Nodilumizturīgu tērauda lējumu termiskā apstrāde

Nodilumizturīgs (vai nodilumizturīgs) lietie tēraudi attiecas uz lietiem tēraudiem ar labu nodilumizturību. Pēc ķīmiskā sastāva tas ir sadalīts neleģētā, mazleģētā un leģētā nodilumizturīgā tēraudā. Ir daudz nodilumizturīgā tērauda veidu, ko aptuveni var iedalīt augsta mangāna tēraudā, vidēji un zema leģētā nodilumizturīgā tēraudā, hroma-molibdēna-silīcija-mangāna tēraudā, kavitācijas izturīgā tēraudā, nodilumizturīgā tēraudā, un īpašs nodilumizturīgs tērauds. Daži vispārīgi leģēti tēraudi, piemēram, nerūsējošais tērauds, gultņu tērauds, leģētais instrumentu tērauds un leģētais konstrukcijas tērauds, īpašos apstākļos tiek izmantoti arī kā nodilumizturīgs tērauds.

Vidēji un mazleģētie nodilumizturīgie tēraudi parasti satur tādus ķīmiskus elementus kā silīcijs, mangāns, hroms, molibdēns, vanādijs, volframs, niķelis, titāns, bors, varš, retzemju metāli utt. Daudzu lielu un vidēju lodīšu čaulas. dzirnavas Amerikas Savienotajās Valstīs ir izgatavotas no hroma-molibdēna-silīcija-mangāna vai hroma-molibdēna tērauda. Lielākā daļa slīpēšanas bumbiņu Amerikas Savienotajās Valstīs ir izgatavotas no vidēja un augsta oglekļa satura hroma molibdēna tērauda. Apstrādājamām detaļām, kas strādā relatīvi augstā temperatūrā (piemēram, 200–500 ℃) abrazīva nodiluma apstākļos vai kuru virsmas ir pakļautas relatīvi augstām temperatūrām berzes siltuma dēļ, sakausējumiem, piemēram, hroma molibdēna vanādija, hroma molibdēna vanādija niķeļa vai hroma molibdēna vanādija volframa var izmantot.

Nobrāzums ir parādība, kurā materiāls uz objekta darba virsmas tiek nepārtraukti iznīcināts vai zaudēts relatīvā kustībā. Sadalot ar nodiluma mehānismu, nodilumu var iedalīt abrazīvajā nodilumā, līmes nodilumā, korozijas nodilumā, erozijas nodilumā, kontakta noguruma nodilumā, trieciena nodilumā, nodilumā un citās kategorijās. Rūpniecības jomā abrazīvais nodilums un adhezīvs nodilums veido lielāko daļu sagataves nodiluma defektu, un nodiluma atteices režīmi, piemēram, erozija, korozija, nogurums un fretting, mēdz rasties dažu svarīgu komponentu darbībā, tāpēc tie kļūst arvien biežāki. un vairāk uzmanības. Darba apstākļos bieži vien vai viens pēc otra parādās vairāki nodiluma veidi, un nodiluma atteices mijiedarbība iegūst sarežģītāku formu. Apstrādājamās detaļas nodiluma bojājuma veida noteikšana ir pamats saprātīgai nodilumizturīga tērauda izvēlei vai izstrādei.

Turklāt detaļu un komponentu nodilums ir sistēmas inženierijas problēma. Nodilumu ietekmē daudzi faktori, tostarp darba apstākļi (slodze, ātrums, kustības režīms), eļļošanas apstākļi, vides faktori (mitrums, temperatūra, apkārtējā vide utt.) un materiāla faktori (sastāvs, organizācija, mehāniskās īpašības), virsma. detaļu kvalitāte un fizikālās un ķīmiskās īpašības. Izmaiņas katrā no šiem faktoriem var mainīt nodiluma apjomu un pat mainīt nodiluma mehānismu. Redzams, ka materiālais faktors ir tikai viens no faktoriem, kas ietekmē sagataves nodilumu. Lai uzlabotu tērauda detaļu nodilumizturību, ir jāsāk ar kopējo berzes un nodiluma sistēmu īpašos apstākļos, lai sasniegtu vēlamo efektu.

