Đầu tư Đúc đúc |Đúc cát

Đúc thép không gỉ, Đúc sắt xám, Đúc sắt dẻo

Thông tin chung về xử lý nhiệt cho thép đúc

Xử lý nhiệt thép đúc dựa trên giản đồ pha Fe-Fe3C để điều khiển cấu trúc vi mô của thép đúc nhằm đạt được hiệu suất cần thiết.Nhiệt luyện là một trong những quá trình quan trọng trong sản xuất thép đúc.Chất lượng và hiệu quả của nhiệt luyện liên quan trực tiếp đến hiệu suất cuối cùng của thép đúc.

Cấu trúc như đúc của thép đúc phụ thuộc vào thành phần hóa học và quá trình đông đặc.Nói chung, có sự phân tách dendrite tương đối nghiêm trọng, cấu trúc rất không đồng đều và hạt thô.Do đó, thép đúc nói chung cần được xử lý nhiệt để loại bỏ hoặc giảm tác động của các vấn đề trên, để cải thiện cơ tính của thép đúc.Ngoài ra, do sự khác biệt về cấu trúc và độ dày thành của thép đúc, các bộ phận khác nhau của cùng một vật đúc có hình thức tổ chức khác nhau và tạo ra ứng suất bên trong đáng kể.Do đó, thép đúc (đặc biệt là thép đúc hợp kim) thường phải được phân phối ở trạng thái nhiệt luyện.

 

Vùng kết tinh của thép đúc

 

1. Đặc điểm của quá trình xử lý nhiệt thép đúc

1) Trong kết cấu đúc của thép đúc thường có các sợi gai thô và phân tách.Trong quá trình nhiệt luyện, thời gian gia nhiệt phải cao hơn một chút so với thời gian nung của các bộ phận thép rèn có cùng thành phần.Đồng thời, thời gian giữ Austenitization cần được kéo dài một cách thích hợp.

2) Do sự khác biệt nghiêm trọng của cấu trúc đúc của một số vật đúc thép hợp kim, để loại bỏ ảnh hưởng của nó đến các tính chất cuối cùng của vật đúc, cần thực hiện các biện pháp để đồng nhất trong quá trình nhiệt luyện.

3) Đối với các vật đúc bằng thép có hình dạng phức tạp và chênh lệch chiều dày thành lớn, các ảnh hưởng mặt cắt và các hệ số ứng suất vật đúc phải được xem xét trong quá trình nhiệt luyện.
4) Khi nhiệt luyện đối với vật đúc bằng thép, phải căn cứ vào đặc điểm cấu tạo của nó một cách hợp lý và cố gắng tránh biến dạng của vật đúc.

 

2. Các yếu tố quy trình chính của quá trình xử lý nhiệt thép đúc

Quá trình nhiệt luyện thép đúc bao gồm ba giai đoạn: nung nóng, giữ nhiệt và làm nguội.Việc xác định các thông số của quá trình cần dựa trên mục đích đảm bảo chất lượng sản phẩm và tiết kiệm chi phí.

1) Sưởi ấm

Gia nhiệt là quá trình tiêu tốn nhiều năng lượng nhất trong quá trình nhiệt luyện.Các thông số kỹ thuật chính của quá trình gia nhiệt là lựa chọn phương pháp gia nhiệt, tốc độ gia nhiệt và phương pháp sạc thích hợp.

(1) Phương pháp gia nhiệt.Các phương pháp gia nhiệt của thép đúc chủ yếu bao gồm gia nhiệt bức xạ, gia nhiệt ngâm muối và gia nhiệt cảm ứng.Nguyên tắc lựa chọn phương pháp gia nhiệt là nhanh và đồng đều, dễ điều khiển, hiệu quả cao và chi phí thấp.Khi gia nhiệt, xưởng đúc thường xem xét kích thước cấu trúc, thành phần hóa học, quy trình xử lý nhiệt và các yêu cầu chất lượng của vật đúc.

