Toplinska obrada čeličnih odljevaka temelji se na Fe-Fe3C faznom dijagramu za kontrolu mikrostrukture čeličnih odljevaka kako bi se postigla potrebna učinkovitost. Toplinska obrada jedan je od važnih procesa u proizvodnji čeličnih odljevaka. Kvaliteta i učinak toplinske obrade izravno su povezani s konačnim svojstvima čeličnih odljevaka.
Lijevana struktura čeličnih odljevaka ovisi o kemijskom sastavu i procesu skrućivanja. Općenito, postoji relativno ozbiljna segregacija dendrita, vrlo nejednaka struktura i gruba zrna. Stoga čelične odljevke općenito treba toplinski obraditi kako bi se uklonio ili smanjio utjecaj gore navedenih problema, kako bi se poboljšala mehanička svojstva čeličnih odljevaka. Osim toga, zbog razlike u strukturi i debljini stjenke čeličnih odljevaka, različiti dijelovi istog odljevka imaju različite organizacijske oblike i stvaraju znatna zaostala unutarnja naprezanja. Stoga se čelični odljevci (osobito odljevci od legiranog čelika) općenito trebaju isporučivati u toplinski obrađenom stanju.
1. Značajke toplinske obrade čeličnih odljevaka
1) U lijevanoj strukturi čeličnih odljevaka često postoje grubi dendriti i segregacija. Tijekom toplinske obrade, vrijeme zagrijavanja treba biti nešto duže od vremena za kovanje čeličnih dijelova istog sastava. U isto vrijeme, vrijeme zadržavanja austenitizacije treba biti odgovarajuće produljeno.
2) Zbog ozbiljne segregacije lijevane strukture nekih odljevaka od legiranog čelika, kako bi se eliminirao njegov utjecaj na konačna svojstva odljevaka, potrebno je poduzeti mjere za homogenizaciju tijekom toplinske obrade.
3) Za čelične odljevke složenih oblika i velikih razlika u debljini stjenke, tijekom toplinske obrade moraju se uzeti u obzir učinci poprečnog presjeka i faktori naprezanja lijevanja.
4) Kada se toplinska obrada provodi na čeličnim odljevcima, ona mora biti razumna na temelju njegovih strukturnih karakteristika i pokušati izbjeći deformacije odljevaka.
2. Glavni procesni čimbenici toplinske obrade čeličnih odljevaka
Toplinska obrada čeličnih odljevaka sastoji se od tri faze: zagrijavanje, očuvanje topline i hlađenje. Određivanje parametara procesa trebalo bi se temeljiti na svrhu osiguravanja kvalitete proizvoda i uštede troškova.
1) Grijanje
Grijanje je energetski najzahtjevniji proces u procesu toplinske obrade. Glavni tehnički parametri procesa grijanja su odabir odgovarajućeg načina grijanja, brzine grijanja i načina punjenja.
(1) Metoda zagrijavanja. Metode zagrijavanja čeličnih odljevaka uglavnom uključuju grijanje zračenjem, grijanje u slanoj kupki i indukcijsko grijanje. Princip odabira metode grijanja je brz i ujednačen, jednostavan za kontrolu, visoka učinkovitost i niska cijena. Prilikom zagrijavanja, ljevaonica općenito uzima u obzir strukturnu veličinu, kemijski sastav, postupak toplinske obrade i zahtjeve kvalitete odljevka.
(2) Brzina zagrijavanja. Za opće čelične odljevke brzina zagrijavanja ne smije biti ograničena, a za zagrijavanje se koristi maksimalna snaga peći. Korištenje vrućeg punjenja peći može uvelike skratiti vrijeme grijanja i proizvodni ciklus. Zapravo, u uvjetima brzog zagrijavanja, nema očite temperaturne histereze između površine odljevka i jezgre. Sporo zagrijavanje rezultirat će smanjenom učinkovitosti proizvodnje, povećanom potrošnjom energije i ozbiljnom oksidacijom i dekarburizacijom na površini odljevka. Međutim, za neke odljevke složenih oblika i struktura, velike debljine stjenke i velikih toplinskih naprezanja tijekom procesa zagrijavanja, treba kontrolirati brzinu zagrijavanja. Općenito, može se koristiti niska temperatura i sporo zagrijavanje (ispod 600 °C) ili zadržavanje na niskoj ili srednjoj temperaturi, a zatim se može koristiti brzo zagrijavanje u područjima s visokom temperaturom.
