¡Comprender el tratamiento térmico del hierro dúctil y duplicar la fuerza y la dureza de las fundiciones no es un sueño!

En el campo de la fundición, el hierro dúctil se ha convertido en una herramienta versátil para aplicaciones industriales debido a su estructura de grafito esférica única. Y el tratamiento térmico, como un paso clave para aprovechar su potencial de rendimiento, es particularmente importante.

Entonces, ¿cómo lograr la coincidencia óptima de la fuerza, la dureza y la resistencia al desgaste a través del control del proceso? Hoy, combinaremos aplicaciones prácticas para resumir los procesos centrales y los puntos operativos del tratamiento térmico para el hierro dúctil.

El recocido de grafitización de baja temperatura requiere calentar la temperatura a 720-760 ℃, enfriándolo en el horno a menos de 500 ℃, y luego el aire enfriándola fuera del horno. La función central de este proceso es promover la descomposición de los carburos eutectoides, obteniendo así el hierro dúctil con una matriz de ferrita.

Debido a la formación de la matriz de ferrita, la tenacidad del material puede mejorarse significativamente. Este proceso es particularmente adecuado para escenarios en los que una mezcla de ferrita, perlita, cementita y grafito es propensa a ocurrir en fundiciones de paredes delgadas debido a la composición química, la velocidad de enfriamiento y otros factores. El recocido de grafitización de baja temperatura puede mejorar efectivamente la tenacidad de tales fundiciones.

02 recocido de grafitización de alta temperatura

El recocido de grafitización de alta temperatura primero requiere calentar la fundición a 880-930 ℃, luego transferirla a 720-760 ℃ para aislamiento, y finalmente enfriarla en el horno a menos de 500 ℃ y dejar el horno para enfriar el aire.

El objetivo principal de este proceso es eliminar la estructura de fundición blanca en la fundición, calentando y sosteniendo completamente a altas temperaturas, descomponiendo la cementita en la estructura de fundición blanca y, en última instancia, obteniendo una matriz de ferrita. Después del tratamiento de recocido de grafitización a alta temperatura, la dureza de la fundición disminuye y la plasticidad y la tenacidad aumentan significativamente. Al mismo tiempo, es conveniente para el corte posterior y es adecuado para piezas de hierro dúctil que necesitan mejorar el rendimiento del procesamiento o mejorar la plasticidad y la tenacidad.

Regulador de fuerza y rendimiento integral

02 Normalización de austenita incompleta

La temperatura de calentamiento para la normalización de austenitización incompleta se controla a 820-860 ℃, y el método de enfriamiento es el mismo que para la normalización completa de la austenitización, complementado por un proceso de templado de 500-600 ℃. Cuando se calienta dentro de este rango de temperatura, parte de la estructura de la matriz se transforma en austenita, y después del enfriamiento, se forma una estructura que consiste en perlita y una pequeña cantidad de ferrita dispersa.

Esta organización puede dotar fundiciones con buenas propiedades mecánicas integrales, fuerza y resistencia al equilibrio, y es adecuado para componentes estructurales con altos requisitos para un rendimiento integral.

Creación de componentes 'hardcore' de alto rendimiento

01 Tratamiento de apagado y templado (enfriamiento+temperatura de alta temperatura)

Los parámetros del proceso para el tratamiento de apagado y templado son la temperatura de calentamiento de 840-880 ℃, enfriamiento con enfriamiento de aceite o agua, y templamiento de alta temperatura a 550-600 ℃ después del enfriamiento. A través de este proceso, la estructura de la matriz se transforma en martensita templada mientras se conserva la morfología de grafito esférica.

La estructura de martensita templada tiene excelentes propiedades mecánicas integrales, con una buena coincidencia entre la resistencia y la dureza. Por lo tanto, el tratamiento de apagado y templado se usa ampliamente en los cigüeñales de motores diesel, las bielas y otros componentes del eje, que requieren alta resistencia y tenacidad para adaptarse a las condiciones de trabajo.

