuin hiiliteräsvalut.Valukappaleen seinämän paksuus on yleensä pääasiallinen lähtökohta pitoajan laskennassa.Karkaisukäsittelyn ja vanhentamiskäsittelyn pitoajan osalta tulee ottaa huomioon sellaisia tekijöitä kuin lämpökäsittelyn tarkoitus, pitolämpötila ja elementin diffuusionopeus.
3) Jäähdytys
Teräsvalut voidaan jäähdyttää eri nopeuksilla lämpösuojauksen jälkeen, jotta metallografinen muunnos saadaan päätökseen, saadaan vaadittu metallografinen rakenne ja saavutetaan määritellyt suorituskykyindikaattorit.Yleisesti ottaen jäähdytysnopeuden lisääminen voi auttaa saavuttamaan hyvän rakenteen ja jalostamaan rakeita, mikä parantaa valun mekaanisia ominaisuuksia.Jos jäähtymisnopeus on kuitenkin liian nopea, on helppo aiheuttaa lisää jännitystä valuun.Tämä voi aiheuttaa monimutkaisten rakenteiden muodonmuutoksia tai halkeamia.
Teräsvalujen lämpökäsittelyn jäähdytysväliaine sisältää yleensä ilmaa, öljyä, vettä, suolavettä ja sulaa suolaa.
3. Teräsvalujen lämpökäsittelymenetelmä
Eri lämmitysmenetelmien, pitoajan ja jäähdytysolosuhteiden mukaan teräsvalujen lämpökäsittelymenetelmiä ovat pääasiassa hehkutus, normalisointi, karkaisu, karkaisu, liuoskäsittely, saostuskarkaisu, jännityksenpoistokäsittely ja vedynpoistokäsittely.
1) Hehkutus.
Hehkutuksen tarkoituksena on lämmittää terästä, jonka rakenne poikkeaa tasapainotilasta, tiettyyn prosessin ennalta määräämään lämpötilaan ja jäähdyttää se sitten hitaasti lämpösäilytyksen jälkeen (yleensä jäähdytys uunilla tai hautaaminen kalkkiin), jolloin saadaan lämpökäsittelyprosessi, joka on lähellä lämpökäsittelyä. rakenteen tasapainotila.Teräksen koostumuksen sekä hehkutuksen tarkoituksen ja vaatimusten mukaan hehkutus voidaan jakaa täydelliseen hehkutukseen, isotermiseen hehkutukseen, sferoidisoivaan hehkutukseen, uudelleenkiteytyshehkutukseen, jännityksenpoistohehkutukseen ja niin edelleen.
(1) Täydellinen hehkutus.Täydellisen hehkutuksen yleinen prosessi on: teräsvalu kuumennetaan 20 °C-30 °C lämpötilaan Ac3:n yläpuolella, pidetään sitä jonkin aikaa, jotta teräksen rakenne muuttuu kokonaan austeniitiksi, ja jäähdytetään sitten hitaasti (yleensä jäähdytys uunilla) 500 ℃ - 600 ℃ ja lopuksi jäähtyy ilmassa.Ns. täydellinen tarkoittaa, että kuumennettaessa saadaan täydellinen austeniittirakenne.
Täydellisen hehkutuksen tarkoituksena on pääasiassa: ensimmäinen on parantaa kuumatyöstöstä aiheutuvaa karkeaa ja epätasaista rakennetta;toinen on vähentää hiiliteräksen ja seosteräsvalujen kovuutta keskihiilen yläpuolelle, mikä parantaa niiden leikkaustehoa (yleensä kun työkappaleen kovuus on välillä 170 HBW-230 HBW, se on helppo leikata. Kun kovuus on on tätä aluetta korkeampi tai pienempi, se vaikeuttaa leikkaamista);kolmas on poistaa teräsvalun sisäinen jännitys.