(3) Način utovara. Načelo da se čelični odljevci trebaju staviti u peć je da se u potpunosti iskoristi efektivni prostor, osigura ravnomjerno zagrijavanje i da se odljevci deformiraju.
2) Izolacija
Temperaturu držanja za austenitizaciju čeličnih odljevaka treba odabrati prema kemijskom sastavu čeličnog lijeva i potrebnim svojstvima. Temperatura držanja općenito je nešto viša (oko 20 °C) od kovanja čeličnih dijelova istog sastava. Za eutektoidne čelične odljevke, treba osigurati da se karbidi mogu brzo ugraditi u austenit i da austenit može zadržati sitna zrna.
Za vrijeme očuvanja topline čeličnih odljevaka treba uzeti u obzir dva čimbenika: prvi čimbenik je učiniti temperaturu površine odljevka i jezgre ujednačenom, a drugi čimbenik je osigurati ujednačenost strukture. Stoga vrijeme držanja uglavnom ovisi o toplinskoj vodljivosti odljevka, debljini stijenke presjeka i elementima legure. Općenito govoreći, odljevci od legiranog čelika zahtijevaju duže vrijeme držanja od odljevaka od ugljičnog čelika. Debljina stijenke odljevka obično je glavna osnova za izračunavanje vremena držanja. Za vrijeme zadržavanja tretmana kaljenja i tretmana starenjem treba uzeti u obzir čimbenike kao što su svrha toplinske obrade, temperatura zadržavanja i brzina difuzije elementa.
3) Hlađenje
Čelični odljevci mogu se hladiti različitim brzinama nakon očuvanja topline, kako bi se dovršila metalografska transformacija, dobila potrebna metalografska struktura i postigli navedeni pokazatelji učinkovitosti. Općenito govoreći, povećanje brzine hlađenja može pomoći u dobivanju dobre strukture i pročišćavanju zrna, čime se poboljšavaju mehanička svojstva odljevka. Međutim, ako je brzina hlađenja prebrza, lako je izazvati veće naprezanje u odljevku. To može uzrokovati deformaciju ili pucanje odljevaka sa složenom strukturom.
Rashladni medij za toplinsku obradu čeličnih odljevaka općenito uključuje zrak, ulje, vodu, slanu vodu i rastaljenu sol.
3. Metoda toplinske obrade čeličnih odljevaka
Prema različitim metodama zagrijavanja, vremenu držanja i uvjetima hlađenja, metode toplinske obrade čeličnih odljevaka uglavnom uključuju žarenje, normalizaciju, kaljenje, popuštanje, obradu otopinom, taloženje, obradu otklanjanja naprezanja i obradu uklanjanja vodika.
1) Žarenje.
Žarenje je zagrijavanje čelika čija struktura odstupa od ravnotežnog stanja na određenu temperaturu unaprijed određenu procesom, a zatim ga polagano hladi nakon očuvanja topline (obično hlađenje u peći ili zatrpavanje vapnom) kako bi se dobio postupak toplinske obrade blizak ravnotežno stanje strukture. Prema sastavu čelika i svrsi i zahtjevima žarenja, žarenje se može podijeliti na potpuno žarenje, izotermno žarenje, sferoidizirajuće žarenje, rekristalizacijsko žarenje, žarenje za ublažavanje naprezanja i tako dalje.
(1) Potpuno žarenje. Opći proces potpunog žarenja je: zagrijavanje čeličnog odljevka na 20 °C-30 °C iznad Ac3, zadržavanje određeno vrijeme, tako da se struktura u čeliku potpuno transformira u austenit, a zatim polagano hlađenje (obično hlađenje u peći) na 500 ℃- 600 ℃, i konačno ohlađeno na zraku. Takozvana potpuna znači da se zagrijavanjem dobiva potpuna struktura austenita.
Svrha potpunog žarenja uglavnom uključuje: prvo je poboljšati grubu i neravnomjernu strukturu uzrokovanu vrućim radom; drugi je smanjiti tvrdoću odljevaka od ugljičnog čelika i legiranog čelika iznad srednjeg ugljika, čime se poboljšava njihova izvedba rezanja (općenito, kada je tvrdoća obratka između 170 HBW-230 HBW, lako ga je rezati. Kada je tvrdoća viši ili niži od ovog raspona, otežat će rezanje); treći je uklanjanje unutarnjeg naprezanja čeličnog odljevka.
