Жоғары сапалы жоғары хромды шойын бөлшектерін қалай жасауға болады?

Жоғары хромды шойын металлургия, тау-кен өнеркәсібі, цемент және энергетика сияқты салаларда кеңінен қолданылатын өте маңызды тозуға төзімді материал болып табылады. Оны балқыту және термиялық өңдеу процестері тамаша микроқұрылымды және тамаша тозуға төзімділікті қамтамасыз ету үшін қатаң талаптарды талап етеді.

Төменде жоғары хромды шойынға арналған балқыту ингредиенттерінің, балқу температурасының, құю температурасының және термиялық өңдеу процесінің негізгі нүктелерінің егжей-тегжейлі түсіндірмесі берілген.

1、 Балқытылған жоғары хромды шойынның химиялық құрамы оның өнімділігінің негізі болып табылады, әдетте негізгі дизайн элементі ретінде Cr/C (хром көміртегі қатынасы) болады.

1. Негізгі химиялық құрам диапазоны (типтік): Көміртек (C): 2,0% -3,5%. Көміртек құрамы бастапқы карбидтер мен эвтектикалық карбидтердің мөлшерін, морфологиясын және қаттылығын анықтайды. Көміртегі мөлшері неғұрлым жоғары болса, соғұрлым қаттылық жоғары болады, бірақ қаттылық төмендейді. Хром (Cr): 12% -30% (әдетте 15% -28%) кездеседі. Хром карбидтерді қалыптастыру және субстраттың коррозияға төзімділігін қамтамасыз ету үшін негізгі элемент болып табылады. Негізгі мәселе - Cr/C қатынасын бақылау. Молибден (Мо): 0,5% -3,0%. Молибден қатаюды жақсартады, перлиттік трансформацияны тежейді және бейнит немесе мартенситтің түзілуіне ықпал етеді, әсіресе үлкен секциялы құймалар үшін. Сонымен қатар, ол ұйымды нақтылай алады, қаттылықты және тозуға төзімділікті жақсартады. Мыс (Cu): 0,5% -1,5%. Ол сондай-ақ беріктікті жақсарту үшін қолданылады және молибденді ішінара арзан алмастырғыш болып табылады, бірақ оның әсері молибден сияқты жақсы емес. Никель (Ni): 0-1,5%. Қаттылықты жақсартуға және матрицаны нығайтуға көмектесу. Марганец (Mn): 0,5% -1,0%. Аустенитті тұрақтандыру және қатаю қабілетін жақсарту. Дегенмен, шамадан тыс жоғары деңгейлер аустенитті тұрақтандыруы мүмкін, бұл қалдық аустениттің ұлғаюына және дән шекараларында сегрегацияға әкеледі, бұл қаттылыққа нұқсан келтіреді. Кремний (Si): 0,3% -1,0%. Тотықсыздандырғыш элементтер, бірақ карбидтің графиттенуіне ықпал етеді, сондықтан мазмұны тым жоғары болмауы керек. Күкірт (S) және фосфор (P): қатаң шектелген. P <0,06%，S <0,05%。 Олардың барлығы қаттылық пен беріктікті айтарлықтай төмендететін және термиялық крекингке бейімділігін арттыратын зиянды элементтер.

2. Cr/C қатынасының маңыздылығы: Cr/C<4: (Fe, Cr) ∝ Құрылымда қаттылығы төмен және тозуға төзімділігі төмен С карбидтері пайда болады. Cr/C ≈ 4-10: жоғары қаттылық (Fe, Cr) ₇ C ∨ эвтектикалық карбид (жоғары хромды шойынның тозуға төзімділігінің негізгі көзі болып табылады) шток немесе жолақ түрінде түзіледі, ол матрицаға аз бөлетін әсерге ие және жақсы беріктікке ие. Бұл ең жиі қолданылатын интервал. Cr/C>10: (Cr, Fe) ₂ ∝ C ₆ - типті карбидтердің көп мөлшері түзіле бастайды. Коррозияға төзімділік жақсарғанымен, қаттылық төмендейді және тозуға төзімділік (Fe, Cr) ₇ C ₆ сияқты жақсы емес.

3. Ингредиенттерді есептеу: Мақсатты ингредиент пен қалпына келтіру жылдамдығына негізделген пештің зарядының коэффициентін есептеңіз. Пеш заряды әдетте шойын, болат сынықтары, хром шойын (мысалы, жоғары көміртекті хром темір, төмен көміртекті хром темір), молибден темір, мыс, никель пластина, және т.б. қалпына келтіру жылдамдығына сілтеме: Cr және Mo сияқты элементтер орташа жиілікті индукциялық пеште балқытылған кезде жоғары қалпына келтіру жылдамдығына ие, әдетте индукциялық пеште 89% есептейді. Mn қалпына келтіру жылдамдығы шамамен 85% -95% құрайды.

2、 Балқу температурасы және құю температурасы

1. Балқыту температурасы: Кесу температурасы тым жоғары болмауы керек, әдетте 1480 ° C және 1520 ° C аралығында бақыланады. Себеп: Шамадан тыс температура қорытпа элементтерінің жану жоғалуын арттыруы мүмкін (мысалы, Cr және Si тотығуы), болат сұйықтығында сутегі мен азоттың сіңуін күшейтуі және дәндерді ірілеу. Төмен температура қорытпаны балқытуға, құрамды гомогенизациялауға және шлактарды бөлуге қолайлы емес.

