إن فهم المعالجة الحرارية للحديد الدكتايل ومضاعفة قوة وصلابة المسبوكات ليس حلمًا!

في مجال الصب ، أصبح الحديد الدكتايل أداة متعددة الاستخدامات للتطبيقات الصناعية بسبب بنية الجرافيت الكروية الفريدة. والمعالجة الحرارية ، كخطوة رئيسية في الاستفادة من إمكانات أدائها ، مهمة بشكل خاص.

لذلك ، كيفية تحقيق المطابقة الأمثل للقوة والمتانة وارتداء المقاومة من خلال التحكم في العملية؟ اليوم ، سنجمع بين التطبيقات العملية لتلخيص العمليات الأساسية ونقاط التشغيل للمعالجة الحرارية لحديد الدكتايل.

يتطلب الصلب الجرافيت في درجات الحرارة المنخفضة تسخين درجة الحرارة إلى 720-760 ℃ ، وتبريده في الفرن إلى أقل من 500 ℃ ، ثم يبرد الهواء خارج الفرن. تتمثل الوظيفة الأساسية في هذه العملية في تعزيز تحلل كربيد الكربودات ، وبالتالي الحصول على مكواة الدكتايل مع مصفوفة الفريت.

بسبب تكوين مصفوفة الفريت ، يمكن تحسين صلابة المادة بشكل كبير. هذه العملية مناسبة بشكل خاص للسيناريوهات حيث يكون مزيجًا من الفريت ، واللبرليت ، والأسمنت ، والجرافيت عرضة في المسبوكات ذات الجدران الرقيقة بسبب التكوين الكيميائي ومعدل التبريد وعوامل أخرى. يمكن أن يؤدي الصلب الجرافيت في درجة الحرارة المنخفضة إلى تحسين صلابة مثل هذه المسبوكات.

02 درجة حرارة عالية من الجرافيت الصلب

يتطلب الصلب المرتفع درجات الحرارة العالية تسخين الصب إلى 880-930 ℃ ، ثم نقله إلى 720-760 ℃ للعزل ، وأخيراً تبريده في الفرن إلى أقل من 500 ℃ وترك الفرن لتبريد الهواء.

الهدف الرئيسي من هذه العملية هو التخلص من بنية المصبوب البيضاء في الصب ، عن طريق التسخين الكامل والاحتفاظ بدرجات حرارة عالية ، وتحلل الأسمنت في هيكل المصبوب الأبيض ، والحصول على مصفوفة الفريت في نهاية المطاف. بعد علاج الجرافيت ذي درجة حرارة عالية ، تتناقص صلابة الصب ، وزيادة اللدونة والصلابة بشكل كبير. في الوقت نفسه ، يكون مريحًا للقطع اللاحق وهو مناسب لأجزاء الحديد الدكتايل التي تحتاج إلى تحسين أداء المعالجة أو تعزيز اللدونة والصلابة.

قوة ومنظم أداء شامل

02 غير مكتمل تطبيع الأوستينيت

يتم التحكم في درجة حرارة التدفئة للتطبيع غير المكتمل للتطبيع في 820-860 ℃ ، وطريقة التبريد هي نفسها لتطبيع أوستنيتينيت الكامل ، تستكمل بعملية التخفيف من 500-600 ℃. عندما يتم تسخينها في نطاق درجة الحرارة هذا ، تتحول بعض بنية المصفوفة إلى أوستنيت ، وبعد التبريد ، يتم تشكيل هيكل يتكون من بيرلايت وكمية صغيرة من الفريت المشتت.

يمكن أن تمنح هذه المنظمة المسبوكات ذات الخصائص الميكانيكية الشاملة الجيدة ، وموازنة القوة والمتانة ، وهي مناسبة للمكونات الهيكلية ذات المتطلبات العالية للأداء الشامل.

إنشاء مكونات "متشددين" عالية الأداء

01 التبريد والمعالجة المتداعية (التبريد+ارتفاع درجة الحرارة)

تتمثل معلمات العملية في التبريد والمعالجة المتقاطعة في درجة حرارة التدفئة من 840-880 ℃ ، مع التبريد بالزيت أو الماء ، وتراجع درجة الحرارة العالية عند 550-600 ℃ بعد التبريد. من خلال هذه العملية ، يتم تحويل بنية المصفوفة إلى martensite مقسى مع الحفاظ على مورفولوجيا الجرافيت الكروية.