Raspon upotrebe potpunog žarenja. Potpuno žarenje uglavnom je prikladno za odljevke od ugljičnog čelika i legiranog čelika hipoeutektoidnog sastava s udjelom ugljika u rasponu od 0,25% do 0,77%. Hipereutektoidni čelik ne bi trebao biti potpuno žaren, jer kada se hipereutektoidni čelik zagrije iznad Accm i polako ohladi, sekundarni cementit će se istaložiti duž granice zrna austenita u obliku mreže, što čini čvrstoću, plastičnost i udarnu žilavost čelika značajnom pad.
(2) Izotermno žarenje. Izotermno žarenje odnosi se na zagrijavanje čeličnih odljevaka na 20 °C - 30 °C iznad Ac3 (ili Ac1), nakon određenog vremena držanja, brzog hlađenja na vršnu temperaturu pothlađene krivulje izotermne transformacije austenita, i zatim držanja određeno vrijeme vremena (zona transformacije perlita). Nakon što se austenit transformira u perlit, polako se hladi.
(3) Sferoidizirajuće žarenje. Sferoidizirajuće žarenje je zagrijavanje čeličnih odljevaka na temperaturu malo višu od Ac1, a zatim nakon dugog vremena očuvanja topline, sekundarni cementit u čeliku spontano se transformira u zrnati (ili sferni) cementit, a zatim pri maloj brzini Toplinska obrada proces ohladiti na sobnu temperaturu.
Svrha sferoidizirajućeg žarenja uključuje: smanjenje tvrdoće; ujednačavanje metalografske strukture; poboljšanje performansi rezanja i priprema za kaljenje.
Sferoidizirajuće žarenje uglavnom je primjenjivo na eutektoidne i hipereutektoidne čelike (sadržaj ugljika veći od 0,77%) kao što su ugljični alatni čelik, legirani opružni čelik, čelik za kotrljajuće ležaje i legirani alatni čelik.
(4) Žarenje za ublažavanje naprezanja i rekristalizacijsko žarenje. Žarenje za ublažavanje naprezanja naziva se i žarenje na niskoj temperaturi. To je proces u kojem se čelični odljevci zagrijavaju na temperaturu ispod Ac1 (400 °C - 500 °C), zatim drže neko vrijeme, a zatim se polako hlade na sobnu temperaturu. Svrha žarenja za ublažavanje naprezanja je uklanjanje unutarnjeg naprezanja odljevka. Metalografska struktura čelika neće se promijeniti tijekom procesa žarenja za ublažavanje naprezanja. Rekristalizacijsko žarenje se uglavnom koristi za uklanjanje iskrivljene strukture uzrokovane obradom hladnom deformacijom i uklanjanje otvrdnuća. Temperatura zagrijavanja za rekristalizacijsko žarenje je 150 °C - 250 °C iznad temperature rekristalizacije. Rekristalizacijsko žarenje može ponovno oblikovati izdužena kristalna zrna u jednolike jednakoosne kristale nakon hladne deformacije, čime se eliminira učinak otvrdnuća.
2) Normaliziranje
Normalizacija je toplinska obrada u kojoj se čelik zagrijava na 30 °C - 50 °C iznad Ac3 (hipoeutektoidni čelik) i Acm (hipereutektoidni čelik), a nakon razdoblja očuvanja topline, hladi se na sobnu temperaturu na zraku ili u prisilni zrak. metoda. Normalizacija ima bržu brzinu hlađenja od žarenja, tako da je normalizirana struktura finija od žarene strukture, a njezina čvrstoća i tvrdoća također su veće od onih žarene strukture. Zbog kratkog proizvodnog ciklusa i velike iskorištenosti opreme za normalizaciju, normalizacija se naširoko koristi u raznim čeličnim odljevcima.
Svrha normalizacije podijeljena je u sljedeće tri kategorije:
(1) Normalizacija kao završna toplinska obrada
Za metalne odljevke s niskim zahtjevima čvrstoće, normalizacija se može koristiti kao konačna toplinska obrada. Normalizacija može pročistiti zrna, homogenizirati strukturu, smanjiti sadržaj ferita u hipoeutektoidnom čeliku, povećati i pročistiti sadržaj perlita, čime se poboljšava čvrstoća, tvrdoća i žilavost čelika.
