Comprendere il trattamento termico del ferro duttile e raddoppiare la forza e la tenacità delle getti non è un sogno!

Nel campo del fusione, il ferro duttile è diventato uno strumento versatile per applicazioni industriali grazie alla sua unica struttura di grafite sferica. E il trattamento termico, come un passo chiave per attingere al suo potenziale di prestazione, è particolarmente importante.

Quindi, come ottenere l'abbinamento ottimale di forza, tenacità e resistenza all'usura attraverso il controllo del processo? Oggi combineremo applicazioni pratiche per sintetizzare i processi di base e i punti operativi del trattamento termico per il ferro duttile.

La ricottura di grafitizzazione a bassa temperatura richiede il riscaldamento della temperatura a 720-760 ℃, raffreddandola nel forno inferiore a 500 ℃ e quindi raffreddarlo all'aria dal forno. La funzione principale di questo processo è promuovere la decomposizione dei carburi eutectoidi, ottenendo così il ferro duttile con una matrice di ferrite.

A causa della formazione della matrice di ferrite, la tenacità del materiale può essere significativamente migliorata. Questo processo è particolarmente adatto per scenari in cui una miscela di ferrite, peperla, cementite e grafite è soggetta a verificarsi in getti a parete sottile a causa della composizione chimica, della frequenza di raffreddamento e di altri fattori. La ricottura di grafitizzazione a bassa temperatura può efficacemente migliorare la tenacità di tali getti.

02 ricottura di grafitizzazione ad alta temperatura

La ricottura di grafitizzazione ad alta temperatura richiede prima il riscaldamento della fusione a 880-930 ℃, quindi il trasferimento a 720-760 ℃ per l'isolamento e infine raffreddarlo nel forno sotto 500 ℃ e lasciare il forno per il raffreddamento dell'aria.

L'obiettivo principale di questo processo è quello di eliminare la struttura del cast bianco nella fusione, riscaldando completamente e tenendo a temperature elevate, decomponendo la cementite nella struttura del cast bianco e alla fine ottenendo una matrice di ferrite. Dopo il trattamento di ricottura della grafitizzazione ad alta temperatura, la durezza della fusione diminuisce e la plasticità e la resistenza aumentano significativamente. Allo stesso tempo, è conveniente per il taglio successivo ed è adatto a parti di ferro duttile che devono migliorare le prestazioni di elaborazione o migliorare la plasticità e la tenacità.

Strezza e regolatore di prestazioni completo

02 Normalizzazione di austenite incompleta

La temperatura di riscaldamento per la normalizzazione incompleta di austenitizzazione è controllata a 820-860 ℃ e il metodo di raffreddamento è uguale a quello per la normalizzazione completa di austenitizzazione, integrato da un processo di tempera di 500-600 ℃. Se riscaldata all'interno di questo intervallo di temperatura, parte della struttura della matrice si trasforma in austenite e, dopo il raffreddamento, si forma una struttura composta da pearlite e una piccola quantità di ferrite dispersa.

Questa organizzazione può dotare i getti di buone proprietà meccaniche complete, bilanciamento della forza e della tenacità ed è adatta a componenti strutturali con elevati requisiti per prestazioni complete.

Creazione di componenti "hardcore" ad alte prestazioni

01 Trattamento di tempra e tempra (tempra+temperatura ad alta temperatura)

I parametri di processo per il trattamento di tempra e tempra sono la temperatura di riscaldamento di 840-880 ℃, tempra di raffreddamento a olio o acqua e temperatura ad alta temperatura a 550-600 ℃ dopo tempra. Attraverso questo processo, la struttura della matrice viene trasformata in martensite temperata mantenendo la morfologia sferica della grafite.

La struttura di martensite temperata ha eccellenti proprietà meccaniche complete, con una buona corrispondenza tra forza e tenacità. Pertanto, il trattamento di tempra e tempra è ampiamente utilizzato negli alberi a gomiti del motore diesel, alle aste di collegamento e ad altri componenti dell'albero, che richiedono sia ad alta resistenza che resistenza per adattarsi alle condizioni di lavoro.

