จะเพิ่มการยืดตัวของเหล็กดัด QT450 ให้มากกว่า 22% ได้อย่างไร

เราจะเพิ่มการยืดตัวให้มากกว่า 22% โดยที่ยังคงค่าแรงดึงเท่าเดิมได้อย่างไร ซึ่งต้องเริ่มต้นจาก "โครงสร้างจุลภาค" และทำการปรับเปลี่ยนกระบวนการอย่างละเอียด 

แนวคิดหลัก: เพิ่มความเป็นพลาสติกและความเหนียวของเมทริกซ์ให้สูงสุดโดยยังคงความแข็งแรงไว้เพียงพอ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง หมายถึงการได้รับเมทริกซ์เฟอร์ไรต์มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ขณะเดียวกันก็รับประกันลูกบอลกราไฟท์คุณภาพสูง ต่อไปนี้คือเส้นทางและมาตรการทางเทคนิคเฉพาะ ขั้นแรก การปรับองค์ประกอบทางเคมีอย่างแม่นยำ (พื้นฐาน) ส่วนประกอบ QT450 ในปัจจุบันอาจมีไว้เพื่อวัตถุประสงค์ "ตรงตามมาตรฐาน" เท่านั้น และเพื่อให้เกิดการยืดตัวสูง จำเป็นต้องพัฒนาไปสู่ ​​"การทำให้บริสุทธิ์สูง" และ "สมดุล" 

1. คาร์บอนเทียบเท่า: เพิ่มปานกลาง มุ่งสู่กลยุทธ์คาร์บอนสูง: แม้ว่ากราไฟท์จะไม่ลอยตัว ให้พยายามเพิ่มปริมาณคาร์บอน (แนะนำ 3.6% -3.9%) และควบคุมปริมาณซิลิคอนอย่างเหมาะสม ซึ่งสามารถเพิ่มจำนวนลูกกราไฟท์ ปรับปรุงการนำความร้อน ลดการหดตัวของการแข็งตัว และเป็นประโยชน์ในการปรับปรุงความแข็งแรงและความเป็นพลาสติก แนะนำให้ควบคุมปริมาณเทียบเท่าคาร์บอน (CE) ระหว่าง 4.3% ถึง 4.5% 

2. ซิลิคอน: ควบคุมกลยุทธ์เนื้อหาซิลิกอนขั้นสุดท้าย: ซิลิคอนเป็นองค์ประกอบเสริมความแข็งแกร่งของสารละลาย และซิลิคอนที่มากเกินไปจะลดความเป็นพลาสติกลงอย่างมาก เพื่อให้มั่นใจถึงการก่อตัวของเฟอร์ไรต์ ให้ควบคุมปริมาณซิลิคอนขั้นสุดท้าย (ปริมาณซิลิกอนหลังการเท) ที่ระดับต่ำกว่า 2.2% -2.5% เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ สามารถใช้สารทำให้เกิดทรงกลมที่มีซิลิคอนต่ำและสามารถเติมซิลิกอนผ่านหัวเชื้อได้ 

3. แมงกานีส: กลยุทธ์การลดปริมาณมาก (สำคัญ!) แมงกานีสเป็นองค์ประกอบที่มีความเสถียรในเพิร์ลไลต์ และมีแนวโน้มสูงที่จะถูกแยกตัวตามขอบเขตของเมล็ดข้าว ก่อตัวเป็นขั้นตอนที่เปราะและเป็น "นักฆ่าอันดับหนึ่ง" ของการยืดตัว ปริมาณแมงกานีสจะต้องลดลงจากปกติ <0.3% เป็น <0.15% โดยมีสถานะในอุดมคติที่ <0.10% นี่เป็นวิธีการทางเคมีที่มีประสิทธิภาพและประหยัดที่สุดเพื่อให้ได้อัตราการยืดตัวมากกว่า 22% 