(2) Tốc độ gia nhiệt.Đối với thép đúc thông thường, tốc độ gia nhiệt có thể không bị giới hạn và công suất tối đa của lò được sử dụng để gia nhiệt.Việc sử dụng sạc lò nóng có thể rút ngắn đáng kể thời gian gia nhiệt và chu kỳ sản xuất.Trên thực tế, trong điều kiện gia nhiệt nhanh, không có độ trễ nhiệt độ rõ ràng giữa bề mặt vật đúc và lõi.Việc gia nhiệt chậm sẽ làm giảm hiệu quả sản xuất, tăng tiêu thụ năng lượng, và quá trình oxy hóa và khử cacbon nghiêm trọng trên bề mặt vật đúc.Tuy nhiên, đối với một số vật đúc có hình dạng và kết cấu phức tạp, chiều dày thành lớn, ứng suất nhiệt lớn trong quá trình gia nhiệt thì cần khống chế tốc độ gia nhiệt.Nói chung, có thể sử dụng nhiệt độ thấp và gia nhiệt chậm (dưới 600 ° C) hoặc giữ ở nhiệt độ thấp hoặc trung bình, sau đó có thể sử dụng gia nhiệt nhanh ở các khu vực có nhiệt độ cao.

(3) Phương thức tải.Nguyên tắc khi đặt vật đúc thép vào lò là tận dụng không gian hiệu quả, đảm bảo gia nhiệt đồng đều và đặt vật đúc vào lò biến dạng.

2) Cách nhiệt

Nhiệt độ giữ để Austenitization thép đúc phải được chọn theo thành phần hóa học của thép đúc và các đặc tính yêu cầu.Nhiệt độ giữ thường cao hơn một chút (khoảng 20 ° C) so với rèn các bộ phận bằng thép có cùng thành phần.Đối với các vật đúc bằng thép eutectoid, cần đảm bảo rằng cacbua có thể nhanh chóng kết hợp vào Austenit và Austenit có thể duy trì các hạt mịn.

Cần quan tâm đến hai yếu tố về thời gian giữ nhiệt của vật đúc thép: yếu tố thứ nhất là làm cho nhiệt độ bề mặt đúc và lõi đồng đều, yếu tố thứ hai là đảm bảo tính đồng nhất của kết cấu.Do đó, thời gian giữ chủ yếu phụ thuộc vào độ dẫn nhiệt của vật đúc, độ dày thành của mặt cắt và các nguyên tố hợp kim.Nói chung, các vật đúc bằng thép hợp kim đòi hỏi thời gian giữ lâu hơn các vật đúc bằng thép cacbon.Chiều dày thành của vật đúc thường là cơ sở chính để tính toán thời gian giữ.Đối với thời gian giữ của xử lý ủ và xử lý lão hóa, các yếu tố như mục đích xử lý nhiệt, nhiệt độ giữ và tốc độ khuếch tán phần tử cần được xem xét.

3) Làm mát

Các vật đúc thép có thể được làm nguội ở các tốc độ khác nhau sau khi bảo quản nhiệt, để hoàn thành quá trình chuyển đổi kim loại, có được cấu trúc kim loại theo yêu cầu và đạt được các chỉ số hiệu suất đã định.Nói chung, tăng tốc độ làm nguội có thể giúp có được cấu trúc tốt và tinh chế các hạt, do đó cải thiện các tính chất cơ học của vật đúc.Tuy nhiên, nếu tốc độ nguội quá nhanh dễ gây ra ứng suất lớn hơn trong vật đúc.Điều này có thể gây ra biến dạng hoặc nứt các vật đúc có kết cấu phức tạp.

Môi trường làm mát để xử lý nhiệt thép đúc thường bao gồm không khí, dầu, nước, nước muối và muối nóng chảy.

 

Đường cong nhiệt độ của xử lý nhiệt cho thép đúc

 

3. Phương pháp nhiệt luyện thép đúc

Theo các phương pháp gia nhiệt, thời gian giữ và điều kiện làm mát khác nhau, các phương pháp xử lý nhiệt của thép đúc chủ yếu bao gồm ủ, thường hóa, làm nguội, tôi luyện, xử lý dung dịch, làm cứng kết tủa, xử lý giảm căng thẳng và xử lý loại bỏ hydro.

1) Ủ.