02 tempra isotermica

Le fasi di processo di tempra isotermica si stanno riscaldando a 840-880 ℃, seguite da un'estinzione in un bagno di sale a 250-350 ℃. Questo processo può raggiungere una microstruttura con eccellenti proprietà meccaniche complete nei getti, di solito una combinazione di bainite, austenite residua e grafite sferica.

L'estinzione isotermica può migliorare significativamente la resistenza, la tenacità e la resistenza all'usura dei getti, particolarmente adatti alle parti con elevati requisiti per la durezza e la resistenza all'usura, come gli anelli del cuscinetto.

Performance locale "Aggiornamento preciso"

01 tempra di superficie

Possono essere utilizzati ad alta frequenza, frequenza media, fiamma e altri metodi per estinzione di superficie di getti di ferro duttile. Queste tecniche di tempra della superficie formano uno strato martensitico ad alta durezza sulla superficie dei getti riscaldandole localmente e raffreddandole rapidamente, mentre il nucleo mantiene la sua struttura originale.

L'estinzione della superficie può migliorare efficacemente la durezza, la resistenza all'usura e la resistenza alla fatica delle getti ed è adatto a parti con elevato stress locale come riviste dell'albero motore e superfici dei denti degli ingranaggi. Attraverso il rafforzamento locale, la durata delle parti può essere estesa.

02 Trattamento a nitridro morbido

Il trattamento con nitridico morbido è un processo di formazione di uno strato composto sulla superficie delle getti attraverso la diffusione della CO di carbonio di azoto.

Questo processo può migliorare significativamente la durezza e la resistenza alla corrosione della superficie della fusione e migliorare notevolmente la resistenza all'usura della superficie senza ridurre significativamente la tenacità del substrato. È adatto per parti di ferro duttile con elevati requisiti di prestazioni della superficie, come i componenti meccanici che devono resistere all'attrito per lungo tempo.

Punti chiave di funzionamento del trattamento termico

1. Controllo della temperatura del forno

La temperatura delle getti che entrano nel forno generalmente non supera i 350 ℃. Per i getti con dimensioni di grandi dimensioni e una struttura complessa, la temperatura che entra nel forno dovrebbe essere inferiore (come inferiore a 200 ℃) per evitare le crepe a causa della sollecitazione termica causata da un'eccessiva differenza di temperatura. 2. Selezione della velocità di riscaldamento

La velocità di riscaldamento deve essere regolata in base alle dimensioni e alla complessità della fusione, di solito controllata a 30-120 ℃/h. Per parti grandi o complesse, è necessario utilizzare una velocità di riscaldamento inferiore (come 30-50 ℃/h) per garantire il riscaldamento uniforme della fusione e ridurre il rischio di deformazione termica. 3. Determinazione del tempo di isolamento

Il tempo di isolamento è principalmente determinato in base allo spessore della parete della fusione, generalmente calcolato come isolamento per 1 ora ogni spessore della parete di 25 mm, per garantire che la struttura della matrice possa trasformarsi completamente durante il processo di riscaldamento e raggiungere l'effetto previsto per il trattamento termico.

Dal "ammorbidimento" della ricottura al "indurimento" di tempra, dal rafforzamento generale all'ottimizzazione della superficie, ogni processo deve essere progettato in modo completo in base alla composizione del materiale, alla struttura delle parti e alle condizioni di servizio. Si raccomanda alle aziende di stabilire un database di "prestazioni del processo" e ottimizzare dinamicamente soluzioni attraverso l'analisi metallografica (come il rapporto perle perle, il grado di sferoidizzazione della grafite) e i test meccanici (test di trazione/impatto), rendendo veramente il trattamento termico il "motore principale" per migliorare la competitività del prodotto.