Täydellisen hehkutuksen käyttöalue.Täyshehkutus soveltuu pääasiassa hiiliteräs- ja seosteräsvaluihin, joiden hypoeutektoidinen koostumus on 0,25-0,77 % hiilipitoisuus.Hypereutektoidista terästä ei saa hehkuttaa kokonaan, koska kun hypereutektoidinen teräs kuumennetaan Accm:n yläpuolelle ja jäähdytetään hitaasti, sekundäärinen sementiitti saostuu austeniitin raerajaa pitkin verkkomuodossa, mikä tekee teräksen lujuudesta, plastisuudesta ja iskunkestävyydestä merkittävän. lasku.
(2) Isoterminen hehkutus.Isoterminen hehkutus tarkoittaa teräsvalujen kuumentamista 20 °C - 30 °C:een Ac3:n (tai Ac1:n) yläpuolella, sen jälkeen, kun niitä on pidetty jonkin aikaa, nopeasti jäähtyä alijäähdytetyn austeniitin isotermisen muunnoskäyrän huippulämpötilaan ja sen jälkeen pidettynä jonkin aikaa. ajan (Pearliitin muunnosvyöhyke).Kun austeniitti on muuttunut perliitiksi, se jäähtyy hitaasti.
(3) Sferoidoiva hehkutus.Sferoidisoiva hehkutus on lämmittää teräsvalut hieman korkeampaan lämpötilaan kuin Ac1, ja sitten pitkän lämpösäilytyksen jälkeen teräksen sekundäärinen sementiitti muuttuu spontaanisti rakeiseksi (tai pallomaiseksi) sementiitiksi ja sitten hitaalla nopeudella lämpökäsittelyksi. prosessi jäähtyä huoneenlämpötilaan.
Sferoidisoivan hehkutuksen tarkoitus sisältää: kovuuden vähentämisen;metallografisen rakenteen yhtenäistäminen;parantaa leikkaustehoa ja valmistautua karkaisuun.
Pallomainen hehkutus soveltuu pääasiassa eutektoidisille teräksille ja hypereutektoidteräksille (hiilipitoisuus yli 0,77 %), kuten hiilityökaluteräs, seostettu jousiteräs, vierintälaakeriteräs ja seostettu työkaluteräs.
(4) Jännitystä vähentävä hehkutus ja uudelleenkiteytyshehkutus.Stressinpoistohehkutusta kutsutaan myös matalan lämpötilan hehkutukseksi.Se on prosessi, jossa teräsvalut kuumennetaan alle Ac1-lämpötilaan (400 °C - 500 °C), säilytetään sitten jonkin aikaa ja jäähdytetään sitten hitaasti huoneenlämpötilaan.Jännitystä vähentävän hehkutuksen tarkoituksena on poistaa valukappaleen sisäinen jännitys.Teräksen metallografinen rakenne ei muutu jännityksenpoistohehkutusprosessin aikana.Uudelleenkiteytyshehkutusta käytetään pääasiassa kylmämuodonmuutoskäsittelyn aiheuttaman vääristyneen rakenteen poistamiseen ja työkarkaisujen eliminointiin.Uudelleenkiteytyshehkutuksen kuumennuslämpötila on 150 °C - 250 °C uudelleenkiteytyslämpötilan yläpuolella.Uudelleenkiteytyshehkutus voi muodostaa pitkänomaiset kiderakeet uudelleen yhtenäisiksi tasaakselisiksi kiteiksi kylmämuodonmuutoksen jälkeen, mikä eliminoi työkarkaisun vaikutuksen.
2) Normalisointi
Normalisointi on lämpökäsittely, jossa teräs kuumennetaan 30 °C - 50 °C:een Ac3:n (hypoeutektoidinen teräs) ja Acm:n (hypereutektoidinen teräs) yläpuolelle ja jäähdytetään lämpösäilytysjakson jälkeen huoneenlämpötilaan ilmassa tai pakotettua ilmaa.menetelmä.Normalisoinnilla on nopeampi jäähtymisnopeus kuin hehkutuksessa, joten normalisoitu rakenne on hienompi kuin hehkutettu rakenne ja sen lujuus ja kovuus ovat myös korkeammat kuin hehkutetulla rakenteella.Normalisoinnin lyhyen tuotantosyklin ja korkean laitteiston käyttöasteen vuoksi normalisointia käytetään laajasti erilaisissa teräsvaluissa.