4. ฟอสฟอรัสและซัลเฟอร์: การทำให้ฟอสฟอรัสบริสุทธิ์ขั้นสูงสุด: การก่อตัวของยูเทคติกฟอสฟอรัสเปราะ เป้าหมาย: ≤ 0.03% ยิ่งต่ำยิ่งดี ซัลเฟอร์: การบริโภคสารทำให้เกิดทรงกลมและสร้างการรวมตัว ปริมาณกำมะถันของเหล็กหลอมเหลวดั้งเดิมก่อนการทำให้เป็นทรงกลมคือ ≤ 0.012% 

5. องค์ประกอบการรบกวน: ควบคุมและตรวจสอบองค์ประกอบอย่างเคร่งครัด เช่น ไทเทเนียม โครเมียม วานาเดียม ดีบุก พลวง ฯลฯ สิ่งเหล่านี้สามารถทำให้เพิร์ลไลต์คงตัวหรือก่อตัวเป็นคาร์ไบด์ที่เป็นอันตรายได้ 

การใช้สารทรงกลมที่มีธาตุหายาก (ซีเรียม แลนทานัม) ในปริมาณเล็กน้อย สามารถช่วยต่อต้านผลกระทบที่เป็นอันตรายได้

 2、 การเสริมสร้างกระบวนการทำให้ทรงกลมและกระบวนการฟักตัว (แกนกลาง) แข็งแกร่งขึ้นเป็นขั้นตอนสำคัญในการปรับปรุงคุณภาพและปริมาณของกราไฟท์บอล 

1. การรักษาทรงกลม: แสวงหาความมั่นคงและความนุ่มนวล สารทำทรงกลม: การเลือกแมกนีเซียมต่ำ ดินหายากต่ำ และสารทำทรงกลมที่มีความบริสุทธิ์สูง ตัวอย่างเช่น สารทำให้เป็นทรงกลมที่มีปริมาณ Mg 5% -6% สามารถลดแนวโน้มของการหล่อสีขาวและความเครียดจากการหดตัวที่เกิดจากแมกนีเซียมที่มากเกินไป กระบวนการ: การใช้วิธีการต่างๆ เช่น การปิดฝาและการป้อนลวดเพื่อให้แน่ใจว่าปฏิกิริยาการเกิดทรงกลมราบรื่น อัตราการดูดซึมที่เสถียร และลดฝุ่นแสงแมกนีเซียมที่ลดลง 

2. การรักษาภาวะเจริญพันธุ์: วัตถุประสงค์หลักคือการเพิ่มจำนวนกราไฟท์บอลอย่างมีนัยสำคัญให้มากกว่า 150/มม.² และปรับปรุงความกลมของกราไฟท์ สารป้องกันการเจริญพันธุ์: ใช้สารป้องกันการเจริญพันธุ์ที่มีประสิทธิภาพ เช่น สารที่มีสตรอนเซียม แบเรียม และเซอร์โคเนียม ซึ่งมีความสามารถในการต่อต้านริ้วรอยที่แข็งแกร่งและมีผลในการสร้างนิวเคลียสที่ดี ฝีมือ : "ฟักตัวหลายตัว" ต้องใช้! การตั้งครรภ์ 1 ครั้ง: ดำเนินการในถุงทรงกลม การตั้งครรภ์รอง/การตั้งครรภ์ควบคู่: สิ่งนี้สำคัญที่สุด! ในระหว่างการเท หัวเชื้อที่มีอนุภาคละเอียดจะถูกเติมอย่างสม่ำเสมอโดยให้น้ำที่เป็นเหล็กไหลผ่านเครื่องป้อนเฉพาะ มันสามารถให้แกนผลึกทันทีจำนวนมาก ซึ่งเป็นแกนกลางหมายถึงการเพิ่มจำนวนทรงกลมกราไฟท์ การฟักตัวแบบ Intratype: หากเงื่อนไขเอื้ออำนวย ให้ตั้งบล็อคฟักในระบบเทสำหรับการฟักตัวครั้งที่ 3 