Ủ là nung nóng thép có cấu trúc lệch khỏi trạng thái cân bằng đến một nhiệt độ nhất định do quá trình xác định trước, rồi làm nguội từ từ sau khi bảo quản nhiệt (thường làm nguội bằng lò nung hoặc chôn trong vôi) để thu được quá trình nhiệt luyện gần với trạng thái cân bằng của cơ cấu.Theo thành phần của thép và mục đích và yêu cầu của quá trình ủ, quá trình ủ có thể được chia thành quá trình ủ hoàn chỉnh, quá trình ủ đẳng nhiệt, quá trình ủ hình cầu, quá trình ủ kết tinh lại, quá trình ủ giảm ứng suất, v.v.

(1) Ủ hoàn chỉnh.Quy trình chung của quá trình ủ hoàn chỉnh là: nung thép đúc đến 20 ° C-30 ° C trên Ac3, giữ nó trong một khoảng thời gian để cấu trúc trong thép chuyển hoàn toàn thành Austenit, và sau đó làm nguội từ từ (thường là làm mát bằng lò) ở 500 ℃ - 600 ℃, và cuối cùng được làm nguội trong không khí.Cái gọi là hoàn chỉnh có nghĩa là một cấu trúc austenit hoàn chỉnh thu được khi nung nóng.

Mục đích của quá trình ủ hoàn chỉnh chủ yếu bao gồm: thứ nhất là cải thiện cấu trúc thô và không đồng đều do làm việc nóng;thứ hai là giảm độ cứng của thép cacbon và thép đúc hợp kim trên cacbon trung bình, do đó cải thiện hiệu suất cắt của chúng (nói chung, Khi độ cứng của phôi nằm trong khoảng 170 HBW-230 HBW, có thể dễ dàng cắt khi độ cứng cao hơn hoặc thấp hơn phạm vi này, nó sẽ gây khó khăn cho việc cắt);thứ ba là loại bỏ ứng suất bên trong của thép đúc.

Phạm vi sử dụng của quá trình ủ hoàn chỉnh.Quá trình ủ hoàn toàn chủ yếu thích hợp cho thép cacbon và thép đúc hợp kim có thành phần hypoeutectoid với hàm lượng cacbon nằm trong khoảng từ 0,25% đến 0,77%.Thép hypereutectoid không nên được ủ hoàn toàn, bởi vì khi thép hypereutectoid được nung nóng đến trên Accm và làm nguội từ từ, xi măng thứ cấp sẽ kết tủa dọc theo ranh giới hạt austenit theo hình mạng, điều này làm cho độ bền, độ dẻo và độ dai va đập của thép trở nên đáng kể. từ chối.

(2) Ủ đẳng nhiệt.Ủ đẳng nhiệt đề cập đến việc nung nóng các vật đúc thép đến 20 ° C - 30 ° C trên Ac3 (hoặc Ac1), sau khi giữ trong một khoảng thời gian, nhanh chóng làm nguội đến nhiệt độ đỉnh của đường cong biến đổi đẳng nhiệt austenite được làm lạnh dưới, và sau đó giữ trong một khoảng thời gian. của thời gian (vùng biến đổi Pearlite).Sau khi Austenit chuyển hóa thành trân châu, nó nguội dần.

(3) Ủ hình cầu.Ủ hình cầu là làm nóng các vật đúc thép đến nhiệt độ cao hơn Ac1 một chút, và sau đó sau một thời gian dài giữ nhiệt, xi măng thứ cấp trong thép tự phát chuyển thành xi măng dạng hạt (hoặc hình cầu), và sau đó ở tốc độ chậm được xử lý nhiệt. để làm nguội đến nhiệt độ phòng.
Mục đích của quá trình ủ hình cầu bao gồm: giảm độ cứng;làm cho cấu trúc kim loại đồng nhất;cải thiện hiệu suất cắt và chuẩn bị cho quá trình dập tắt.
Quá trình ủ hình cầu chủ yếu áp dụng cho thép eutectoid và thép hypereutectoid (hàm lượng cacbon lớn hơn 0,77%) như thép công cụ cacbon, thép lò xo hợp kim, thép ổ lăn và thép dụng cụ hợp kim.