Normalisoinnin tarkoitus on jaettu kolmeen luokkaan:
(1) Normalisointi viimeisenä lämpökäsittelynä
Metallivaluissa, joiden lujuusvaatimukset ovat alhaiset, voidaan viimeisenä lämpökäsittelynä käyttää normalisointia.Normalisointi voi jalostaa rakeita, homogenoida rakennetta, vähentää ferriittipitoisuutta hypoeutektoidisessa teräksessä, lisätä ja jalostaa perliittipitoisuutta, mikä parantaa teräksen lujuutta, kovuutta ja sitkeyttä.
(2) Normalisoidaan esilämpökäsittelynä
Teräsvaluissa, joissa on suurempi osa, normalisointi ennen karkaisua tai karkaisu ja karkaisu (karkaisu ja korkean lämpötilan karkaisu) voi poistaa Widmanstatten-rakenteen ja nauharakenteen ja saada hienon ja yhtenäisen rakenteen.Hiiliteräksissä ja seostetuissa työkaluteräksissä, joiden hiilipitoisuus on yli 0,77%, normalisointi voi vähentää sekundäärisen sementiitin pitoisuutta ja estää sitä muodostamasta jatkuvaa verkostoa valmistaen organisaation sferoidisoivaan hehkutukseen.
(3) Paranna leikkaustehoa
Normalisointi voi parantaa vähähiilisen teräksen leikkaustehoa.Vähähiilisten teräsvalujen kovuus on hehkutuksen jälkeen liian alhainen, ja se on helppo tarttua veitseen leikkauksen aikana, mikä johtaa liialliseen pinnan karheuteen.Normalisoivan lämpökäsittelyn avulla vähähiilisten teräsvalujen kovuus voidaan nostaa 140 HBW - 190 HBW:iin, mikä on lähellä optimaalista leikkauskovuutta, mikä parantaa leikkaustehoa.
3) Sammutus
Karkaisu on lämpökäsittelyprosessi, jossa teräsvalut kuumennetaan yli Ac3:n tai Ac1:n lämpötilaan ja jäähdytetään sitten nopeasti, kun niitä on pidetty jonkin aikaa, jotta saadaan täydellinen martensiittinen rakenne.Teräsvalut tulee karkaista ajoissa kuumimman jälkeen karkaisujännityksen poistamiseksi ja vaadittujen kokonaisvaltaisten mekaanisten ominaisuuksien saavuttamiseksi.
(1) Sammutuslämpötila
Hypoeutektoidisen teräksen sammutuslämmityslämpötila on 30 ℃ - 50 ℃ Ac3:n yläpuolella;eutektoidisen teräksen ja hypereutektoidisen teräksen sammutuslämmityslämpötila on 30 ℃ - 50 ℃ Ac1:n yläpuolella.Hypoeutektoidista hiiliterästä kuumennetaan edellä mainitussa karkaisulämpötilassa hienorakeisen austeniitin saamiseksi ja karkaisun jälkeen saadaan hieno martensiittirakenne.Eutektoidinen teräs ja hypereutektoidinen teräs on pallotettu ja hehkutettu ennen karkaisua ja kuumennusta, joten 30 ℃ - 50 ℃:een kuumentamisen jälkeen Ac1:n yläpuolella ja epätäydellisesti austenitoitumisen jälkeen rakenne on austeniittia ja osittain liukenemattomia hienojakoisia tunkeutumisia hiilikappalehiukkasia.Sammuttamisen jälkeen austeniitti muuttuu martensiitiksi ja liukenemattomat sementiittihiukkaset säilyvät.Sementiitin korkean kovuuden ansiosta se ei vain vähennä teräksen kovuutta, vaan myös parantaa sen kulutuskestävyyttä.Hypereutektoidisen teräksen normaali karkaisurakenne on hienojakoinen hiutalemartensiitti, ja hienorakeinen sementiitti ja pieni määrä säilytettyä austeniittia ovat jakautuneet tasaisesti matriisiin.Tällä rakenteella on korkea lujuus ja kulutuskestävyys, mutta sillä on myös tietty sitkeys.
