قطعه دانش - عملیات حرارتی چدن داکتیل، ریخته گری باید آن را درک کند!

چندین روش متداول عملیات حرارتی برای چدن داکتیل وجود دارد.

در ساختار چدن داکتیل گرافیت کروی است و اثر تضعیف کننده و مخرب آن بر روی ماتریس ضعیف تر از گرافیت پولکی است. عملکرد چدن داکتیل عمدتاً به ساختار ماتریس بستگی دارد و تأثیر گرافیت ثانویه است. بهبود ساختار ماتریسی چدن داکتیل از طریق عملیات حرارتی مختلف می تواند خواص مکانیکی آن را به درجات مختلف بهبود بخشد. با توجه به تأثیر ترکیب شیمیایی، سرعت سرد شدن، عامل کروی و سایر عوامل، ساختار مخلوطی از فریت + پرلیت + سمنتیت + گرافیت اغلب در ساختار ریخته‌گری، به ویژه در دیواره نازک ریخته‌گری ظاهر می‌شود. هدف از عملیات حرارتی به دست آوردن ساختار مورد نیاز و در نتیجه بهبود خواص مکانیکی است.

روش های معمول عملیات حرارتی مورد استفاده برای چدن داکتیل به شرح زیر است.

(1) دمای گرمایش بازپخت گرافیتی با دمای پایین 720 ~ 760 ℃. در کوره تا دمای زیر 500 درجه سانتیگراد خنک می شود و سپس با هوا خنک می شود. سمنتیت یوتکتوئید را برای به دست آوردن آهن شکل پذیر با ماتریس فریت برای بهبود چقرمگی تجزیه کنید.

(2) بازپخت گرافیتی در دمای بالا در 880 ~ 930 ℃، سپس برای حفظ حرارت به 720 ~ 760 ℃ منتقل می شود و سپس با کوره تا زیر 500 درجه سانتیگراد خنک می شود و با هوا از کوره خنک می شود. ساختار سفید را از بین ببرید و آهن شکل پذیر را با ماتریس فریت بدست آورید که باعث بهبود انعطاف پذیری، کاهش سختی و افزایش چقرمگی می شود.

(3) آستنیتیزاسیون و عادی سازی کامل در 880 ~ 930 ℃، روش خنک کننده: خنک کننده مه، خنک کننده هوا یا خنک کننده هوا. به منظور کاهش تنش، فرآیند تمپر کردن را اضافه کنید: 500 ~ 600 ℃ برای به دست آوردن پرلیت + مقدار کمی فریت + گرافیت کروی شکل که استحکام، سختی و مقاومت در برابر سایش را افزایش می دهد.

(4) آستنیتیزاسیون ناقص، عادی سازی و گرمایش در 820 ~ 860 ℃، روش خنک کننده: خنک کننده مه، خنک کننده هوا یا خنک کننده هوا. به منظور کاهش استرس، فرآیند تلطیف را اضافه کنید: 500 ~ 600 ℃ برای به دست آوردن پرلیت + مقدار کمی آهن پراکنده ساختار بدن به خواص مکانیکی جامع بهتری دست می یابد.

(5) درمان خاموش کردن و معتدل کردن: گرم کردن در 840 ~ 880 درجه سانتیگراد، روش خنک کننده: خنک کننده با روغن یا آب، دمای معتدل پس از خاموش کردن: 550 ~ 600 درجه سانتیگراد، برای به دست آوردن ساختار سوربیت معتدل و بهبود خواص مکانیکی جامع.

(6) خاموش کردن همدما: حرارت دادن در 840 ~ 880 ℃ و خاموش کردن در حمام نمک در 250 ~ 350 ℃ برای به دست آوردن خواص مکانیکی جامع، به ویژه برای بهبود استحکام، چقرمگی و مقاومت در برابر سایش.

در طول عملیات حرارتی و حرارت دادن، دمای ریخته گری وارد شده به کوره معمولاً کمتر از 350 درجه سانتیگراد است. سرعت گرمایش به اندازه و پیچیدگی ریخته گری بستگی دارد و بین 30 تا 120 درجه سانتیگراد در ساعت انتخاب می شود. دمای ورودی کوره برای قطعات بزرگ و پیچیده باید کمتر و سرعت گرمایش کندتر باشد. دمای گرمایش به ساختار ماتریس و ترکیب شیمیایی بستگی دارد. زمان نگهداری بستگی به ضخامت دیواره ریخته گری دارد.