(4) Ủ giảm căng thẳng và ủ kết tinh lại.Ủ giảm căng thẳng còn được gọi là ủ nhiệt độ thấp.Đó là một quá trình trong đó thép đúc được nung nóng đến nhiệt độ dưới Ac1 (400 ° C - 500 ° C), sau đó giữ trong một khoảng thời gian, và sau đó làm nguội từ từ đến nhiệt độ phòng.Mục đích của quá trình ủ giảm ứng suất là để loại bỏ ứng suất bên trong vật đúc.Cấu trúc kim loại của thép sẽ không thay đổi trong quá trình ủ giảm ứng suất.Ủ kết tinh lại chủ yếu được sử dụng để loại bỏ cấu trúc bị biến dạng do quá trình gia công biến dạng nguội và loại bỏ sự gia công cứng.Nhiệt độ gia nhiệt để ủ kết tinh lại cao hơn nhiệt độ kết tinh lại 150 ° C - 250 ° C.Ủ kết tinh lại có thể hình thành lại các hạt tinh thể kéo dài thành các tinh thể đồng đều sau khi biến dạng nguội, do đó loại bỏ ảnh hưởng của quá trình làm cứng.

2) Bình thường hóa

Thường hóa là một quá trình xử lý nhiệt, trong đó thép được nung nóng đến 30 ° C - 50 ° C trên Ac3 (thép hypereutectoid) và Acm (thép hypereutectoid), và sau một thời gian giữ nhiệt, nó được làm nguội đến nhiệt độ phòng trong không khí hoặc trong không khí cưỡng bức.phương pháp.Thường hóa có tốc độ làm nguội nhanh hơn so với ủ, vì vậy cấu trúc thường hóa mịn hơn cấu trúc ủ, độ bền và độ cứng của nó cũng cao hơn cấu trúc được ủ.Do chu kỳ sản xuất ngắn và sử dụng thiết bị cao của quá trình bình thường hóa, quá trình bình thường hóa được sử dụng rộng rãi trong các loại thép đúc khác nhau.

Mục đích của việc chuẩn hóa được chia thành ba loại sau:

(1) Thường hóa như xử lý nhiệt cuối cùng
Đối với các vật đúc kim loại có yêu cầu độ bền thấp, việc thường hóa có thể được sử dụng làm nhiệt luyện cuối cùng.Bình thường hóa có thể tinh chế các hạt, đồng nhất cấu trúc, giảm hàm lượng ferit trong thép hypoeutectoid, tăng và tinh chế hàm lượng ngọc trai, do đó cải thiện độ bền, độ cứng và độ dẻo dai của thép.

(2) Thường hóa như một xử lý nhiệt trước
Đối với các vật đúc bằng thép có tiết diện lớn hơn, việc thường hóa trước khi làm nguội hoặc làm nguội và tôi (làm nguội và tôi ở nhiệt độ cao) có thể loại bỏ cấu trúc Widmanstatten và cấu trúc dải, đồng thời có được cấu trúc tốt và đồng nhất.Đối với mạng xi măng có trong thép cacbon và thép công cụ hợp kim có hàm lượng cacbon lớn hơn 0,77%, việc chuẩn hóa có thể làm giảm hàm lượng của xi măng thứ cấp và ngăn nó tạo thành mạng liên tục, chuẩn bị tổ chức cho quá trình ủ hình cầu.

(3) Cải thiện hiệu suất cắt
Bình thường hóa có thể cải thiện hiệu suất cắt của thép cacbon thấp.Độ cứng của vật đúc bằng thép cacbon thấp quá thấp sau khi ủ, dễ bị dính dao trong quá trình cắt, dẫn đến độ nhám bề mặt quá mức.Thông qua xử lý nhiệt bình thường, độ cứng của vật đúc bằng thép cacbon thấp có thể tăng lên 140 HBW - 190 HBW, gần với độ cứng cắt tối ưu, do đó cải thiện hiệu suất cắt.

3) Dập tắt

Dập tắt là một quá trình xử lý nhiệt trong đó thép đúc được nung nóng đến nhiệt độ trên Ac3 hoặc Ac1, và sau đó làm nguội nhanh sau khi giữ trong một khoảng thời gian để có được cấu trúc mactenxit hoàn chỉnh.Các vật đúc thép phải được tôi luyện ngay sau khi nóng nhất để loại bỏ ứng suất dập tắt và đạt được các đặc tính cơ học toàn diện cần thiết.