3、 ปรับกระบวนการหลอมและการทำความเย็นให้เหมาะสม 

1 การถลุง: การใช้เหล็กพิกที่มีความบริสุทธิ์สูงและเศษเหล็กที่สะอาดเพื่อควบคุมองค์ประกอบที่เป็นอันตรายจากแหล่งกำเนิด ขอแนะนำให้ตั้งอุณหภูมิการกรีดระหว่าง 1530-1560 ℃ และปล่อยให้ตั้งไว้ที่อุณหภูมิสูงที่เหมาะสมเพื่อช่วยให้การเคลื่อนตัวของสารเจือปนสูงขึ้น 

2. อัตราการทำความเย็น: สำหรับชิ้นส่วนที่มีผนังบาง การเร่งความเย็นอาจเป็นประโยชน์ในการเพิ่มเพิร์ลไลต์และปรับปรุงความแข็งแรง แต่ไม่เอื้อต่อการยืดตัว สำหรับ QT450 ที่มีการยืดตัวสูง ควรลดอัตราการทำความเย็นอย่างเหมาะสม เช่น การใช้ตัวยกฉนวน สปรูหนา เพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการหล่อ (เช่น การใช้ทรายเรซินแทนแม่พิมพ์โลหะ) ฯลฯ เพื่อส่งเสริมการก่อตัวของเฟอร์ไรต์และการเจริญเติบโตเต็มที่ของกราไฟท์ 

4、 การอบชุบด้วยความร้อน: การรับประกันที่น่าเชื่อถือที่สุดคือ หากคุณสมบัติการหล่อยังคงไม่เสถียรหลังจากการปรับกระบวนการข้างต้น (โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากความหนาของผนังไม่เท่ากันทำให้เกิดไข่มุกในบางพื้นที่) การหลอมแบบเฟอร์ริไรเซชั่นเป็นวิธีการที่เชื่อถือได้มากที่สุดเพื่อให้ได้อัตราการยืดตัวที่มากกว่า 22% 

เส้นทางกระบวนการ: 

1 ระดับอุณหภูมิสูง: ให้ความร้อนถึง 900-920 ℃ และค้างไว้ 1-3 ชั่วโมง (ขึ้นอยู่กับความหนาของผนัง) จุดประสงค์คือเพื่อเปลี่ยนเพิร์ลไลต์ทั้งหมดให้เป็นออสเทนไนต์ 

2. ระดับอุณหภูมิปานกลาง: ค่อยๆ ทำให้เตาเย็นลง (หรือเคลื่อนย้ายโดยตรง) ไปที่อุณหภูมิ 700-730 ℃ และเก็บไว้ให้อบอุ่นเป็นเวลา 2-4 ชั่วโมง ขั้นตอนนี้มีความสำคัญเนื่องจากจะให้เวลาเพียงพอสำหรับคาร์บอนอิ่มตัวยวดยิ่งในออสเทนไนต์ที่จะตกตะกอนลงบนกราไฟท์ทรงกลมดั้งเดิม และจึงเปลี่ยนสภาพเป็นเฟอร์ไรต์โดยสมบูรณ์ 

3. การระบายออกจากเตา: หลังจากนั้นสามารถระบายความร้อนให้ต่ำกว่า 600 ℃ และระบายออกจากเตาเพื่อระบายความร้อนด้วยอากาศ ผลกระทบ: หลังการบำบัดนี้ โครงสร้างเมทริกซ์สามารถเข้าถึงเฟอร์ไรต์ได้มากกว่า 95% โดยมีอัตราการยืดตัวเกิน 22% ได้อย่างง่ายดาย ในเวลาเดียวกัน เนื่องจากมีลูกบอลกราไฟท์และสารละลายแข็งของซิลิคอนที่เสริมความแข็งแรง ความต้านทานแรงดึงจึงยังคงมีเสถียรภาพที่มากกว่า 450MPa 

สรุปและแผนการดำเนินงาน 

1. สถานะการวินิจฉัย: ขั้นแรก วิเคราะห์โครงสร้างทางโลหะวิทยา (อัตราส่วนเฟอร์ไรต์ สัณฐานวิทยาและปริมาณของกราไฟท์บอล) และองค์ประกอบทางเคมี (โดยเฉพาะปริมาณ Mn และ P) ของ QT450 ปัจจุบันของคุณ