(2) Jäähdytysväliaine lämpökäsittelyprosessin sammuttamiseen
Karkaisun tarkoituksena on saada täydellinen martensiitti.Siksi valuteräksen jäähtymisnopeuden karkaisun aikana tulee olla suurempi kuin valuteräksen kriittinen jäähdytysnopeus, muuten martensiittirakennetta ja vastaavia ominaisuuksia ei saada.Liian suuri jäähdytysnopeus voi kuitenkin helposti johtaa valukappaleen muodonmuutokseen tai halkeamiseen.Jotta yllä olevat vaatimukset täyttyisivät samanaikaisesti, sopiva jäähdytysväliaine tulisi valita valumateriaalin mukaan tai valita vaiheittaisen jäähdytyksen menetelmä.Lämpötila-alueella 650 ℃ - 400 ℃ teräksen alijäähdytetyn austeniitin isoterminen muunnosnopeus on suurin.Siksi, kun valu sammutetaan, nopea jäähtyminen on varmistettava tällä lämpötila-alueella.Ms-pisteen alapuolella jäähdytysnopeuden tulee olla hitaampi muodonmuutosten tai halkeilujen estämiseksi.Sammutusväliaine käyttää yleensä vettä, vesiliuosta tai öljyä.Vaihekarkaisussa tai austemperingissa yleisesti käytettyjä väliaineita ovat kuuma öljy, sula metalli, sulatettu suola tai sula alkali.
Veden jäähdytyskapasiteetti korkean lämpötilan vyöhykkeellä 650 ℃ - 550 ℃ on vahva, ja veden jäähdytyskapasiteetti matalan lämpötilan vyöhykkeellä 300 ℃ - 200 ℃ on erittäin vahva.Vesi soveltuu paremmin muodoltaan ja poikkileikkaukseltaan yksinkertaisten hiiliteräsvalujen sammuttamiseen ja jäähdyttämiseen.Kun sitä käytetään sammuttamiseen ja jäähdyttämiseen, veden lämpötila ei yleensä ole korkeampi kuin 30 °C.Siksi se on yleisesti hyväksytty vahvistamaan veden kiertoa veden lämpötilan pitämiseksi kohtuullisella alueella.Lisäksi suolan (NaCl) tai alkalin (NaOH) kuumennus vedessä lisää huomattavasti liuoksen jäähdytyskapasiteettia.
Öljyn tärkein etu jäähdytysväliaineena on, että jäähdytysnopeus matalan lämpötilan alueella 300 ℃ - 200 ℃ on paljon alhaisempi kuin veden, mikä voi vähentää huomattavasti sammutetun työkappaleen sisäistä jännitystä ja vähentää muodonmuutosten mahdollisuutta. ja valukappaleen halkeilu.Samanaikaisesti öljyn jäähdytyskapasiteetti korkealla lämpötila-alueella 650 ℃ - 550 ℃ on suhteellisen alhainen, mikä on myös öljyn suurin haitta jäähdytysaineena.Sammutusöljyn lämpötilaa valvotaan yleensä 60 ℃ - 80 ℃.Öljyä käytetään pääasiassa muodoltaan monimutkaisten seosteräsvalujen ja poikkileikkaukseltaan pienimuotoisten ja monimutkaisten hiiliteräsvalujen karkaisuun.