(1) Nhiệt độ dập tắt
Nhiệt độ gia nhiệt dập tắt của thép hypoeutectoid là 30 ℃ -50 ℃ trên Ac3;nhiệt độ gia nhiệt dập tắt của thép eutectoid và thép hypereutectoid là 30 ℃ -50 ℃ trên Ac1.Thép cacbon hypoeutectoid được nung ở nhiệt độ dập tắt nêu trên để thu được Austenit hạt mịn, và cấu trúc mactenxit mịn có thể thu được sau khi tôi nguội.Thép eutectoid và thép hypereutectoid đã được hình cầu hóa và được ủ trước khi làm nguội và nung nóng, vì vậy sau khi gia nhiệt đến 30 ℃ -50 ℃ trên Ac1 và không được làm sạch hoàn toàn, cấu trúc là austenit và một phần không phân hủy hạt mịn xâm nhập vào cơ thể Carbon.Sau khi làm nguội, austenit được chuyển thành mactenxit, và các hạt xi măng không hòa tan được giữ lại.Do độ cứng của xi măng cao, nó không những không làm giảm độ cứng của thép mà còn cải thiện khả năng chống mài mòn của nó.Cấu trúc tôi luyện bình thường của thép hypereutectoid là mactenxit mảnh mịn, và xi măng hạt mịn và một lượng nhỏ austenit giữ lại được phân bố đều trên nền.Cấu trúc này có độ bền và khả năng chống mài mòn cao, nhưng cũng có độ dẻo dai nhất định.

(2) Môi trường làm mát cho quá trình xử lý nhiệt dập tắt
Mục đích của quá trình dập tắt là thu được mactenxit hoàn chỉnh.Do đó, tốc độ nguội của thép đúc trong quá trình tôi luyện phải lớn hơn tốc độ nguội tới hạn của thép đúc, nếu không thì không thể đạt được cấu trúc mactenxit và các tính chất tương ứng.Tuy nhiên, tốc độ nguội quá cao có thể dễ dẫn đến biến dạng hoặc nứt vỡ vật đúc.Để đồng thời đáp ứng các yêu cầu trên, môi chất làm mát thích hợp phải được lựa chọn theo vật liệu của vật đúc hoặc nên áp dụng phương pháp làm mát theo giai đoạn.Trong khoảng nhiệt độ 650 ℃ -400 ℃, tốc độ biến đổi đẳng nhiệt của Austenit siêu lạnh của thép là lớn nhất.Do đó, khi dập tắt vật đúc, cần đảm bảo làm nguội nhanh trong phạm vi nhiệt độ này.Dưới điểm Ms, tốc độ làm mát nên chậm hơn để tránh biến dạng hoặc nứt.Môi trường làm nguội thường sử dụng nước, dung dịch nước hoặc dầu.Trong giai đoạn dập tắt hoặc khắc khổ, môi trường thường được sử dụng bao gồm dầu nóng, kim loại nóng chảy, muối nóng chảy hoặc kiềm nóng chảy.

Khả năng làm mát của nước ở vùng nhiệt độ cao 650 ℃ -550 ℃ là rất mạnh, và khả năng làm mát của nước ở vùng nhiệt độ thấp 300 ℃ -200 ℃ là rất mạnh.Nước thích hợp hơn để làm nguội và làm nguội các vật đúc bằng thép cacbon có hình dạng đơn giản và tiết diện lớn.Khi được sử dụng để dập tắt và làm mát, nhiệt độ nước thường không cao hơn 30 ° C.Do đó, nó thường được áp dụng để tăng cường tuần hoàn nước để giữ nhiệt độ nước trong phạm vi hợp lý.Ngoài ra, đun nóng muối ăn (NaCl) hoặc kiềm (NaOH) trong nước sẽ làm tăng khả năng làm lạnh của dung dịch lên rất nhiều.

Ưu điểm chính của dầu làm môi chất làm mát là tốc độ làm mát ở vùng nhiệt độ thấp 300 ℃ -200 ℃ thấp hơn nhiều so với nước, có thể làm giảm đáng kể ứng suất bên trong của phôi được dập tắt và giảm khả năng biến dạng và nứt của vật đúc.Đồng thời, khả năng làm mát của dầu trong khoảng nhiệt độ cao 650 ℃ -550 ℃ là tương đối thấp, đây cũng là nhược điểm chính của dầu làm môi chất dập tắt.Nhiệt độ của dầu làm nguội thường được kiểm soát ở mức 60 ℃ -80 ℃.Dầu chủ yếu được sử dụng để làm nguội các vật đúc bằng thép hợp kim có hình dạng phức tạp và quá trình dập tắt các vật đúc bằng thép cacbon có tiết diện nhỏ và hình dạng phức tạp.