 2. จัดลำดับความสำคัญของการปรับกระบวนการ: ขั้นตอนที่ 1: จำกัดปริมาณ Mn ให้ต่ำกว่า 0.15% และควบคุม P และ S ขั้นตอนที่ 2: เสริมสร้างความเข้มแข็งในการฟักตัว โดยเฉพาะอย่างยิ่งเพื่อให้มั่นใจว่าการดำเนินการของการฟักตัวในกระแสมีประสิทธิผล 

3: ปรับองค์ประกอบให้เหมาะสมและใช้สารละลายคาร์บอนสูงและซิลิคอนต่ำ 3. การรับประกันขั้นสุดท้าย: หากอัตราการยืดตัวยังคงอยู่ที่ประมาณ 18% -20% หลังจากการปรับกระบวนการ และไม่สามารถทะลุผ่าน 22% ได้อย่างเสถียร การแนะนำกระบวนการอบอ่อนเฟอร์ไรต์ก็เป็นทางเลือกที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ มันสามารถมอบประสิทธิภาพที่คุณต้องการได้อย่างสม่ำเสมอ ถ้าค่าแรงดึงไม่สามารถทะลุ 450 เมกะปาสคาลได้ในกระบวนการข้างต้น ควรใช้โลหะผสมชนิดใดในการป้องกันกำลัง? ในรูปแบบ QT450 ที่มีการยืดตัวสูง (>22%) หากการยืดตัวตรงตามมาตรฐานและความต้านแรงดึงลดลง คุณสามารถเพิ่มนิกเกิลเพื่อปรับความแข็งแรงได้ หน้าที่หลักและคุณประโยชน์ของการเติมสารละลายนิกเกิล 1 ที่เป็นของแข็งจะช่วยเสริมความแข็งแกร่งโดยไม่ทำลายความเป็นพลาสติกอย่างมีนัยสำคัญ: ธาตุนิกเกิลจะละลายลงในเมทริกซ์เฟอร์ไรต์เพื่อสร้างสารละลายที่เป็นของแข็ง ซึ่งจะช่วยปรับปรุงความแข็งแรงโดยไม่ทำให้ความเป็นพลาสติกและความเหนียวลดลงอย่างมีนัยสำคัญ สิ่งนี้แตกต่างโดยพื้นฐานจากธาตุอย่างแมงกานีสและฟอสฟอรัส

 ผลกระทบ: เมื่อคุณพยายามลดปริมาณแมงกานีสและเพิร์ลไลต์เพื่อให้เกิดการยืดตัวที่สูงเป็นพิเศษ ความต้านทานแรงดึงอาจเลื่อนไปที่ขอบ 450MPa ณ จุดนี้ การเติมนิกเกิลเล็กน้อยสามารถทำให้เกิด "แผ่นนิรภัย" เพื่อให้มั่นใจถึงความแข็งแกร่งที่มั่นคงและเป็นไปตามมาตรฐาน 

2. ปรับแต่งโครงสร้างและปรับปรุงความสม่ำเสมอ: นิกเกิลสามารถลดอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงของออสเทนไนต์ ซึ่งช่วยปรับขนาดเกรนและโครงสร้างจุลภาค ทำให้โครงสร้างการหล่อมีความสม่ำเสมอมากขึ้น ซึ่งจะช่วยปรับปรุงทั้งความแข็งแรงและความเหนียว 