2. Құю температурасы: құю температурасы құйманың қабырғасының қалыңдығына және құрылымына сәйкес анықталуы керек, әдетте 1380 ° C-тан 1450 ° C-қа дейін. Қалың және қарапайым бөлшектер үшін төменгі құю температурасын (мысалы, 1380 ° C-тан 1420 ° C-қа дейін) пайдалану керек. Жұқа қабырғалы және күрделі бөлшектер: жақсы толтыру мүмкіндігін қамтамасыз ету үшін жоғары құю температураларын (мысалы, 1420 ° C-1450 ° C) пайдаланыңыз. Принцип: Толтыруды қамтамасыз ету үшін мүмкіндігінше төменірек құю температурасын қолдануға тырысыңыз.

3、 Термиялық өңдеу процесінің негізгі нүктелері

Жоғары хромды шойынның құйылған микроқұрылымы әдетте аустенит + эвтектикалық карбидтер + жартылай перлит, қаттылығы төмен және қаттылығы нашар. Қаттылығы мен тозуға төзімділігі жоғары мартенситті матрицаны тек термиялық өңдеу арқылы алуға болады.

Термиялық өңдеудің өзегі – «аустениттеу+сөндіру».

1. Аустениттеу: Температура: 940 ° C-980 ° C. Меншікті температура құрамға, әсіресе Cr және C мазмұнына байланысты. Жоғары көміртекті және жоғары хром формулалары үшін төменгі температура шегін алыңыз, әйтпесе жоғарғы температура шегін алыңыз. Оқшаулау уақыты: Әдетте қабырға қалыңдығына қарай есептеледі, оқшаулау әрбір 25 миллиметр үшін 1 сағатты алады. Карбидтердегі көміртегі мен легирлеуші ​​элементтердің аустенитке толығымен ерігеніне көз жеткізіңіз, бірақ ұзақ уақыт дәннің өсуіне және карбидтің іріленуіне әкелуі мүмкін. Негізгі нүкте: Аустенитизациядан кейін матрица көміртегі мен легірлеуші ​​элементтерге бай аустенитке айналады.

2. Сөндіру: Салқындату әдісі: Аустенизация температурасынан шығарылғаннан кейін оны тез салқындату (сөндіру) керек. Жалпы әдіс: Ауаны сөндіру: Бұл ең жиі қолданылатын және қауіпсіз әдіс. Құрамындағы жоғары қорытпаның және жақсы қатайтылатындығына байланысты перлиттік трансформацияны болдырмау және мартенситтік матрицаны алу үшін ауаны салқындату жеткілікті. Үлкен немесе күрделі компоненттер үшін ауаны салқындату крекинг қаупін тиімді азайтады. Ауаны мәжбүрлеп сөндіру: ауаны үрлеу және салқындатуды жеделдету үшін желдеткішті пайдалану. Мұнайды сөндіру: тек өте кішкентай немесе қарапайым пішінді құймалар үшін пайдаланылады, жоғары тәуекелді және оңай крекингті қажет етеді, үлкен сақтықты қажет етеді. Мақсаты: Жоғары температуралы аустенитті мартенситті түрлендіру температурасынан (Ms нүктесі) төмен салқындату және оны қаттылығы жоғары мартенситке айналдыру.

3. Шынықтыру: Қажеттілік: Сөндіруден кейін ішкі кернеу өте жоғары, ал құрылымы мартенсит+ қалдық аустенит, ол өте сынғыш және дереу шыңдалуы керек. Температура: Төмен температурада шынықтыру әдетте 200 ° C пен 300 ° C аралығында қолданылады, кейде 450 ° C шамасында орташа температурада жұмсарту қолданылады (бұл қаттылықты азайтады, бірақ қаттылықты жақсартады). Оқшаулау уақыты: 2-6 сағат (қабырғаның қалыңдығына байланысты). Функция: Сөндіру кернеуін жеңілдету және пайдалану кезінде крекингтің алдын алу. Сөндірілген мартенситті шыңдалған мартенситке айналдыру қаттылықты аздап төмендетеді, бірақ қаттылық пен тұрақтылықты айтарлықтай жақсартады. Кейбір қалдық аустениттің мартенситке айналуына ықпал ету (екінші реттік сөндіру).

4. Арнайы процесс: Субкритикалық өңдеу. Соққыға төзімділіктің жоғары болуын талап ететін кейбір жұмыс жағдайлары үшін 450 ° C-520 ° C аралығында ұзақ мерзімді оқшаулаумен (мысалы, 4-10 сағат) субкритикалық өңдеуді қолдануға болады. Бұл процесс қалдық аустенитті бейнитті феррит пен карбидтерге ыдыратады, нәтижесінде беріктік пен қаттылықтың тамаша үйлесімі пайда болады, бірақ қаттылық төмендеуі мүмкін.

Қысқаша мазмұны: KmTBCr26 жоғары хромды шойынға арналған әдеттегі термиялық өңдеу қисығы келесідей: [Аустенизация] 960 ° C ± 10 ° C дейін қыздыру -> 4-6 сағат ұстау -> [Өндіру] Ауаны бөлме температурасына дейін салқындату -> [Темперлеу] Бірден 250 ° C дейін қыздыру -> 4 ° C салқындату -> -1 разряд. Маңызды ескерту: термиялық өңдеуге арналған пешке кірер алдында құймаларды мұқият тазалау керек (қалыпты құмды, көтергіштерді және т.б. алу). Қыздыру жылдамдығы тым жылдам болмауы керек, әсіресе күрделі компоненттер үшін. Бірте-бірте қыздыру ұсынылады (мысалы, белгілі бір уақыт ішінде 600 ° C біркелкі температураны сақтау). Ылғалданғаннан кейін оны қолданар алдында бөлме температурасына дейін салқындату керек. Құрамды, балқытуды және термиялық өңдеудің бірқатар параметрлерін дәл бақылау арқылы ғана жоғары өнімділігі жоғары хромды шойынның тозуға төзімді бөлшектерін жасауға болады.