(2) Normaliziranje kao predtoplinska obrada
Za čelične odljevke s većim presjecima, normalizacija prije kaljenja ili kaljenje i kaljenje (kaljenje i kaljenje na visokoj temperaturi) može eliminirati Widmanstattenovu strukturu i trakastu strukturu i dobiti finu i jednoliku strukturu. Za mrežasti cementit prisutan u ugljičnim čelicima i legiranim alatnim čelicima s udjelom ugljika većim od 0,77%, normalizacija može smanjiti sadržaj sekundarnog cementita i spriječiti njegovo formiranje kontinuirane mreže, pripremajući organizaciju za sferoidizirajuće žarenje.
(3) Poboljšajte učinak rezanja
Normalizacija može poboljšati učinak rezanja čelika s niskim udjelom ugljika. Tvrdoća odljevaka od čelika s niskim udjelom ugljika je preniska nakon žarenja i lako se zalijepi za nož tijekom rezanja, što rezultira pretjeranom hrapavošću površine. Normalizacijom toplinske obrade, tvrdoća odljevaka od čelika s niskim udjelom ugljika može se povećati na 140 HBW - 190 HBW, što je blizu optimalne tvrdoće rezanja, čime se poboljšavaju performanse rezanja.
3) Gašenje
Kaljenje je postupak toplinske obrade u kojem se čelični odljevci zagrijavaju na temperaturu iznad Ac3 ili Ac1, a zatim brzo hlade nakon zadržavanja određeno vrijeme kako bi se dobila potpuna martenzitna struktura. Čelične odljevke treba kaliti u vremenu nakon najveće vrućine kako bi se uklonilo naprezanje kaljenja i postigla potrebna sveobuhvatna mehanička svojstva.
(1) Temperatura gašenja
Temperatura zagrijavanja kaljenja hipoeutektoidnog čelika je 30℃-50℃ iznad Ac3; temperatura zagrijavanja kaljenja eutektoidnog i hipereutektoidnog čelika je 30℃-50℃ iznad Ac1. Hipoeutektoidni ugljični čelik zagrijava se na gore navedenoj temperaturi kaljenja kako bi se dobio fino zrnati austenit, a fina struktura martenzita može se dobiti nakon kaljenja. Eutektoidni čelik i hipereutektoidni čelik su sferoidizirani i žareni prije kaljenja i zagrijavanja, tako da nakon zagrijavanja na 30 ℃-50 ℃ iznad Ac1 i nepotpuno austenitiziran, struktura je austenit i djelomično neotopljene sitnozrnate infiltracije čestica ugljika. Nakon kaljenja austenit prelazi u martenzit, a neotopljene čestice cementita ostaju. Zbog visoke tvrdoće cementita, ne samo da ne smanjuje tvrdoću čelika, već također poboljšava njegovu otpornost na trošenje. Normalna kaljena struktura hipereutektoidnog čelika je fini pahuljasti martenzit, a fini granulirani cementit i mala količina zadržanog austenita ravnomjerno su raspoređeni na matrici. Ova struktura ima visoku čvrstoću i otpornost na trošenje, ali ima i određeni stupanj žilavosti.
(2) Rashladni medij za proces kaljenja toplinske obrade
Svrha kaljenja je dobivanje potpunog martenzita. Stoga brzina hlađenja lijevanog čelika tijekom kaljenja mora biti veća od kritične brzine hlađenja lijevanog čelika, inače se ne mogu dobiti struktura martenzita i odgovarajuća svojstva. Međutim, previsoka brzina hlađenja može lako dovesti do deformacije ili pucanja odljevka. Kako bi se ujedno ispunili gore navedeni zahtjevi, potrebno je odabrati odgovarajući rashladni medij prema materijalu odljevka ili usvojiti metodu postupnog hlađenja. U temperaturnom rasponu od 650 ℃ - 400 ℃, izotermna stopa transformacije prehlađenog austenita čelika je najveća. Stoga, kada se odljevak kali, treba osigurati brzo hlađenje u ovom temperaturnom području. Ispod točke M, brzina hlađenja trebala bi biti sporija kako bi se spriječile deformacije ili pucanje. Medij za gašenje obično koristi vodu, vodenu otopinu ili ulje. U fazi kaljenja ili austempiranja, uobičajeno korišteni mediji uključuju vruće ulje, rastaljeni metal, rastaljenu sol ili rastaljenu lužinu.