1. Nodilumizturīgu tērauda lējumu ar augstu mangāna saturu šķīduma termiskā apstrāde (ūdens rūdīšanas apstrāde)

Nodilumizturīgā tērauda ar augstu mangāna saturu liešanas struktūrā ir liels skaits izgulsnētu karbīdu. Šie karbīdi samazinās lējuma stingrību un atvieglos tā lūzumu lietošanas laikā. Tērauda ar augstu mangāna saturu lējumu šķīduma termiskās apstrādes galvenais mērķis ir likvidēt karbīdus liešanas struktūrā un uz graudu robežām, lai iegūtu vienfāzes austenīta struktūru. Tas var uzlabot tērauda ar augstu mangāna saturu stiprību un stingrību, lai tērauda lējumi ar augstu mangāna saturu būtu piemēroti plašākam laukiem.

Nodilumizturīgā tērauda lējumu ar augstu mangāna saturu šķīduma termisko apstrādi var aptuveni iedalīt vairākos posmos: lējumu uzsildīšana līdz virs 1040°C un noturēšana uz atbilstošu laiku, lai tajos esošie karbīdi pilnībā izšķīstu vienfāzes austenītā. ; pēc tam strauji atdzesējot , Iegūstiet austenīta cietā šķīduma struktūru. Šo šķīduma apstrādi sauc arī par apstrādi ar ūdeni.

(1) Ūdens rūdīšanas apstrādes temperatūra

Ūdens izturības temperatūra ir atkarīga no augsta mangāna tērauda ķīmiskā sastāva, parasti 1050 ℃-1100 ℃. Tēraudam ar augstu mangāna saturu ar augstu oglekļa saturu vai augstu sakausējumu saturu (piemēram, ZG120Mn13Cr2 tēraudam un ZG120Mn17 tēraudam) ir jāpiemēro ūdens izturības temperatūras augšējā robeža. Tomēr pārmērīgi augsta ūdens izturības temperatūra izraisīs smagu dekarbonizāciju uz lējuma virsmas un strauju tērauda graudu ar augstu mangāna saturu augšanu, kas ietekmēs augsta mangāna satura tērauda veiktspēju.

(2) Ūdens rūdīšanas apstrādes sildīšanas ātrums

Mangāna tērauda siltumvadītspēja ir sliktāka nekā vispārējam oglekļa tēraudam. Tērauda lējumiem ar augstu mangāna saturu ir augsts spriegums, un tie karsējot viegli plaisāt, tāpēc sildīšanas ātrums jānosaka atbilstoši sienu biezumam un lējuma formai. Vispārīgi runājot, lējumi ar mazāku sieniņu biezumu un vienkāršu struktūru var tikt uzkarsēti ātrāk; lējumi ar lielāku sienu biezumu un sarežģītu konstrukciju jāsilda lēni. Faktiskajā termiskās apstrādes procesā, lai samazinātu lējuma deformāciju vai plaisāšanu sildīšanas procesā, tas parasti tiek uzkarsēts līdz aptuveni 650 ℃, lai samazinātu temperatūras starpību starp lējumu iekšpusi un ārpusi, kā arī temperatūru. krāsns ir vienmērīga, un pēc tam ātri paaugstinās līdz ūdens izturības temperatūrai.

(3) Ūdens rūdīšanas apstrādes turēšanas laiks

Ūdens rūdīšanas apstrādes noturēšanas laiks galvenokārt ir atkarīgs no lējuma sieniņu biezuma, lai nodrošinātu pilnīgu karbīdu izšķīšanu liešanas konstrukcijā un austenīta struktūras homogenizāciju. Normālos apstākļos to var aprēķināt, palielinot turēšanas laiku par 1 stundu par katru 25 mm sieniņu biezuma palielinājumu.