3. เอฟเฟกต์การรักษาเสถียรภาพของเพิร์ลไลต์ระดับอ่อน: นิกเกิลยังมีแนวโน้มที่จะรักษาเสถียรภาพของเพิร์ลไลต์ด้วย แต่ผลของมันมีความแข็งแกร่งน้อยกว่าแมงกานีสมาก ด้วยการควบคุมปริมาณการเติม จึงเป็นไปได้ที่จะได้เฟอร์ไรต์ส่วนใหญ่ในขณะที่นำไปใช้เพื่อสร้างเพิร์ลไลต์ละเอียดจำนวนเล็กน้อยเพื่อเสริมแรง จะเพิ่มนิกเกิลทางวิทยาศาสตร์ได้อย่างไร? วิชาบังคับก่อน: ต้องเติมนิกเกิลหลังจากปฏิบัติตามแผนงานพื้นฐานทั้งหมดที่กล่าวมาข้างต้นอย่างเคร่งครัด (Mn ต่ำ P/S ต่ำ การฟักตัวอย่างเข้มข้น ฯลฯ) เราไม่สามารถคาดหวังที่จะใช้นิกเกิลเพื่อชดเชยข้อบกพร่องของกระบวนการพื้นฐานได้ 1. ปริมาณการเติมและผลกระทบที่คาดหวัง: สารละลายนิกเกิลต่ำ (0.5% -1.0%): วัตถุประสงค์: เพื่อให้สารละลายของแข็งปานกลางเสริมความแข็งแรงเป็น "ตาข่ายนิรภัย" เพื่อความแข็งแรง ผลกระทบ: บนซับสเตรตเฟอร์ริติกเกือบทั้งหมด ความต้านทานแรงดึงสามารถเพิ่มขึ้นได้ประมาณ 20-40 MPa ซึ่งเพียงพอที่จะเพิ่มความแข็งแกร่งอย่างต่อเนื่องที่ค่าวิกฤต (เช่น 430-440 MPa) ให้สูงกว่า 450 MPa ในขณะที่มีผลกระทบต่อการยืดตัวน้อยที่สุด (อาจลดลงเพียง 1-2%) และยังคงรักษาไว้สูงกว่า 22% ได้อย่างง่ายดาย รูปแบบนิกเกิลปานกลาง (1.0% -2.0%): วัตถุประสงค์: ในขณะที่เสริมแรง อาจมีไข่มุกจำนวนเล็กน้อย (<10%) ผลกระทบ: การปรับปรุงความแข็งแรงจะมีนัยสำคัญมากขึ้น (สูงถึง 50 MPa หรือมากกว่า) แต่การยืดตัวจะลดลงเล็กน้อย จำเป็นต้องมีการควบคุมอย่างระมัดระวัง และควรทำการปรับเปลี่ยนด้วยการบำบัดความร้อน 2. การทำงานร่วมกันกับการบำบัดความร้อน: ในฐานะโซลูชันการหล่อ: หากคุณต้องการได้รับความแข็งแรงสูงและความเป็นพลาสติกสูงในสถานะการหล่อโดยไม่ต้องผ่านการบำบัดความร้อน การเติมนิกเกิลต่ำ (เช่น 0.5%) ถือเป็นกลยุทธ์ที่ซับซ้อนมาก แผนการบำบัดความร้อน: หากคุณวางแผนการอบอ่อนเฟอร์ไรต์ไว้แล้ว จำเป็นต้องประเมินความสำคัญของการเติมนิกเกิลอีกครั้ง การหลอมจะกำจัดเพิร์ลไลต์ และสารละลายแข็งที่เสริมประสิทธิภาพของนิกเกิลจะมีความโดดเด่น ณ จุดนี้ การเติมนิกเกิลต่ำยังสามารถให้เมทริกซ์เฟอร์ไรต์ที่บริสุทธิ์แต่แข็งแกร่งขึ้นได้หลังจากการหลอม ข้อเสียและข้อควรพิจารณาด้านต้นทุนในการเติมนิกเกิลนั้นมีสูง: นิกเกิลเป็นองค์ประกอบโลหะผสมที่มีราคาแพงซึ่งทำให้ต้นทุนวัตถุดิบเพิ่มขึ้นอย่างมาก ต้องมีการวิเคราะห์ต้นทุนและผลประโยชน์อย่างเข้มงวด ผลกระทบที่จำกัด: นิกเกิลไม่ใช่ "ยาครอบจักรวาล" แต่ไม่สามารถรักษาซับสเตรตที่ไม่ดีและมีลักษณะเป็นทรงกลมที่ไม่ดี การฟักตัวล้มเหลว หรือมีปริมาณ Mn/P สูง ความไม่แน่นอนที่อาจเกิดขึ้นได้: การเติมนิกเกิลมากเกินไป (เช่น>1.5%) สามารถทำให้เพิร์ลไลต์มีความเสถียรมากเกินไป โดยต้องใช้อุณหภูมิการอบอ่อนที่สูงขึ้นหรือใช้เวลาในการกักเก็บนานขึ้นเพื่อกำจัด เพิ่มความยากและการใช้พลังงานในการรักษาความร้อน และอาจทำให้อัตราการยืดตัวเสียหายในที่สุด ข้อสรุปและข้อเสนอแนะขั้นสุดท้ายถือว่าการเติมนิกเกิลเป็น 'การประกันแบบละเอียดครั้งสุดท้าย' แทนที่จะเป็นวิธีการหลัก เส้นทางการเพิ่มประสิทธิภาพประสิทธิภาพควรเป็น: 1 ลำดับความสำคัญอันดับแรก (รากฐานและแกนกลาง): การทำให้บริสุทธิ์มาก: ลด Mn เป็น<0.15%, P<0.03%，S<0.012%。 การเจริญพันธุ์ที่แข็งแกร่ง: ใช้ "การเจริญพันธุ์เพียงครั้งเดียว+อัตราการเจริญพันธุ์ในการไหล" อย่างเด็ดขาด โดยมีจำนวนกราไฟท์บอลเป้าหมาย>150/มม. ² การปรับองค์ประกอบให้เหมาะสม: ใช้ปริมาณคาร์บอนสูงเทียบเท่า (~4.5%) ควบคุม Si สุดท้ายที่ 2.2% -2.5% 2. ลำดับความสำคัญที่สอง (การประเมินและการปรับแต่ง): หลังจากดำเนินการตามแผนลำดับความสำคัญอันดับแรกอย่างเคร่งครัดแล้ว ให้เทแถบทดสอบและทดสอบประสิทธิภาพ หากผลปรากฏว่าอัตราการยืดตัวเกิน 22% มาก (เช่น 25% ขึ้นไป) แต่ความแรงผันผวนภายในช่วง 440-450 MPa แสดงว่าใกล้จะถึงมาตรฐานแล้ว การตัดสินใจ: ณ จุดนี้ การเติมนิกเกิลประมาณ 0.5% เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุด สามารถบรรลุความแข็งแรงที่มั่นคงด้วยต้นทุนที่ต่ำมาก (โดยมีผลกระทบต่อการยืดตัวน้อยที่สุด) และมีความคุ้มค่าสูงสุด 3. ลำดับความสำคัญที่สาม (การรับประกันขั้นสุดท้าย): หากประสิทธิภาพยังคงไม่เสถียรเนื่องจากความหนาของผนังหล่อหรืออัตราการเย็นลง การหลอมด้วยเฟอร์ริติเซชันถือเป็นวิธีแก้ปัญหาขั้นสุดท้ายและน่าเชื่อถือที่สุด ภายใต้กระบวนการอบอ่อน แม้จะไม่ได้เติมนิกเกิล แต่ก็แทบจะเป็นไปได้ที่จะเป็นไปตามข้อกำหนดด้านความแข็งแกร่ง (อาศัยการเสริมความแข็งแกร่งของสารละลายของแข็งของลูกกราไฟท์และ Si) และการยืดตัวที่สูงเป็นพิเศษ (อาศัยเฟอร์ไรต์บริสุทธิ์) ไปพร้อมๆ กัน โดยสรุป สามารถเติมนิกเกิลได้ แต่มันเป็น "ยาชูกำลัง" มากกว่า "อาหารหลัก" ในการแสวงหาการยืดตัวขั้นสูงสุดนี้ การเติมนิกเกิลต่ำ (~0.5%) เป็นเครื่องมืออันชาญฉลาดที่ใช้ในขั้นตอนสุดท้ายในการ "รักษาความแข็งแกร่งไว้อย่างแม่นยำ"