Kapacitet hlađenja vode u zoni visoke temperature od 650℃-550℃ je jak, a kapacitet hlađenja vode u zoni niske temperature od 300℃-200℃ je vrlo jak. Voda je prikladnija za kaljenje i hlađenje odljevaka od ugljičnog čelika jednostavnih oblika i velikih presjeka. Kada se koristi za kaljenje i hlađenje, temperatura vode općenito nije viša od 30°C. Stoga je općenito prihvaćeno pojačati cirkulaciju vode kako bi se temperatura vode održala unutar razumnog raspona. Osim toga, zagrijavanje soli (NaCl) ili lužine (NaOH) u vodi znatno će povećati kapacitet hlađenja otopine.
Glavna prednost ulja kao rashladnog medija je ta što je brzina hlađenja u zoni niskih temperatura od 300 ℃-200 ℃ mnogo niža od one vode, što može uvelike smanjiti unutarnje naprezanje kaljenog obratka i smanjiti mogućnost deformacije i pucanje odljevka. U isto vrijeme, kapacitet hlađenja ulja u rasponu visokih temperatura od 650 ℃-550 ℃ relativno je nizak, što je ujedno i glavni nedostatak ulja kao medija za gašenje. Temperatura ulja za gašenje općenito se kontrolira na 60℃-80℃. Ulje se uglavnom koristi za kaljenje odljevaka od legiranog čelika složenih oblika i za kaljenje odljevaka od ugljičnog čelika malih presjeka i složenih oblika.
Osim toga, rastaljena sol također se često koristi kao medij za gašenje, koji u ovom trenutku postaje solna kupka. Solnu kupku karakterizira visoka točka vrelišta, a njen kapacitet hlađenja je između vode i ulja. Slana kupelj se često koristi za austempering i fazno kaljenje, kao i za obradu odljevaka složenih oblika, malih dimenzija i strogih zahtjeva za deformacijom.
4) Kaljenje
Kaljenje se odnosi na proces toplinske obrade u kojem se kaljeni ili normalizirani čelični odljevci zagrijavaju na odabranu temperaturu nižu od kritične točke Ac1, a nakon zadržavanja određeno vrijeme, hlade se odgovarajućom brzinom. Toplinska obrada kaljenjem može transformirati nestabilnu strukturu dobivenu nakon kaljenja ili normalizacije u stabilnu strukturu kako bi se uklonio stres i poboljšala plastičnost i žilavost čeličnih odljevaka. Općenito, postupak toplinske obrade kaljenja i kaljenja na visokoj temperaturi naziva se kaljenje i kaljenje. Kaljeni čelični odljevci moraju se na vrijeme kaliti, a normalizirani čelični odljevci trebaju se kaliti kada je to potrebno. Učinak čeličnih odljevaka nakon kaljenja ovisi o temperaturi kaljenja, vremenu i broju puta. Povećanje temperature kaljenja i produženje vremena držanja u bilo kojem trenutku ne samo da mogu ublažiti naprezanje kaljenja čeličnih odljevaka, već i transformirati nestabilni kaljeni martenzit u kaljeni martenzit, troostit ili sorbit. Čvrstoća i tvrdoća čeličnih odljevaka se smanjuju, a plastičnost značajno poboljšava. Za neke srednje legirane čelike s legirajućim elementima koji jako tvore karbide (kao što su krom, molibden, vanadij i volfram, itd.), tvrdoća se povećava, a žilavost smanjuje pri kaljenju na 400℃-500℃. Ova pojava se naziva sekundarno kaljenje, odnosno tvrdoća lijevanog čelika u kaljenom stanju doseže maksimum. U stvarnoj proizvodnji, srednjelegirani lijevani čelik sa karakteristikama sekundarnog otvrdnjavanja mora se mnogo puta kaliti.
