¿Cómo controlar el estado de fundición y la estructura metalográfica de 45 #as de acero después del tratamiento térmico?

La estructura metalográfica del acero fundido a 45 # varía bajo diferentes condiciones de tratamiento térmico en el estado fundido de AS.

Entonces, ¿cómo controlamos el estado de fundición y la estructura metalográfica de 45 fundiciones de acero después del tratamiento térmico al producirlas? Se requiere un control fino tanto del proceso de fundición como del proceso de tratamiento térmico, con el objetivo de obtener una estructura uniforme, fina e inofensiva para cumplir con los requisitos de rendimiento final (fuerza, tenacidad, dureza, etc.).

Las siguientes son estrategias de control clave:

1 、 Controle la microestructura de fundición (sentar una base sólida para el tratamiento térmico posterior)

1. Optimizar los parámetros del proceso de fundición: temperatura de vertido: mientras garantice la capacidad de llenado, intente reducir la temperatura de vertido tanto como sea posible. La temperatura de vertido excesiva puede conducir al tamaño de grano grueso. La región de cristal columnar se expande. Aumentar la tendencia de la segregación. Promueva la formación de la organización WEI. Velocidad de enfriamiento: acelere la velocidad de enfriamiento: este es el núcleo de refinar la microestructura de fundición. Una tasa de enfriamiento más rápida puede suprimir el crecimiento del grano, reducir la segregación y aliviar o incluso evitar la formación de la estructura de Weibull. Método: use moldes de metal o moldes de metal cubierto de arena en lugar de moldes de arena pura; Coloque el hierro frío en la parte gruesa del fundición; Optimizar el diseño del moho (como la uniformidad del espesor de la pared y reducir los ahorros de calor); Elija modelar materiales con buena conductividad térmica; Controle la temperatura del molde. Enfriamiento uniforme: evite diferencias significativas en las tasas de enfriamiento entre diferentes partes del casting, lo que puede conducir a una organización desigual y estrés interno. Diseñe razonablemente el sistema de vertido y elevador y el diseño del hierro frío.

2. Tratamiento de inoculación/modificación: aunque 45 acero no se inocula convencionalmente como el hierro fundido, en casos específicos, se puede considerar agregar elementos de aleación traza (como vanadio V, titanio TI, Niobium NB) o elementos raros para el tratamiento de refinamiento de grano. Estos elementos forman altos compuestos de punto de fusión (como carburos y nitruros) que sirven como núcleos de nucleación heterogénea, promoviendo el refinamiento de grano. Se requiere un control preciso de la cantidad de adición y el proceso.

3. Controle la pureza del acero fundido: desoxidación adecuada: adopte procesos de desoxidación razonables (como la desoxidación de precipitación+desoxidación de difusión) para reducir el contenido de oxígeno disuelto en el acero fundido, reducir las inclusiones de FEO y el atribuido límite de grano resultante. Los desoxidantes comunes incluyen hierro de manganeso, hierro de silicio y aluminio. Refinación: si las condiciones lo permiten, realice una refinación externa (como agitación de argón) para reducir aún más el gas (O, H, N) y el contenido de inclusión. El acero fundido puro es beneficioso para obtener una microestructura fundida más densa, menos defectuosa y uniforme como microestructura fundida. El control del contenido de S y P: S es propenso a formar FES o (Mn, Fe) S, formando un punto de fusión bajo eutéctico a los límites de grano, aumentando la tendencia a agrietarse en caliente y una resistencia al deterioro; P aumenta la fragilidad fría. Se deben hacer esfuerzos para reducir el contenido de S y P al límite inferior requerido por el estándar. 4. Optimización del diseño del moho: reduzca los nodos de calor y evite la exposición prolongada a altas temperaturas, lo que puede provocar granos gruesos y segregación. Asegure la solidificación secuencial o la solidificación simultánea para reducir los defectos como la contracción y la porosidad, lo que a menudo dan como resultado una microestructura anormal en estas áreas de defectos.

2 、 El tratamiento térmico convencional para 45 piezas de acero fundido de acero se está normalizando, y a veces la normalización y el templado se llevan a cabo de acuerdo con los requisitos para controlar la organización después del tratamiento térmico (el núcleo está normalizando el tratamiento). El propósito es eliminar los defectos en la microestructura de fundición AS y obtener una estructura uniforme y fina de perlita+ferrita.