Ngoài ra, muối nóng chảy cũng thường được sử dụng làm môi trường làm nguội, lúc này trở thành muối tắm.Bể muối được đặc trưng bởi nhiệt độ sôi cao và khả năng làm mát của nó là giữa nước và dầu.Bể muối thường được sử dụng để khắc khổ và làm nguội giai đoạn, cũng như để xử lý các vật đúc có hình dạng phức tạp, kích thước nhỏ và yêu cầu biến dạng nghiêm ngặt.

 

Đường cong nhiệt độ của làm nguội và ủ

 

4) Ủ

Tôi đề cập đến một quá trình xử lý nhiệt trong đó các vật đúc thép đã được làm nguội hoặc thường hóa được nung nóng đến nhiệt độ đã chọn thấp hơn điểm tới hạn Ac1, và sau khi giữ trong một khoảng thời gian, chúng được làm nguội ở tốc độ thích hợp.Xử lý nhiệt luyện có thể biến đổi cấu trúc không ổn định thu được sau khi làm nguội hoặc thường hóa thành cấu trúc ổn định để loại bỏ ứng suất và cải thiện độ dẻo và độ dai của thép đúc.Nói chung, quá trình xử lý nhiệt của quá trình làm nguội và xử lý tôi ở nhiệt độ cao được gọi là quá trình xử lý làm nguội và tôi.Các vật đúc thép đã nguội phải được tôi luyện kịp thời, và các vật đúc thép thường hoá phải được tôi luyện khi cần thiết.Hiệu suất của thép đúc sau khi tôi luyện phụ thuộc vào nhiệt độ, thời gian và số lần tôi luyện.Việc tăng nhiệt độ ủ và kéo dài thời gian giữ bất kỳ lúc nào không chỉ có thể làm giảm ứng suất dập tắt của thép đúc, mà còn biến đổi mactenxit đã nguội không ổn định thành mactenxit tôi, troostite hoặc sorbite.Độ bền và độ cứng của thép đúc được giảm xuống, và độ dẻo được cải thiện đáng kể.Đối với một số thép hợp kim trung bình với các nguyên tố hợp kim tạo thành cacbit mạnh (như crom, molypden, vanadi và vonfram, v.v.), độ cứng tăng lên và độ dai giảm khi tôi luyện ở 400 ℃ -500 ℃.Hiện tượng này được gọi là biến cứng thứ cấp, tức là độ cứng của thép đúc ở trạng thái tôi luyện đạt cực đại.Trong thực tế sản xuất, thép đúc hợp kim trung bình có đặc tính cứng thứ cấp cần được tôi luyện nhiều lần.

(1) Ủ nhiệt độ thấp
Phạm vi nhiệt độ của ủ nhiệt độ thấp là 150 ℃ -250 ℃.Tôi luyện ở nhiệt độ thấp có thể thu được cấu trúc mactenxit tôi luyện, được sử dụng chủ yếu để làm nguội thép cacbon cao và làm nguội thép hợp kim cao.Mactenxit tôi luyện đề cập đến cấu trúc của mactenxit tinh thể mật mã cộng với cacbua hạt mịn.Cấu trúc của thép hypoeutectoid sau khi tôi luyện ở nhiệt độ thấp là mactenxit tôi;Cấu trúc của thép hypereutectoid sau khi tôi luyện ở nhiệt độ thấp là mactenxit tôi + cacbua + austenit giữ lại.Mục đích của việc tôi luyện ở nhiệt độ thấp là cải thiện một cách thích hợp độ dẻo dai của thép tôi trong khi vẫn duy trì độ cứng cao (58HRC-64HRC), độ bền cao và khả năng chống mài mòn, đồng thời giảm đáng kể ứng suất dập tắt và độ giòn của thép đúc.

