Існує кілька широко використовуваних методів термічної обробки ковкого чавуну.
У структурі ковкого чавуну графіт сферичний, його розслаблююча і руйнуюча дія на матрицю слабша, ніж у лускоподібного графіту. Продуктивність ковкого чавуну в основному залежить від структури матриці, а вплив графіту є другорядним. Поліпшення матричної структури ковкого чавуну за допомогою різних термічних обробок може різною мірою покращити його механічні властивості. Через вплив хімічного складу, швидкості охолодження, сфероїдного агента та інших факторів у литій структурі часто виникає змішана структура фериту + перліту + цементиту + графіту, особливо на тонкій стінці виливка. Метою термічної обробки є отримання необхідної структури і тим самим поліпшення механічних властивостей.
Зазвичай використовуються такі методи термічної обробки ковкого чавуну.
(1) Низькотемпературний графітизаційний відпал, температура нагріву 720~760 ℃. Він охолоджується в печі до температури нижче 500 ℃, а потім охолоджується повітрям. Розкладання евтектоїдного цементиту для отримання ковкого чавуну з феритовою матрицею для підвищення ударної в'язкості.
(2) Високотемпературний графітизаційний відпал при 880 ~ 930 ℃, потім переведений до 720 ~ 760 ℃ для збереження тепла, а потім охолоджений у печі до температури нижче 500 ℃ та повітряне охолодження з печі. Усувають білу структуру і отримують ковкий чавун з феритовою матрицею, яка покращує пластичність, знижує твердість і підвищує в'язкість.
(3) Повна аустенітізація та нормалізація при 880~930 ℃, метод охолодження: охолодження туманом, повітряне охолодження або повітряне охолодження. Щоб зменшити стрес, додайте процес загартування: 500~600 ℃ для отримання перліту + невелика кількість фериту + графіт сферичної форми, який підвищує міцність, твердість і зносостійкість.
(4) Неповна аустенітізація, нормалізація та нагрівання при 820~860 ℃, метод охолодження: охолодження туманом, повітряне охолодження або повітряне охолодження. Щоб зменшити стрес, додайте процес загартування: 500 ~ 600 ℃ для отримання перліту + невелика кількість диспергованого заліза. Структура корпусу досягає кращих комплексних механічних властивостей.
(5) Загартування та відпуск: нагрівання при 840~880°C, метод охолодження: масляне або водяне охолодження, температура відпуску після гартування: 550~600°C, щоб отримати структуру загартованого сорбіту та покращити комплексні механічні властивості.
(6) Ізотермічне загартування: нагрівання при 840~880 ℃ і загартування в соляній ванні при 250~350 ℃ для отримання повних механічних властивостей, особливо для підвищення міцності, міцності та зносостійкості.
Під час термічної обробки та нагрівання температура виливка, що надходить у піч, зазвичай становить менше 350 °C. Швидкість нагрівання залежить від розміру та складності виливка та вибирається між 30~120°C/год. Температура на вході в піч для великих і складних деталей повинна бути нижчою, а швидкість нагрівання повинна бути повільнішою. Температура нагріву залежить від структури та хімічного складу матриці. Час витримки залежить від товщини стінки виливка.
Крім того, виливки з ковкого чавуну також можна загартувати поверхнею високочастотним, середньочастотним, полум’яним та іншими методами для отримання високої твердості, зносостійкості та опору втомі. Його також можна обробити м'яким азотуванням для підвищення зносостійкості виливків.
1. Загартування та відпуск ковкого чавуну
Ковкі виливки вимагають більш високої твердості як підшипники, а чавунні деталі часто загартовуються та відпускаються при низьких температурах. Процес полягає в наступному: нагрівання виливка до температури 860-900 °C, його ізоляція, щоб дозволити всій вихідній матриці аустенізуватися, потім охолодження його в олії або розплавленої солі для досягнення гарту, а потім нагрівання та підтримка при 250-350 °C. °C для відпустки, а вихідна матриця перетворюється на вогненний мартенсит і зберігає структуру аустеніту, вихідна сферична форма графіту залишається незмінною. Оброблені виливки мають високу твердість і певну ударну в'язкість, зберігають мастильні властивості графіту, мають підвищену зносостійкість.
Виливки з ковкого чавуну, як деталі валів, такі як колінчасті вали та шатуни дизельних двигунів, потребують комплексних механічних властивостей із високою міцністю та хорошою в’язкістю. Чавунні деталі повинні бути загартовані і відпущені. Процес такий: чавун нагрівають до температури 860-900 °C і ізолюють для аустенізації матриці, потім охолоджують в олії або розплавленої солі для досягнення загартування, а потім відпускають при високій температурі 500-600 °C до отримати структуру загартованого трооститу. (Зазвичай залишається невелика кількість чистого масивного фериту), а форма оригінального сферичного графіту залишається незмінною. Після обробки міцність і в'язкість добре збігаються і відповідають умовам роботи частин вала.
2. Відпал ковкого чавуну для підвищення в'язкості
У процесі лиття ковкого чавуну звичайний сірий чавун має велику тенденцію до відбілювання та велику внутрішню напругу. Важко отримати чисту феритову або перлітну матрицю для чавунних деталей. Щоб підвищити пластичність або міцність чавунних деталей, чавун часто повторно нагрівають до 900-950 °C і витримують у теплі протягом достатнього часу для виконання високотемпературного відпалу, а потім охолоджують до 600 °C і охолоджують. печі. Під час процесу цементит в матриці розкладається на графіт, а графіт виділяється з аустеніту. Ці графіти збираються навколо вихідного сферичного графіту, і матриця повністю перетворюється на ферит.
Якщо лита структура складається з (фериту + перліту) матриці та сферичного графіту, для підвищення міцності цементит у перліті потрібно лише розкласти та перетворити на ферит та сферичний графіт. Для цього чавунну деталь необхідно повторно нагріти. Після ізоляції вгору та вниз до евтектоїдної температури 700-760 ℃, піч охолоджується до 600 ℃, а потім охолоджується з печі.
3. Нормалізація для підвищення міцності ковкого чавуну
Метою нормалізації ковкого чавуну є перетворення матричної структури в тонку перлітну структуру. Процес полягає в повторному нагріванні відливки з ковкого чавуну з матрицею з фериту і перліту до температури 850-900°С. Початковий ферит і перліт перетворюються на аустеніт, а частина сферичного графіту розчиняється в аустеніті. Після збереження тепла охолоджений повітрям аустеніт перетворюється на дрібнодисперсний перліт, завдяки чому підвищується міцність пластичного лиття.
Час публікації: травень-08-2024