1. Tratamiento de normalización (más crucial):

Temperatura de calentamiento: generalmente seleccionado entre 30-50 ℃ por encima de AC ∝. Para 45 acero, AC ∝ es de alrededor de 780 ℃, por lo que el rango de temperatura de normalización generalmente está entre 850-880 ℃. Propósito: Austenitizar (gamificarse) como la estructura de fundición, elimine la estructura de fundición original como la fundición (como la estructura de Weibull, los granos gruesos y las áreas de segregación compositiva), y obtenga una austenita uniformemente compuesta. Control: baja temperatura, austenitización incompleta, residual como estructura fundida; La temperatura excesiva conduce a un crecimiento significativo de los granos de austenita, lo que resulta en una microestructura gruesa después de la normalización. Tiempo de aislamiento: debe asegurarse de que la fundición esté completamente quemada y la composición de austenita es básicamente uniforme. Base de cálculo: generalmente calculado en función del grosor efectivo de la fundición (como 1.5-2.0 minutos/milímetro). Control: demasiado corto tiempo, austenitización incompleta del corazón; Si el tiempo es demasiado largo, puede aumentar la oxidación y la descarburización, y el tamaño del grano puede crecer. Para las piezas fundidas con segregación dendrítica, puede tardar un tiempo un poco más largo en que los componentes se difundan de manera uniforme. Método de enfriamiento: enfriamiento en aire estático o forzado. Objetivo: obtener la perlita más fina (estructura pseudo -eutectoidea) y los granos de ferrita más finos que el recocido. Control: la velocidad de enfriamiento debe ser uniforme y consistente. Evitar: enfriar demasiado rápido (como demasiado viento): puede hacer que una pequeña cantidad de estructura de no equilibrio (como bainita o incluso martensita) aparezca en el área de paredes delgadas, aumentando la dureza y la fragilidad. Enfriamiento lento (como apilar demasiado densamente): pierde el efecto de normalización, y la estructura se enrolla y aborda el estado recocido. Asegúrese de que los moldes tengan suficiente espacio fuera del horno para la disipación de calor. La función principal de la normalización es eliminar los granos gruesos, los granos columnares y la estructura de Weibull en la microestructura de fundición. Refina el tamaño del grano y alcanza la estructura uniforme. Eliminar el estrés interno (parcialmente). Mejorar el rendimiento de corte. Proporcione una mejor estructura original para un posible enfriamiento y templado en el futuro.

2. Tratamiento de recocido

La estructura metalográfica del acero fundido a 45 # después del tratamiento del recocido es más uniforme y estable en comparación con la estructura de fundición, principalmente compuesta de las siguientes partes: perlita, que es el componente principal de la estructura recocida y tiene una estructura en capas o en forma de lámina, compuesta de ferrita y cementita uniformemente alternativa. Durante el proceso de recocido, el espacio entre capas de perlita es más uniforme y la distribución es más regular, lo que ayuda a mejorar la tenacidad y el rendimiento del procesamiento del material. Ferrita: distribuido en bloque o forma de red pequeña alrededor de la perlita o en los límites de grano. En comparación con el estado de fundición de AS, la ferrita recocida tiene una morfología más regular, una cantidad y distribución más uniformes, reduciendo los efectos adversos de la ferrita gruesa o en red que pueden existir en el estado de reparto AS en el rendimiento. La función principal del recocido es eliminar el estrés de fundición, refinar el tamaño del grano y mejorar la uniformidad de la microestructura. Por lo tanto, en la estructura de acero fundido 45 # recocido, las estructuras pobres como la estructura de Weibull se eliminan básicamente, y la influencia de los defectos de fundición (como la flojedad) también se debilitará debido a la densificación de la estructura. El rendimiento general es más adecuado para el procesamiento o uso posterior.

