Bagaimana untuk meningkatkan pemanjangan besi mulur QT450 kepada lebih 22%?

Bagaimanakah kita boleh meningkatkan pemanjangan kepada lebih 22% sambil mengekalkan kekuatan tegangan yang sama? Ini memerlukan bermula dari "struktur mikro" dan membuat pelarasan proses yang diperhalusi. 

Idea teras: Maksimumkan keplastikan dan keliatan matriks sambil mengekalkan kekuatan yang mencukupi. Secara khusus, ini bermakna mendapatkan matriks ferit sebanyak mungkin sambil memastikan bola grafit berkualiti tinggi. Berikut adalah laluan dan langkah teknikal khusus: Pertama, pelarasan tepat komposisi kimia (asas). Komposisi QT450 semasa mungkin hanya untuk tujuan "memenuhi piawaian", dan untuk mencapai pemanjangan tinggi, perlu dibangunkan ke arah "pemurnian tinggi" dan "keseimbangan". 

1. Setara Karbon: Tingkatkan sederhana, condong ke arah strategi karbon tinggi: Sambil memastikan tiada grafit terapung, cuba tingkatkan kandungan karbon (disyorkan 3.6% -3.9%) dan kawal kandungan silikon dengan sewajarnya. Ini boleh meningkatkan bilangan bola grafit, meningkatkan kekonduksian terma, mengurangkan pengecutan pemejalan, dan bermanfaat untuk meningkatkan kekuatan dan keplastikan. Setara karbon (CE) disyorkan untuk dikawal antara 4.3% dan 4.5%. 

2. Silikon: Kawal strategi kandungan silikon akhir: Silikon ialah unsur pengukuhan penyelesaian pepejal, dan silikon yang berlebihan akan mengurangkan keplastikan dengan ketara. Pada premis memastikan pembentukan ferit, kawal kandungan silikon akhir (kandungan silikon selepas dituang) pada tahap yang lebih rendah iaitu 2.2% -2.5%. Untuk mencapai matlamat ini, agen spheroidizing silikon rendah boleh digunakan dan silikon boleh ditambah melalui inokulan. 

3. Mangan: Pengurangan Melampau (Kunci!) Strategi: Mangan ialah unsur yang stabil dalam pearlit dan sangat terdedah kepada pengasingan pada sempadan butiran, membentuk fasa rapuh dan menjadi "pembunuh nombor satu" pemanjangan. Kandungan mangan mesti dikurangkan daripada konvensional<0.3% kepada<0.15%, dengan keadaan ideal <0.10%. Ini adalah kaedah kimia yang paling berkesan dan menjimatkan untuk mencapai kadar pemanjangan lebih 22%. 

4. Fosforus dan sulfur: Pembersihan muktamad fosforus: Pembentukan eutektik fosforus rapuh. Matlamat: ≤ 0.03%, lebih rendah lebih baik. Sulfur: Memakan ejen spheroidizing dan menjana kemasukan. Kandungan sulfur besi cair asal sebelum sferoidisasi ialah ≤ 0.012%. 

5. Unsur-unsur gangguan: Kawal dan pantau dengan ketat unsur-unsur seperti titanium, kromium, vanadium, timah, antimoni, dll. Ia boleh menstabilkan pearlit atau membentuk karbida berbahaya. 

Penggunaan agen spheroidizing yang mengandungi jumlah surih nadir bumi (cerium, lanthanum) boleh meneutralkan kesan berbahayanya.

 2、 Mengukuhkan proses spheroidisasi dan inkubasi (teras) adalah langkah penting dalam meningkatkan kualiti dan kuantiti bola grafit. 

1. Rawatan spheroidization: Mengejar kestabilan dan kelembutan. Agen spheroidizing: Memilih magnesium rendah, nadir bumi rendah, dan agen spheroidizing ketulenan tinggi. Sebagai contoh, agen sferoidisasi dengan kandungan Mg 5% -6% boleh mengurangkan kecenderungan tuangan putih dan tegasan pengecutan yang disebabkan oleh magnesium yang berlebihan. Proses: Menggunakan kaedah seperti capping dan suapan wayar untuk memastikan tindak balas spheroidisasi yang lancar, kadar penyerapan yang stabil dan mengurangkan habuk cahaya magnesium. 