علاوه بر این، ریخته‌گری‌های چدن داکتیل را می‌توان با استفاده از روش‌های فرکانس بالا، فرکانس متوسط، شعله و سایر روش‌ها برای به دست آوردن سختی بالا، مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر خستگی، کوئنچ کرد. همچنین می توان آن را با نیتریدینگ نرم برای بهبود مقاومت در برابر سایش قطعات ریخته گری درمان کرد.

1. درمان کوئنچ و معتدل آهن داکتیل

ریخته گری های داکتیل به عنوان یاتاقان ها به سختی بالاتری نیاز دارند و قطعات چدنی اغلب در دماهای پایین خاموش و گرم می شوند. فرآیند به این صورت است: حرارت دادن ریخته گری تا دمای 860-900 درجه سانتیگراد، عایق کاری برای اجازه دادن به تمام ماتریس اصلی آستنیته، سپس سرد کردن آن در روغن یا نمک مذاب برای رسیدن به خاموش شدن، و سپس گرم کردن و نگهداری آن در دمای 250-350 درجه سانتیگراد برای تمپر کردن، و ماتریس اصلی به مارتنزیت آتش تبدیل می شود و ساختار آستنیت حفظ می شود، شکل گرافیت کروی اصلی بدون تغییر باقی می ماند. قطعات ریخته گری شده دارای سختی بالا و چقرمگی خاصی هستند، خواص روانکاری گرافیت را حفظ می کنند و مقاومت در برابر سایش را بهبود می بخشند.

ریخته گری چدن داکتیل، به عنوان قطعات شفت، مانند میل لنگ و میله های اتصال موتورهای دیزل، به خواص مکانیکی جامع با استحکام بالا و چقرمگی خوب نیاز دارد. قطعات چدنی باید خاموش و تمپر شوند. فرآیند به این صورت است: چدن تا دمای 860-900 درجه سانتیگراد گرم می شود و برای آستنیته شدن ماتریس عایق بندی می شود، سپس در روغن یا نمک مذاب سرد می شود تا خاموش شود و سپس در دمای بالای 500-600 درجه سانتیگراد خنثی می شود. یک ساختار تروستیتی معتدل بدست آورید. (به طور کلی هنوز مقدار کمی فریت خالص خالص وجود دارد)، و شکل گرافیت کروی اصلی بدون تغییر باقی می ماند. پس از درمان، استحکام و چقرمگی به خوبی مطابقت دارد و برای شرایط کاری قطعات شفت مناسب است.

2. بازپخت آهن داکتیل برای بهبود چقرمگی

در طی فرآیند ریخته‌گری چدن داکتیل، چدن خاکستری معمولی تمایل به سفید شدن زیاد و تنش داخلی زیادی دارد. به دست آوردن یک ماتریس فریت یا پرلیت خالص برای قطعات چدن دشوار است. به منظور بهبود شکل پذیری یا چقرمگی قطعات چدنی، چدن اغلب در دمای 900-950 درجه سانتیگراد گرم می شود و به مدت کافی گرم نگه داشته می شود تا عملیات بازپخت در دمای بالا انجام شود و سپس تا دمای 600 درجه سانتیگراد خنک شده و خنک می شود. از کوره در طی فرآیند، سیمانیت موجود در زمینه به گرافیت تجزیه می شود و گرافیت از آستنیت رسوب می کند. این گرافیت ها در اطراف گرافیت کروی اصلی جمع می شوند و ماتریس کاملاً به فریت تبدیل می شود.

اگر ساختار as-cast از ماتریس (فریت + پرلیت) و گرافیت کروی تشکیل شده باشد، برای بهبود چقرمگی، سیمانیت موجود در پرلیت فقط باید تجزیه شده و به فریت و گرافیت کروی تبدیل شود. برای این منظور قسمت چدنی باید دوباره گرم شود. پس از عایق بندی بالا و پایین در دمای 700-760 درجه ی یوتکتوئید، کوره تا دمای 600 درجه سانتیگراد خنک می شود و سپس از کوره خارج می شود.

3. عادی سازی برای بهبود استحکام چدن داکتیل

هدف از نرمال کردن چدن داکتیل تبدیل ساختار ماتریکس به ساختار پرلیت ریز است. فرآیند به این صورت است که ریخته گری چدن شکل پذیر با ماتریس فریت و پرلیت تا دمای 850 تا 900 درجه سانتی گراد گرم می شود. فریت و پرلیت اصلی به آستنیت تبدیل می شود و مقداری گرافیت کروی در آستنیت حل می شود. پس از حفظ حرارت، آستنیت خنک‌شده با هوا به پرلیت ریز تبدیل می‌شود، بنابراین استحکام قالب‌گیری شکل‌پذیر افزایش می‌یابد.