Lisäksi sulaa suolaa käytetään yleisesti myös sammutusväliaineena, josta tulee tällä hetkellä suolahaude.Suolakylvylle on ominaista korkea kiehumispiste ja sen jäähdytyskapasiteetti on veden ja öljyn välissä.Suolakylpyä käytetään usein austemperointiin ja vaihekarkaisuun sekä monimutkaisten muotojen, pienikokoisten ja tiukkojen muodonmuutosvaatimusten omaavien valukappaleiden käsittelyyn.
4) Karkaisu
Karkaisulla tarkoitetaan lämpökäsittelyprosessia, jossa jäähdytetyt tai normalisoidut teräsvalut kuumennetaan valittuun lämpötilaan, joka on alhaisempi kuin kriittinen piste Ac1, ja jäähdytetään tietyn ajan kuluttua sopivalla nopeudella.Karkaisulämpökäsittely voi muuttaa karkaisun tai normalisoinnin jälkeen saadun epävakaan rakenteen vakaaksi rakenteeksi jännityksen poistamiseksi ja teräsvalujen plastisuuden ja sitkeyden parantamiseksi.Yleensä sammutuksen ja korkean lämpötilan karkaisukäsittelyn lämpökäsittelyä kutsutaan karkaisu- ja karkaisukäsittelyksi.Karkaistut teräsvalut tulee karkaista ajoissa ja normalisoidut teräsvalut tarvittaessa.Teräsvalujen suorituskyky karkaisun jälkeen riippuu karkaisulämpötilasta, -ajasta ja -kertojen lukumäärästä.Karkaisulämpötilan nostaminen ja pitoajan pidentäminen milloin tahansa voi paitsi lievittää teräsvalujen karkaisujännitystä, myös muuttaa epästabiilin karkaistun martensiitin karkaistuksi martensiitiksi, troostiitiksi tai sorbiitiksi.Teräsvalujen lujuus ja kovuus vähenevät ja plastisuus paranee merkittävästi.Joillekin keskiseosteisille teräksille, joissa on seosaineita, jotka muodostavat voimakkaasti karbideja (kuten kromi, molybdeeni, vanadiini ja volframi jne.), kovuus kasvaa ja sitkeys heikkenee karkaisussa 400 ℃ - 500 ℃.Tätä ilmiötä kutsutaan toissijaiseksi karkaisuksi, eli valuteräksen kovuus karkaistussa tilassa saavuttaa maksiminsa.Varsinaisessa tuotannossa keskiseosteinen valuteräs, jolla on toissijaiset karkaisuominaisuudet, on karkaistava monta kertaa.
(1) Matalan lämpötilan karkaisu
Matalan lämpötilan karkaisun lämpötila-alue on 150 ℃ - 250 ℃.Matalan lämpötilan karkaisulla voidaan saada karkaistu martensiittirakenne, jota käytetään pääasiassa korkeahiilisen teräksen ja korkeaseosteisen teräksen sammuttamiseen.Karkaistu martensiitti viittaa kryptokiteisen martensiitin ja hienorakeisten karbidien rakenteeseen.Hypoeutektoidisen teräksen rakenne matalan lämpötilan karkaisun jälkeen on karkaistua martensiittia;hypereutektoidisen teräksen rakenne matalan lämpötilan karkaisun jälkeen on karkaistu martensiitti + karbidit + säilynyt austeniitti.Matalan lämpötilan karkaisun tarkoituksena on parantaa karkaisun teräksen sitkeyttä asianmukaisesti säilyttäen samalla korkea kovuus (58HRC-64HRC), korkea lujuus ja kulutuskestävyys, ja samalla vähentää merkittävästi teräsvalujen karkaisujännitystä ja haurautta.
(2) Keskilämpötilan karkaisu
Keskilämpötilan karkaisulämpötila on yleensä välillä 350 ℃ - 500 ℃.Keskilämpötilassa karkaisun jälkeinen rakenne on suuri määrä hienorakeista sementiittiä dispergoituneena ja jakautuneena ferriittimatriisiin, eli karkaistua troostiittirakennetta.Karkaistun troostiittirakenteen ferriitti säilyttää edelleen martensiitin muodon.Teräsvalujen sisäinen jännitys karkaisun jälkeen on periaatteessa eliminoitu, ja niillä on korkeampi kimmo- ja myötöraja, suurempi lujuus ja kovuus sekä hyvä plastisuus ja sitkeys.