02 enfriamiento isotérmico

Los pasos de proceso del enfriamiento isotérmico son calentarse a 840-880 ℃, seguido de enfriamiento en un baño de sal a 250-350 ℃. Este proceso puede lograr una microestructura con excelentes propiedades mecánicas integrales en fundiciones, generalmente una combinación de bainita, austenita residual y grafito esférico.

El enfriamiento isotérmico puede mejorar significativamente la resistencia, la dureza y la resistencia al desgaste de las piezas fundidas, especialmente adecuadas para piezas con altos requisitos para la dureza y la resistencia al desgaste, como los anillos de los rodamientos.

Rendimiento local 'Actualización precisa'

01 enfriamiento de superficie

Se pueden usar alta frecuencia, frecuencia media, llama y otros métodos para el enfriamiento de la superficie de las fundiciones de hierro dúctil. Estas técnicas de enfriamiento de la superficie forman una capa martensítica de alta dureza en la superficie de las piezas de fundición al calentarlas y enfriarlas rápidamente, mientras que el núcleo mantiene su estructura original.

El enfriamiento de la superficie puede mejorar efectivamente la dureza, la resistencia al desgaste y la resistencia a la fatiga de las fundiciones, y es adecuada para piezas con alto estrés local, como diarios del cigüeñal y superficies de dientes de engranajes. A través del fortalecimiento local, la vida útil de las piezas se puede extender.

02 Tratamiento de nitruración suave

El tratamiento de nitruración blanda es un proceso de formación de una capa compuesta en la superficie de las piezas de fundición a través de la difusión de co carbono de nitrógeno.

Este proceso puede mejorar significativamente la dureza y la resistencia a la corrosión de la superficie de fundición, y mejorar en gran medida la resistencia al desgaste de la superficie sin reducir significativamente la tenacidad del sustrato. Es adecuado para piezas de hierro dúctil con altos requisitos de rendimiento de la superficie, como componentes mecánicos que necesitan resistir la fricción durante mucho tiempo.

Puntos clave de la operación de tratamiento térmico

1. Control de temperatura del horno

La temperatura de las fundiciones que ingresan al horno generalmente no excede los 350 ℃. Para las fundiciones con gran tamaño y estructura compleja, la temperatura que ingresa al horno debe ser más baja (como inferior a 200 ℃) para evitar agrietos debido al estrés térmico causado por una diferencia de temperatura excesiva. 2. Selección de la tasa de calefacción

La tasa de calentamiento debe ajustarse de acuerdo con el tamaño y la complejidad de la fundición, generalmente controlada a 30-120 ℃/h. Para piezas grandes o complejas, se debe usar una velocidad de calentamiento más baja (como 30-50 ℃/h) para garantizar un calentamiento uniforme de la fundición y reducir el riesgo de deformación térmica. 3. Determinación del tiempo de aislamiento

El tiempo de aislamiento se determina principalmente en función del grosor de la pared de la fundición, generalmente calculado como aislamiento durante 1 hora cada grosor de la pared de 25 mm, para garantizar que la estructura de la matriz pueda transformarse completamente durante el proceso de calentamiento y lograr el efecto de tratamiento térmico esperado.

Desde el "ablandamiento" del recocido hasta el "endurecimiento" del enfriamiento, desde el fortalecimiento general hasta la optimización de la superficie, cada proceso debe diseñarse de manera integral en función de la composición del material, la estructura de piezas y las condiciones de servicio. Se recomienda que las empresas establezcan una base de datos de "rendimiento del proceso" y optimicen dinámicamente las soluciones a través del análisis metalográfico (como la relación de perlita, el grado de esferoidización de grafito) y las pruebas mecánicas (pruebas de tensión/impacto), lo que realmente hace que el tratamiento térmico sea el "motor central" para mejorar la competitividad del producto.