2. Rawatan kesuburan: Objektif utama adalah untuk meningkatkan bilangan bola grafit dengan ketara kepada lebih 150/mm ² dan meningkatkan kebulatan bola. Ejen kesuburan: Gunakan agen kesuburan yang cekap, seperti yang mengandungi strontium, barium, dan zirkonium, yang mempunyai keupayaan anti-penuaan yang kuat dan kesan nukleasi yang baik. Ketukangan: "Pengeraman berbilang" mesti digunakan! Satu kehamilan: dijalankan di dalam beg sferoidisasi. Kehamilan Menengah/Mengiringi: Ini amat penting! Semasa menuang, inokulan zarah halus ditambah secara seragam dengan aliran air besi melalui penyuap khusus. Ia boleh menyediakan sejumlah besar teras kristal serta-merta, yang merupakan teras cara untuk meningkatkan bilangan sfera grafit. Pengeraman intratype: Jika keadaan membenarkan, tetapkan blok pengeraman dalam sistem penuangan untuk pengeraman ketiga. 

3、 Optimumkan proses lebur dan penyejukan 

1 Peleburan: Menggunakan besi babi ketulenan tinggi dan keluli sekerap yang bersih untuk mengawal unsur berbahaya daripada sumbernya. Adalah disyorkan untuk menetapkan suhu pengetuk antara 1530-1560 ℃ dan biarkan ia berdiri pada suhu tinggi yang sesuai untuk memudahkan pergerakan kemasukan ke atas. 

2. Kadar penyejukan: Untuk bahagian berdinding nipis, mempercepatkan penyejukan mungkin bermanfaat untuk meningkatkan perlit dan meningkatkan kekuatan, tetapi ia tidak kondusif untuk pemanjangan. Untuk QT450 yang mengejar pemanjangan tinggi, kadar penyejukan harus dikurangkan dengan sewajarnya, seperti menggunakan penaik penebat, pemekat sprue, mengoptimumkan proses tuangan (seperti menggunakan pasir resin dan bukannya acuan logam), dll., untuk menggalakkan pembentukan ferit dan pertumbuhan penuh grafit. 

4、 Rawatan haba: Jaminan yang paling boleh dipercayai ialah jika sifat tuangan sebagai masih tidak stabil selepas pelarasan proses di atas (terutamanya disebabkan oleh ketebalan dinding yang tidak sekata menyebabkan pearlit di sesetengah kawasan), maka penyepuhlindapan ferritisasi adalah kaedah yang paling boleh dipercayai untuk mencapai kadar pemanjangan lebih 22%. 

Laluan proses: 

1 Peringkat suhu tinggi: Panaskan hingga 900-920 ℃ dan tahan selama 1-3 jam (bergantung pada ketebalan dinding). Tujuannya adalah untuk mengubah semua perlit menjadi austenit. 

2. Peringkat suhu sederhana: Perlahan-lahan sejukkan (atau gerakkan terus) relau kepada 700-730 ℃ dan pastikan ia hangat selama 2-4 jam. Peringkat ini adalah penting kerana ia membenarkan masa yang mencukupi untuk karbon supertepu dalam austenit untuk mendakan ke sfera grafit asal, dengan itu bertukar sepenuhnya menjadi ferit. 

3. Pelepasan dari relau: Selepas itu, ia boleh disejukkan ke bawah 600 ℃ dan dilepaskan dari relau untuk penyejukan udara. Kesan: Selepas rawatan ini, struktur matriks boleh mencapai lebih 95% ferit, dengan kadar pemanjangan mudah melebihi 22%. Pada masa yang sama, disebabkan kehadiran bebola grafit dan pengukuhan larutan pepejal silikon, kekuatan tegangan masih boleh kekal stabil pada lebih 450MPa. 

Ringkasan dan Pelan Tindakan 

1. Status Diagnosis: Pertama, analisa struktur metalografi (nisbah ferit, morfologi dan kuantiti bola grafit) dan komposisi kimia (terutama kandungan Mn dan P) QT450 semasa anda.