(3) Korkean lämpötilan karkaisu
Korkean lämpötilan karkaisulämpötila on yleensä 500-650 °C, ja lämpökäsittelyprosessia, joka yhdistää karkaisun ja sitä seuraavan korkean lämpötilan karkaisun, kutsutaan yleensä karkaisu- ja karkaisukäsittelyksi.Korkealämpötilakarkaisun jälkeinen rakenne on karkaistua sorbiittia eli hienorakeista sementiittiä ja ferriittiä.Karkaistun sorbiitin ferriitti on monikulmion muotoista ferriittiä, joka käy läpi uudelleenkiteytymisen.Korkean lämpötilan karkaisun jälkeisillä teräsvaluilla on hyvät kokonaisvaltaiset mekaaniset ominaisuudet lujuuden, plastisuuden ja sitkeyden suhteen.Korkean lämpötilan karkaisua käytetään laajalti keskihiilisessä teräksessä, niukkaseosteisessa teräksessä ja useissa tärkeissä rakenneosissa, joissa on monimutkaisia voimia.
5) Solid SolutionTreatment
Liuoskäsittelyn päätarkoitus on liuottaa karbidit tai muut saostuneet faasit kiinteään liuokseen ylikyllästyneen yksifaasisen rakenteen saamiseksi.Austeniittisen ruostumattoman teräksen, austeniittisen mangaaniteräksen ja saostuskarkaisun ruostumattoman teräksen valut tulee yleensä olla kiinteällä liuoskäsitelty.Liuoslämpötilan valinta riippuu valuteräksen kemiallisesta koostumuksesta ja faasidiagrammista.Austeniittisten mangaaniteräsvalujen lämpötila on yleensä 1000 ℃ - 1100 ℃;austeniittisten kromi-nikkeli ruostumattoman teräksen valujen lämpötila on yleensä 1000 ℃ - 1250 ℃.
Mitä korkeampi hiilipitoisuus valuteräksessä ja mitä enemmän liukenemattomia seosaineita, sitä korkeampi sen kiinteän liuoksen lämpötilan tulisi olla.Saostuskarkaisussa kuparia sisältävissä teräsvaluissa teräsvalujen kovuus kasvaa johtuen kovien kuparipitoisten faasien saostumisesta valutilassa jäähdytyksen aikana.Rakenteen pehmentämiseksi ja työstökyvyn parantamiseksi teräsvalut on käsiteltävä kiinteällä liuoskäsittelyllä.Sen kiinteän liuoksen lämpötila on 900 ℃ - 950 ℃.
6) Saostumiskovetuskäsittely
Saostuskovetuskäsittely on karkaisulämpötila-alueella suoritettava dispersiovahvistuskäsittely, joka tunnetaan myös nimellä keinovanhentaminen.Saostuskarkaisukäsittelyn ydin on, että korkeammissa lämpötiloissa karbidit, nitridit, metallienväliset yhdisteet ja muut epästabiilit välifaasit saostuvat ylikyllästyneestä kiinteästä liuoksesta ja dispergoituvat matriisiin, jolloin valuteräs on kokonaisvaltainen. Parannetut mekaaniset ominaisuudet ja kovuus.
Vanhenemiskäsittelyn lämpötila vaikuttaa suoraan teräsvalujen lopulliseen suorituskykyyn.Jos vanhentamislämpötila on liian alhainen, saostumiskovetusvaihe saostuu hitaasti;jos vanhentamislämpötila on liian korkea, saostuneen faasin kerääntyminen aiheuttaa ylivanhenemista, eikä parasta suorituskykyä saavuteta.Siksi valimon tulee valita sopiva vanhentamislämpötila valuteräslaadun ja teräsvalun määritellyn suorituskyvyn mukaan.Austeniittisen lämmönkestävän valuteräksen vanhenemislämpötila on yleensä 550 ℃ - 850 ℃;lujan saostuskovettuvan valuteräksen vanhenemislämpötila on yleensä 500 ℃.