(2) Ủ nhiệt độ trung bình
Nhiệt độ ủ của nhiệt độ trung bình thường nằm trong khoảng 350 ℃ -500 ℃.Cấu trúc sau khi tôi luyện ở nhiệt độ trung bình là một lượng lớn xi măng hạt mịn được phân tán và phân bố trên nền ferit, tức là cấu trúc troostit đã được tôi luyện.Ferit trong cấu trúc troostit đã được tôi luyện vẫn giữ được hình dạng của mactenxit.Ứng suất bên trong của thép đúc sau khi tôi luyện về cơ bản được loại bỏ, và chúng có giới hạn đàn hồi và giới hạn chảy cao hơn, độ bền và độ cứng cao hơn, độ dẻo và độ dai tốt.

(3) Ủ nhiệt độ cao
Nhiệt độ tôi luyện ở nhiệt độ cao thường là 500 ° C-650 ° C, và quá trình xử lý nhiệt kết hợp giữa dập tắt và tôi nhiệt độ cao tiếp theo thường được gọi là xử lý làm nguội và tôi.Cấu trúc sau khi tôi luyện ở nhiệt độ cao là sorbite tôi luyện, tức là xi măng hạt mịn và ferit.Ferit trong sorbite đã được ủ là ferit đa giác trải qua quá trình kết tinh lại.Thép đúc sau khi tôi luyện ở nhiệt độ cao có các tính chất cơ học tốt toàn diện về độ bền, độ dẻo và độ dẻo dai.Tôi luyện ở nhiệt độ cao được sử dụng rộng rãi trong thép cacbon trung bình, thép hợp kim thấp và các bộ phận kết cấu quan trọng khác nhau với lực phức tạp.

 

Ảnh hưởng của quá trình xử lý nhiệt đối với các tính chất cơ học của vật đúc thép cacbon

 

5) Giải pháp rắn

Mục đích chính của xử lý dung dịch là hòa tan cacbua hoặc các pha kết tủa khác trong dung dịch rắn để thu được cấu trúc một pha siêu bão hòa.Đúc bằng thép không gỉ Austenit, thép mangan Austenit và thép không gỉ làm cứng kết tủa nói chung phải được xử lý bằng dung dịch rắn.Việc lựa chọn nhiệt độ dung dịch phụ thuộc vào thành phần hóa học và giản đồ pha của thép đúc.Nhiệt độ đúc thép mangan Austenit thường là 1000 ℃ - 1100 ℃;nhiệt độ của thép không gỉ Austenit crom-niken đúc thường là 1000 ℃ -1250 ℃.

Hàm lượng cacbon trong thép đúc càng cao và càng nhiều nguyên tố hợp kim không hòa tan thì nhiệt độ dung dịch rắn của nó càng cao.Đối với kết tủa làm cứng thép đúc có chứa đồng, độ cứng của thép đúc tăng lên do sự kết tủa của các pha cứng giàu đồng ở trạng thái đúc trong quá trình làm nguội.Để làm mềm cấu trúc và cải thiện hiệu suất xử lý, thép đúc cần phải được xử lý dung dịch rắn.Nhiệt độ dung dịch rắn của nó là 900 ℃ -950 ℃.

6) Xử lý đông cứng kết tủa

Xử lý đông cứng kết tủa là xử lý tăng cường phân tán được thực hiện trong phạm vi nhiệt độ ủ, còn được gọi là lão hóa nhân tạo.Bản chất của xử lý làm cứng kết tủa là ở nhiệt độ cao hơn, cacbua, nitrua, các hợp chất liên kim và các pha trung gian không ổn định khác được kết tủa từ dung dịch rắn quá bão hòa và phân tán trong chất nền, do đó làm cho thép đúc được cải thiện toàn diện về cơ tính và độ cứng.

Nhiệt độ của quá trình xử lý lão hóa ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất cuối cùng của thép đúc.Nếu nhiệt độ lão hóa quá thấp, giai đoạn đông cứng kết tủa sẽ kết tủa chậm;Nếu nhiệt độ lão hóa quá cao, sự tích tụ của pha kết tủa sẽ gây ra hiện tượng quá tải và không đạt được hiệu suất tốt nhất.Do đó, xưởng đúc nên chọn nhiệt độ lão hóa thích hợp theo mác thép đúc và hiệu suất quy định của thép đúc.Nhiệt độ già hóa của thép đúc chịu nhiệt Austenit nói chung là 550 ℃ -850 ℃;nhiệt độ lão hóa của thép đúc cứng kết tủa cường độ cao nói chung là 500 ℃.