 2. Utamakan pelarasan proses: Langkah 1: Hadkan kandungan Mn di bawah 0.15% dan kawal P dan S. Langkah 2: Kuatkan pengeraman, terutamanya memastikan pelaksanaan inkubasi aliran yang berkesan. 

3: Optimumkan komposisi dan gunakan penyelesaian karbon tinggi dan silikon rendah. 3. Jaminan akhir: Jika kadar pemanjangan masih berlegar sekitar 18% -20% selepas pelarasan proses dan tidak dapat menembusi 22% secara stabil, maka memperkenalkan proses penyepuhlindapan ferit adalah pilihan yang tidak dapat dielakkan. Ia boleh menyampaikan prestasi yang anda perlukan secara konsisten. Jika kekuatan tegangan tidak boleh mencapai 450 megapascal dalam proses di atas, jenis aloi yang manakah harus digunakan untuk pertahanan kekuatan? Dalam skim QT450 yang mengejar pemanjangan tinggi (>22%), jika pemanjangan memenuhi standard dan kekuatan tegangan berkurangan, nikel boleh ditambah untuk melaraskan kekuatan. Fungsi teras dan faedah menambah nikel 1 Pengukuhan larutan pepejal tanpa keplastikan yang merosakkan dengan ketara: Unsur nikel akan larut ke dalam matriks ferit untuk membentuk larutan pepejal, dengan itu meningkatkan kekuatan tanpa mengurangkan keplastikan dan keliatan dengan ketara. Ini pada asasnya berbeza daripada unsur-unsur seperti mangan dan fosforus.

 Kesan: Apabila anda cuba mengurangkan kandungan mangan dan pearlit untuk mencapai pemanjangan ultra tinggi, kekuatan tegangan mungkin tergelincir ke tepi 450MPa. Pada ketika ini, menambah sedikit nikel boleh menyediakan "pad keselamatan" untuk memastikan kekuatan yang stabil dan pematuhan kepada piawaian. 

2. Memperhalusi struktur dan meningkatkan keseragaman: Nikel boleh menurunkan suhu transformasi austenit, yang membantu memperhalusi saiz butiran dan struktur mikro, menjadikan struktur tuangan lebih seragam, dengan itu meningkatkan kekuatan dan keliatan. 