يتمتع بنية martensite المقسى بخصائص ميكانيكية شاملة ممتازة ، مع تطابق جيد بين القوة والصلابة. لذلك ، يستخدم التبريد والمعالجة المتقاطعة على نطاق واسع في أعمدة محرك الديزل ، وربط القضبان ومكونات العمود الأخرى ، والتي تتطلب كل من القوة العالية والصلابة للتكيف مع ظروف العمل.

02 التبريد متساوي الحرارة

يتم تسخين خطوات عملية التبريد متساوي الحرارة إلى 840-880 ℃ ، تليها التبريد في حمام ملح في 250-350 ℃. يمكن أن تحقق هذه العملية البنية المجهرية ذات الخصائص الميكانيكية الشاملة الممتازة في المسبوكات ، وعادة ما تكون مزيجًا من البينيت ، والجرافيت الأوستينيت المتبقي والكروي.

يمكن أن يؤدي التبريد المتساوي الحراري إلى تحسين القوة والمتانة وارتداء المقاومة ، خاصةً مناسبة للأجزاء ذات المتطلبات العالية للصلابة ومقاومة التآكل ، مثل حلقات تحمل.

الأداء المحلي "ترقية دقيقة"

01 تبريد السطح

يمكن استخدام التردد العالي ، والتردد المتوسط ، واللهب ، والطرق الأخرى للتخفيف السطحي لعلاج الحديد الدكتايل. تشكل تقنيات التبريد السطحية هذه طبقة عالية من الصلابة على سطح المسبوكات عن طريق التدفئة محليًا وتبريدها بسرعة ، بينما يحافظ النواة على بنيته الأصلية.

يمكن أن يحسن تبريد السطح بشكل فعال من الصلابة ، ومقاومة التآكل ، ومقاومة التعب من المسبوكات ، وهو مناسب للأجزاء ذات الإجهاد المحلي العالي مثل مجلات العمود المرفقي وأسطح الأسنان التروس. من خلال التعزيز المحلي ، يمكن تمديد عمر خدمة الأجزاء.

02 العلاج النيترخ الناعم

يعد علاج النيتريغ الناعم عملية لتشكيل طبقة مركبة على سطح المسبوكات من خلال نشر COBORN النيتروجين.

يمكن أن تحسن هذه العملية بشكل كبير من صلابة وتآكل سطح الصب ، وتعزيز مقاومة ارتداء السطح بشكل كبير دون تقليل صلابة الركيزة بشكل كبير. إنه مناسب لأجزاء الحديد الدكتايل مع متطلبات أداء السطح العالية ، مثل المكونات الميكانيكية التي تحتاج إلى تحمل الاحتكاك لفترة طويلة.

النقاط الرئيسية لعملية معالجة الحرارة

1. التحكم في درجة حرارة الفرن

درجة حرارة المسبوكات التي تدخل الفرن عمومًا لا تتجاوز 350 ℃. بالنسبة إلى المسبوكات ذات الحجم الكبير والهيكل المعقد ، يجب أن تكون درجة الحرارة التي تدخل الفرن أقل (مثل أقل من 200 ℃) لتجنب التكسير بسبب الإجهاد الحراري الناجم عن اختلاف في درجة الحرارة المفرطة. 2. اختيار معدل التدفئة

يجب ضبط معدل التدفئة وفقًا لحجم وتعقيد الصب ، وعادة ما يتم التحكم فيه في 30-120 ℃/h. بالنسبة للأجزاء الكبيرة أو المعقدة ، يجب استخدام معدل تسخين أقل (مثل 30-50 ℃/ساعة) لضمان التدفئة الموحدة للصب وتقليل خطر التشوه الحراري. 3. تحديد وقت العزل

يتم تحديد وقت العزل بشكل أساسي بناءً على سمك الجدار من الصب ، والذي يتم حسابه عمومًا على أنه عزل لمدة ساعة واحدة كل سماكة جدار 25 مم ، للتأكد من أن بنية المصفوفة يمكن أن تتحول بالكامل أثناء عملية التسخين وتحقيق تأثير المعالجة الحرارية المتوقعة.

من "تليين" الصلب إلى "تصلب" التبريد ، من التعزيز العام إلى التحسين السطحي ، يجب تصميم كل عملية بشكل شامل بناءً على تكوين المواد ، وهيكل الجزء ، وظروف الخدمة. يوصى بأن تنشئ المؤسسات قاعدة بيانات "أداء العملية" وتحسين الحلول ديناميكيًا من خلال تحليل المعادن (مثل نسبة اللؤلؤ ، ودرجة كروية الجرافيت) والاختبار الميكانيكي (اختبار الشد/التأثير) ، مما يجعل المعالجة الحرارية حقًا "المحرك الأساسي" لتعزيز قدرة المنتج على المنتج.