7) Điều trị giảm căng thẳng

Mục đích của nhiệt luyện giảm ứng suất là loại bỏ ứng suất đúc, dập tắt ứng suất và ứng suất hình thành do gia công, để ổn định kích thước của vật đúc.Xử lý nhiệt giảm căng thẳng thường được làm nóng đến 100 ° C-200 ° C dưới Ac1, sau đó được giữ trong một khoảng thời gian, và cuối cùng được làm nguội bằng lò.Cấu trúc của thép đúc không thay đổi trong quá trình giảm căng thẳng.Đúc thép cacbon, thép đúc hợp kim thấp và thép đúc hợp kim cao đều có thể được xử lý giảm ứng suất.

 

Độ cứng và độ bền hấp thụ va đập sau khi xử lý nhiệt

 

4. Ảnh hưởng của nhiệt luyện đến các tính chất của thép đúc

Ngoài hiệu suất của thép đúc tùy thuộc vào thành phần hóa học và quá trình đúc, các phương pháp xử lý nhiệt khác nhau cũng có thể được sử dụng để làm cho nó có các đặc tính cơ học toàn diện tuyệt vời.Mục đích chung của quá trình xử lý nhiệt là nâng cao chất lượng vật đúc, giảm trọng lượng vật đúc, kéo dài tuổi thọ và giảm giá thành.Nhiệt luyện là một phương tiện quan trọng để nâng cao cơ tính của vật đúc;Cơ tính của vật đúc là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá hiệu quả của nhiệt luyện.Ngoài các tính chất sau, xưởng đúc còn phải xem xét các yếu tố như quy trình gia công, tính năng cắt và các yêu cầu sử dụng của vật đúc khi nhiệt luyện thép đúc.

1) Ảnh hưởng của xử lý nhiệt đối với sức bền của vật đúc
Trong điều kiện thành phần thép đúc giống nhau, cường độ của thép đúc sau các quá trình nhiệt luyện khác nhau có xu hướng tăng lên.Nói chung, độ bền kéo của thép đúc cacbon và thép đúc hợp kim thấp có thể đạt 414 Mpa-1724 MPa sau khi xử lý nhiệt.

2) Ảnh hưởng của xử lý nhiệt đến độ dẻo của thép đúc
Cấu trúc đúc của thép đúc thô và độ dẻo thấp.Sau khi xử lý nhiệt, cấu trúc vi mô và độ dẻo của nó sẽ được cải thiện tương ứng.Đặc biệt là độ dẻo của thép đúc sau khi xử lý tôi và tôi (tôi + tôi nhiệt độ cao) sẽ được cải thiện đáng kể.

3) Độ bền của thép đúc
Chỉ số độ dẻo dai của thép đúc thường được đánh giá bằng các thử nghiệm va đập.Vì độ bền và độ dẻo dai của thép đúc là một cặp chỉ tiêu trái ngược nhau nên xưởng đúc phải cân nhắc toàn diện để lựa chọn quy trình xử lý nhiệt phù hợp nhằm đạt được các đặc tính cơ học toàn diện theo yêu cầu của khách hàng.

4) Ảnh hưởng của xử lý nhiệt đến độ cứng của vật đúc
Khi độ cứng của thép đúc là như nhau, độ cứng của thép đúc sau khi nhiệt luyện có thể phản ánh một cách đại khái độ bền của thép đúc.Do đó, độ cứng có thể được sử dụng như một chỉ số trực quan để ước tính hiệu suất của thép đúc sau khi nhiệt luyện.Nói chung, độ cứng của thép cacbon đúc có thể đạt 120 HBW - 280 HBW sau khi xử lý nhiệt.

Nhiệt độ bình thường hóa của thép cacbon đúc
Nhiệt độ dập tắt của thép đúc
Độ cứng và các tính chất khác của thép cacbon
Ảnh hưởng của xử lý nhiệt đối với thép đúc hợp kim thấp

Thời gian đăng bài: Tháng 7-12-2021