3. Kesan penstabilan perlit ringan: Nikel juga mempunyai kecenderungan untuk menstabilkan pearlit, tetapi kesannya jauh kurang kuat daripada mangan. Dengan mengawal jumlah penambahan, adalah mungkin untuk mendapatkan sebahagian besar ferit sambil menggunakannya untuk membentuk sejumlah kecil pearlit halus untuk tetulang. Bagaimana untuk menambah nikel secara saintifik? Prasyarat: Penambahan nikel mesti dilakukan selepas melaksanakan semua skim asas yang dinyatakan di atas dengan tegas (Mn rendah, P/S rendah, pengeraman kuat, dsb.). Kita tidak boleh mengharapkan untuk menggunakan nikel untuk mengimbangi kelemahan proses asas. 1. Jumlah tambahan dan kesan yang dijangka: Larutan nikel rendah (0.5% -1.0%): Objektif: Untuk menyediakan pengukuhan larutan pepejal sederhana sebagai "jaring keselamatan" untuk kekuatan. Kesan: Pada hampir semua substrat ferit, kekuatan tegangan boleh ditingkatkan kira-kira 20-40 MPa. Ini adalah mencukupi untuk meningkatkan kekuatan secara berterusan pada nilai kritikal (seperti 430-440 MPa) kepada melebihi 450 MPa, sementara mempunyai kesan minimum pada pemanjangan (mungkin hanya berkurangan sebanyak 1-2%), dan masih mudah mengekalkan melebihi 22%. Skim nikel sederhana (1.0% -2.0%): Objektif: Semasa menyediakan tetulang, ia mungkin memperkenalkan sejumlah kecil (<10%) perlit. Kesan: Peningkatan kekuatan akan menjadi lebih ketara (sehingga 50 MPa atau lebih), tetapi pemanjangan akan berkurangan sedikit. Kawalan berhati-hati diperlukan dan pelarasan harus dibuat melalui rawatan haba. 2. Kerjasama dengan rawatan haba: Sebagai penyelesaian tuang: Jika anda ingin mencapai kekuatan tinggi dan keplastikan yang tinggi dalam keadaan tuangan tanpa rawatan haba, penambahan nikel rendah (seperti 0.5%) adalah strategi yang sangat canggih. Pelan rawatan haba: Jika anda telah merancang penyepuhlindapan ferit, kepentingan menambah nikel perlu dinilai semula. Penyepuhlindapan akan menghilangkan pearlit, dan kesan pengukuhan larutan pepejal nikel menjadi dominan. Pada ketika ini, penambahan nikel rendah masih boleh memberikan matriks ferit tulen tetapi lebih kuat selepas penyepuhlindapan. Kelemahan dan pertimbangan kos menambah nikel adalah tinggi: nikel ialah unsur pengaloian mahal yang meningkatkan kos bahan mentah dengan ketara. Analisis kos-faedah yang teliti mesti dijalankan. Kesan terhad: Nikel bukan "panacea", ia tidak dapat menyelamatkan substrat yang lemah dengan sferoidisasi yang lemah, pengeraman yang gagal atau kandungan Mn/P yang tinggi. Kemungkinan pengenalan ketidakpastian: Penambahan nikel yang berlebihan (seperti>1.5%) boleh menstabilkan terlalu banyak pearlit, memerlukan suhu penyepuhlindapan yang lebih tinggi atau masa penahanan yang lebih lama untuk dihapuskan, meningkatkan kesukaran dan penggunaan tenaga rawatan haba, dan akhirnya boleh merosakkan kadar pemanjangan. Kesimpulan dan cadangan akhir menganggap penambahan nikel sebagai 'insurans terakhir yang ditala halus' dan bukannya cara utama. Laluan pengoptimuman prestasi hendaklah: 1 Keutamaan pertama (asas dan teras): Penulenan melampau: Kurangkan Mn kepada<0.15%, P<0.03%，S<0.012%。 Kesuburan Kuat: Laksanakan dengan tegas "kesuburan satu kali+kesuburan aliran", dengan kiraan bola grafit sasaran >150/mm². Pengoptimuman komposisi: Menggunakan setara karbon tinggi (~4.5%), mengawal Si akhir pada 2.2% -2.5%. 2. Keutamaan kedua (penilaian dan penalaan halus): Selepas melaksanakan pelan keutamaan pertama dengan tegas, tuangkan bar ujian dan uji prestasinya. Jika keputusan menunjukkan bahawa kadar pemanjangan jauh melebihi 22% (seperti 25% atau lebih), tetapi kekuatan turun naik dalam julat 440-450 MPa, ia berada di ambang mencapai standard. Jadi keputusan: Pada ketika ini, menambah sekitar 0.5% nikel adalah pilihan terbaik. Ia boleh mencapai kekuatan yang stabil pada kos yang sangat rendah (dengan kesan minimum pada pemanjangan) dan mempunyai keberkesanan kos yang paling tinggi. 3. Keutamaan ketiga (jaminan akhir): Jika prestasi masih tidak stabil disebabkan oleh ketebalan dinding tuangan atau kadar penyejukan, penyepuhlindapan ferritisasi adalah penyelesaian muktamad dan paling boleh dipercayai. Di bawah proses penyepuhlindapan, walaupun tanpa menambah nikel, hampir selalu mungkin untuk memenuhi keperluan kekuatan (bergantung pada pengukuhan larutan pepejal bola grafit dan Si) dan pemanjangan ultra-tinggi (bergantung pada ferit tulen) secara serentak. Ringkasnya, nikel boleh ditambah, tetapi ia adalah "tonik" dan bukannya "makanan ruji". Dalam mengejar pemanjangan muktamad ini, penambahan nikel rendah (~0.5%) adalah alat pintar yang digunakan pada peringkat akhir untuk "mengekalkan kekuatan dengan tepat".