(4) Ūdens rūdīšanas apstrādes dzesēšana

Dzesēšanas procesam ir liela ietekme uz lējuma veiktspējas indeksu un struktūru. Ūdens rūdīšanas apstrādes laikā lējuma temperatūrai pirms ieiešanas ūdenī jābūt virs 950°C, lai novērstu karbīdu atkārtotu nogulsnēšanos. Šī iemesla dēļ laika intervāls starp izliešanu no krāsns un ieiešanu ūdenī nedrīkst pārsniegt 30 sekundes. Ūdens temperatūrai jābūt zemākai par 30°C, pirms lējums nonāk ūdenī, un maksimālā ūdens temperatūra pēc ieiešanas ūdenī nedrīkst pārsniegt 50°C.

(5) Karbīds pēc ūdens cietināšanas apstrādes

Pēc ūdens rūdīšanas apstrādes, ja karbīdi tēraudā ar augstu mangāna saturu ir pilnībā izvadīti, šajā laikā iegūtā metalogrāfiskā struktūra ir viena austenīta struktūra. Bet šādu struktūru var iegūt tikai plānsienu lējumos. Parasti austenīta graudos vai uz graudu robežām ir atļauts neliels daudzums karbīdu. Neizšķīdušos karbīdus un nogulsnētos karbīdus var likvidēt, atkārtoti termiski apstrādājot. Tomēr eitektiskie karbīdi, kas izgulsnējas pārmērīgas sildīšanas temperatūras dēļ, veicot apstrādi ar ūdens rūdīšanu, nav pieņemami. Tā kā eitektisko karbīdu nevar likvidēt ar termisko apstrādi vēlreiz.

 

2. Nodilumizturīgu augstas hanganas tērauda lējumu termiskā apstrāde ar nokrišņu stiprināšanu

Nodilumizturīga tērauda ar augstu mangāna saturu nokrišņu stiprinošā termiskā apstrāde attiecas uz noteikta daudzuma karbīdu veidojošo elementu (piemēram, molibdēna, volframa, vanādija, titāna, niobija un hroma) pievienošanu, termiski apstrādājot, lai iegūtu noteiktu daudzumu un izmēru. augsts mangāna tērauds Disperģēto karbīda daļiņu otrā fāze. Šī termiskā apstrāde var stiprināt austenīta matricu un uzlabot augsta mangāna tērauda nodilumizturību.

3. Nodilumizturīgu vidēja hroma tērauda lējumu termiskā apstrāde

Nodilumizturīgu vidēja hroma tērauda lējumu termiskās apstrādes mērķis ir iegūt martensīta matricas struktūru ar augstu izturību, stingrību un augstu cietību, lai uzlabotu tērauda lējumu izturību, stingrību un nodilumizturību.

Nodilumizturīgs vidēji hroma tērauds satur vairāk hroma elementu un tam ir augstāka rūdāmība. Tāpēc tā parastā termiskās apstrādes metode ir: pēc 950 ℃-1000 ℃ tā austenitizācija, pēc tam dzēšanas apstrāde un savlaicīga atlaidināšana (parasti 200-300 ℃).

 

4. Nodilumizturīgu mazleģēta tērauda lējumu termiskā apstrāde

Nodilumizturīgos mazleģētā tērauda lējumus apstrādā ar rūdīšanu ūdenī, rūdīšanu eļļā un rūdīšanu ar gaisu atkarībā no sakausējuma sastāva un oglekļa satura. Perlitic nodilumizturīgs liešanas tērauds izmanto normalizēšanas + rūdīšanas termisko apstrādi.

Lai iegūtu martensīta matricu ar augstu stiprību, stingrību un cietību un uzlabotu tērauda lējumu nodilumizturību, nodilumizturīgos mazleģētā tērauda lējumi parasti tiek rūdīti 850-950°C un rūdīti 200-300°C. .