(1) Kaljenje na niskim temperaturama
Temperaturni raspon niskotemperaturnog kaljenja je 150℃-250℃. Kaljenjem na niskim temperaturama može se dobiti struktura kaljenog martenzita, koja se uglavnom koristi za kaljenje čelika s visokim udjelom ugljika i za kaljenje visokolegiranog čelika. Kaljeni martenzit odnosi se na strukturu kriptokristalnog martenzita plus finih granuliranih karbida. Struktura podeutektoidnog čelika nakon kaljenja na niskim temperaturama je kaljeni martenzit; struktura hipereutektoidnog čelika nakon kaljenja na niskim temperaturama je kaljeni martenzit + karbidi + zadržani austenit. Svrha kaljenja na niskim temperaturama je odgovarajuće poboljšati žilavost kaljenog čelika uz zadržavanje visoke tvrdoće (58HRC-64HRC), visoke čvrstoće i otpornosti na trošenje, uz značajno smanjenje naprezanja kaljenja i krtosti čeličnih odljevaka.
(2) Kaljenje na srednjoj temperaturi
Temperatura kaljenja srednje temperature općenito je između 350℃-500℃. Struktura nakon kaljenja na srednjoj temperaturi je velika količina sitnozrnatog cementita raspršenog i raspoređenog na feritnoj matrici, odnosno kaljena struktura troostita. Ferit u temperiranoj strukturi troostita još uvijek zadržava oblik martenzita. Unutarnje naprezanje čeličnih odljevaka nakon kaljenja u osnovi je eliminirano, imaju višu granicu elastičnosti i granicu tečenja, veću čvrstoću i tvrdoću te dobru plastičnost i žilavost.
(3) Kaljenje na visokoj temperaturi
Temperatura kaljenja na visokoj temperaturi općenito je 500°C-650°C, a postupak toplinske obrade koji kombinira kaljenje i naknadno kaljenje na visokoj temperaturi obično se naziva tretman kaljenjem i kaljenjem. Struktura nakon kaljenja na visokim temperaturama je kaljeni sorbit, odnosno sitnozrnati cementit i ferit. Ferit u temperiranom sorbitu je poligonalni ferit koji se rekristalizira. Čelični odljevci nakon kaljenja na visokoj temperaturi imaju dobra sveobuhvatna mehanička svojstva u smislu čvrstoće, plastičnosti i žilavosti. Kaljenje na visokoj temperaturi naširoko se koristi za srednje ugljični čelik, niskolegirani čelik i razne važne konstrukcijske dijelove sa složenim silama.
5) Liječenje čvrstom otopinom
Glavna svrha obrade otopinom je otapanje karbida ili drugih istaloženih faza u čvrstoj otopini kako bi se dobila prezasićena jednofazna struktura. Odljevci od austenitnog nehrđajućeg čelika, austenitnog manganskog čelika i nehrđajućeg čelika koji otvrdnjava taloženjem općenito bi trebali biti tretirani čvrstom otopinom. Izbor temperature otopine ovisi o kemijskom sastavu i faznom dijagramu čeličnog lijeva. Temperatura odljevaka od austenitnog manganskog čelika općenito je 1000 ℃ - 1100 ℃; temperatura austenitnih krom-nikal odljevaka od nehrđajućeg čelika općenito je 1000℃-1250℃.
Što je veći sadržaj ugljika u lijevanom čeliku i što je više netopivih legiranih elemenata, to bi trebala biti viša temperatura njegove čvrste otopine. Za čelične odljevke koji sadrže bakar taloženjem, tvrdoća čeličnih odljevaka se povećava zbog taloženja tvrdih faza bogatih bakrom u lijevanom stanju tijekom hlađenja. Kako bi se omekšala struktura i poboljšala izvedba obrade, čelični odljevci moraju biti tretirani čvrstom otopinom. Njegova temperatura čvrste otopine je 900 ℃ -950 ℃.
6) Tretman taložnog otvrdnjavanja
Tretman taložnog otvrdnjavanja je tretman disperzijskog ojačavanja koji se provodi unutar temperaturnog raspona kaljenja, također poznat kao umjetno starenje. Bit tretmana taložnim kaljenjem je da se na višim temperaturama karbidi, nitridi, intermetalni spojevi i druge nestabilne međufaze talože iz prezasićene krute otopine i dispergiraju u matrici, čime čelični lijevani čelik postaje sveobuhvatan. Poboljšana mehanička svojstva i tvrdoća.