7) Stressiä lievittävä hoito
Jännitystäpoiston lämpökäsittelyn tarkoituksena on poistaa valujännitys, vaimennusjännitys ja koneistuksen aiheuttama jännitys valun koon vakauttamiseksi.Jännitystäpoistava lämpökäsittely kuumennetaan yleensä 100-200 °C:seen Acl:n alapuolella, pidetään sitten jonkin aikaa ja lopuksi jäähdytetään uunilla.Teräsvalun rakenne ei muuttunut jännityksenpoistoprosessin aikana.Hiiliteräsvalut, niukkaseosteiset teräsvalut ja runsasseosteiset teräsvalut voidaan kaikki altistaa jännityksenpoistokäsittelylle.
4. Lämpökäsittelyn vaikutus teräsvalujen ominaisuuksiin
Teräsvalujen kemiallisesta koostumuksesta ja valuprosessista riippuvan suorituskyvyn lisäksi voidaan käyttää erilaisia lämpökäsittelymenetelmiä, joilla saadaan erinomaiset kokonaisvaltaiset mekaaniset ominaisuudet.Lämpökäsittelyprosessin yleisenä tarkoituksena on parantaa valukappaleiden laatua, vähentää valujen painoa, pidentää niiden käyttöikää ja alentaa kustannuksia.Lämpökäsittely on tärkeä keino parantaa valukappaleiden mekaanisia ominaisuuksia;valukappaleiden mekaaniset ominaisuudet ovat tärkeä mittari lämpökäsittelyn vaikutuksen arvioinnissa.Seuraavien ominaisuuksien lisäksi valimon tulee huomioida teräsvaluja lämpökäsiteltäessä myös sellaiset tekijät kuten työstömenetelmät, leikkausteho ja valukappaleiden käyttövaatimukset.
1) Lämpökäsittelyn vaikutus valujen lujuuteen
Saman valuteräskoostumuksen olosuhteissa teräsvalujen lujuudella on erilaisten lämpökäsittelyprosessien jälkeen taipumus kasvaa.Yleisesti ottaen hiiliteräsvalujen ja niukkaseosteisten teräsvalujen vetolujuus voi saavuttaa 414 Mpa-1724 MPa lämpökäsittelyn jälkeen.
2) Lämpökäsittelyn vaikutus teräsvalujen plastisuuteen
Teräsvalujen valurakenne on karkea ja plastisuus alhainen.Lämpökäsittelyn jälkeen sen mikrorakenne ja plastisuus paranevat vastaavasti.Erityisesti teräsvalujen plastisuus karkaisu- ja karkaisukäsittelyn (karkaisu + korkealämpötilakarkaisu) jälkeen paranee merkittävästi.
3) Teräsvalujen sitkeys
Teräsvalujen sitkeysindeksiä arvioidaan usein iskutesteillä.Koska teräsvalujen lujuus ja sitkeys ovat pari ristiriitaista indikaattoria, valimon on harkittava kokonaisvaltaisesti sopivan lämpökäsittelyprosessin valintaa asiakkaiden vaatimien kokonaisvaltaisten mekaanisten ominaisuuksien saavuttamiseksi.
4) Lämpökäsittelyn vaikutus valukappaleiden kovuuteen
Kun valuteräksen karkenevuus on sama, valuteräksen kovuus lämpökäsittelyn jälkeen voi heijastaa karkeasti valuteräksen lujuutta.Siksi kovuutta voidaan käyttää intuitiivisena indeksinä valuteräksen suorituskyvyn arvioimiseksi lämpökäsittelyn jälkeen.Yleisesti ottaen hiiliteräsvalujen kovuus voi olla 120 HBW - 280 HBW lämpökäsittelyn jälkeen.
Postitusaika: 12.7.2021