3. Tratamiento de templado: para 45 piezas de acero ordinarias, después de la normalización, la mayoría de los requisitos de rendimiento generalmente se pueden cumplir sin templar. La velocidad de enfriamiento de la normalización no es suficiente para generar un estrés de enfriamiento significativo. Situaciones que requieren templado: para las fundiciones que requieren estabilidad dimensional extremadamente alta, el templado de baja temperatura (150-250 ℃) puede eliminar aún más el estrés residual. La estructura de fundición es particularmente compleja, y hay estrés local excesivo durante el proceso de enfriamiento de normalización (incluso si no se produce martensita). El control inadecuado de la velocidad de enfriamiento de normalización conduce a la aparición de una pequeña cantidad de martensita o bainita dura y frágil en áreas locales, especialmente en esquinas de paredes delgadas y afiladas. Se requiere temperamento de baja temperatura (200-300 ℃) para reducir su dureza y fragilidad. Temperatura de temple: generalmente 150-300 ℃ (templado de baja temperatura). Tiempo de aislamiento: calculado por el grosor (por ejemplo, 1-2 horas/pulgada) para garantizar la penetración por calor. Enfriamiento: enfriamiento de aire. 3 、 Medidas de control que se ejecutan a través de todo el proceso 1 Control de composición estricto: Asegúrese de que elementos principales como C, Mn, SI, etc. estén dentro del rango estándar (como GB/T 11352 o ASTM A27/A27M). La fluctuación del contenido de carbono afecta directamente la proporción y las propiedades de la perlita y la ferrita en la estructura final. Controle estrictamente el contenido de elementos dañinos S y P. Monitoree el contenido de elementos residuales (como CR, Ni, Cu, Mo, etc.) para evitar su aumento inesperado que afecta el punto de transición de fase y la microestructura. 2. Inspección y retroalimentación metalográfica: como inspección del elenco: el muestreo se toma en ubicaciones críticas para verificar problemas serios como el tamaño de grano grueso, la estructura de Weibull e inclusiones excesivas no metálicas. Se proporciona comentarios oportunos para ajustar el proceso de fundición. Inspección del tratamiento térmico posterior: este es el paso más importante. Después del tratamiento térmico final (generalmente en el estado normalizado o el estado templado+normalizado), se deben tomar muestras del cuerpo de fundición o bloque de prueba unido para un examen metalográfico: el tipo de microestructura debe distribuirse uniformemente la perlita fina+ferrita poligonal (a veces la ferrita se distribuye en una malla a lo largo de los límites de grano de austenita originales). No se permite tener una estructura fundida residual, estructura de Weibull, una gran cantidad de bainita o martensita. Tamaño de grano: evalúe el grado de tamaño de grano de austenita (generalmente requiere 5-8 grados o más finos). Inclusiones no metálicas: la calificación se controla dentro del rango calificado. Pruebas de rendimiento: coopere con pruebas de rendimiento mecánica (resistencia a la tracción, resistencia al rendimiento, alargamiento, energía de impacto, dureza) para verificar si el control organizacional logra los objetivos de rendimiento esperados. Resumen de puntos de control: 1. Como base de fundición: fundición de sobrecalentización baja+enfriamiento rápido y uniforme → obteniendo una microestructura relativamente pequeña, uniforme y libre de defectos como microestructura fundida. 2. Tratamiento térmico del núcleo (normalización): temperatura precisa: AC ∝+30 ~ 50 ℃ (850-880 ℃) → Austenitización completa sin crecimiento. Tiempo suficiente: quema completa+enfriamiento uniforme de componentes; Apropiado: enfriamiento de aire uniforme → Obtener perlita fina+ferrita. 3. Templado necesario: solo se usa para aliviar el estrés o tratar las estructuras locales de no equilibrio (templado de baja temperatura).

4. Ingredientes puros: bajo en S y P, completamente desoxigenado.

5. Inscribe inspección: la estructura metalográfica y las propiedades mecánicas de los materiales fundidos y tratados con calor son los criterios de evaluación finales.

Al controlar sistemáticamente los pasos anteriores, es posible garantizar efectivamente que 45 fundiciones de acero obtengan un estado fundido ideal y una estructura metalográfica después del tratamiento térmico, cumpliendo así con los requisitos de rendimiento de su servicio. ** El examen metalográfico es el último medio para verificar la efectividad de todos los controles del proceso.