Temperatura tretmana starenjem izravno utječe na konačnu izvedbu čeličnih odljevaka. Ako je temperatura starenja preniska, faza precipitacijskog otvrdnjavanja će se polako taložiti; ako je temperatura starenja previsoka, nakupljanje istaložene faze uzrokovat će prekomjerno starenje i neće se postići najbolji učinak. Stoga bi ljevaonica trebala odabrati odgovarajuću temperaturu starenja u skladu s vrstom lijevanog čelika i specificiranom izvedbom čeličnog lijeva. Temperatura starenja austenitnog lijevanog čelika otpornog na toplinu općenito je 550℃-850℃; temperatura starenja lijevanog čelika visoke čvrstoće koji se otvrdnjava taloženjem općenito je 500 ℃.
7) Tretman za ublažavanje stresa
Svrha toplinske obrade za smanjenje naprezanja je eliminirati naprezanje odljevka, naprezanje pri kaljenju i naprezanje nastalo strojnom obradom, kako bi se stabilizirala veličina odljevka. Toplinska obrada za ublažavanje naprezanja općenito se zagrijava na 100°C-200°C ispod Ac1, zatim se drži neko vrijeme i na kraju se hladi u peći. Struktura čeličnog odljevka nije se promijenila tijekom procesa rasterećenja. Odljevci od ugljičnog čelika, odljevci od niskolegiranog čelika i odljevci od visokolegiranog čelika mogu se svi podvrgnuti tretmanu za smanjenje naprezanja.
4. Utjecaj toplinske obrade na svojstva čeličnih odljevaka
Osim performansi čeličnih odljevaka ovisno o kemijskom sastavu i procesu lijevanja, mogu se koristiti i različite metode toplinske obrade kako bi se postigla izvrsna sveobuhvatna mehanička svojstva. Opća svrha procesa toplinske obrade je poboljšati kvalitetu odljevaka, smanjiti težinu odljevaka, produžiti vijek trajanja i smanjiti troškove. Toplinska obrada je važno sredstvo za poboljšanje mehaničkih svojstava odljevaka; mehanička svojstva odljevaka važan su pokazatelj za prosudbu učinka toplinske obrade. Uz sljedeća svojstva, ljevaonica također mora uzeti u obzir čimbenike kao što su postupci obrade, učinak rezanja i zahtjevi upotrebe odljevaka pri toplinskoj obradi čeličnih odljevaka.
1) Utjecaj toplinske obrade na čvrstoću odljevaka
U uvjetima istog sastava čeličnog lijeva, čvrstoća čeličnih odljevaka nakon različitih postupaka toplinske obrade ima tendenciju povećanja. Općenito govoreći, vlačna čvrstoća odljevaka od ugljičnog čelika i odljevaka od niskolegiranog čelika može doseći 414 Mpa-1724 MPa nakon toplinske obrade.
2) Utjecaj toplinske obrade na plastičnost čeličnih odljevaka
Lijevana struktura čeličnih odljevaka je gruba i niska je plastičnost. Nakon toplinske obrade njegova će se mikrostruktura i plastičnost u skladu s tim poboljšati. Osobito će se značajno poboljšati plastičnost čeličnih odljevaka nakon obrade kaljenja i popuštanja (kaljenje + popuštanje na visokoj temperaturi).
3) Žilavost čeličnih odljevaka
Indeks žilavosti čeličnih odljevaka često se procjenjuje udarnim ispitivanjima. Budući da su čvrstoća i žilavost čeličnih odljevaka par kontradiktornih pokazatelja, ljevaonica mora uzeti u obzir sveobuhvatna razmatranja kako bi odabrala odgovarajući postupak toplinske obrade kako bi se postigla sveobuhvatna mehanička svojstva koja zahtijevaju kupci.
4) Utjecaj toplinske obrade na tvrdoću odljevaka
Kada je prokaljivost lijevanog čelika ista, tvrdoća lijevanog čelika nakon toplinske obrade može grubo odražavati čvrstoću lijevanog čelika. Stoga se tvrdoća može koristiti kao intuitivni indeks za procjenu performansi lijevanog čelika nakon toplinske obrade. Općenito govoreći, tvrdoća odljevaka od ugljičnog čelika može doseći 120 HBW - 280 HBW nakon toplinske obrade.
Vrijeme objave: 12. srpnja 2021