Die Wärmebehandlung von Stahlgussteilen basiert auf dem Fe-Fe3C-Phasendiagramm, um die Mikrostruktur der Stahlgussteile zu steuern, um die erforderliche Leistung zu erzielen.Die Wärmebehandlung ist einer der wichtigsten Prozesse bei der Herstellung von Stahlguss.Die Qualität und Wirkung der Wärmebehandlung stehen in direktem Zusammenhang mit der endgültigen Leistung von Stahlgussteilen.
Das Gussgefüge von Stahlgussteilen hängt von der chemischen Zusammensetzung und dem Erstarrungsprozess ab.Im Allgemeinen gibt es eine relativ starke Dendritenseigerung, eine sehr ungleichmäßige Struktur und grobe Körner.Daher müssen Stahlgussteile im Allgemeinen wärmebehandelt werden, um die Auswirkungen der obigen Probleme zu beseitigen oder zu verringern, um die mechanischen Eigenschaften von Stahlgussteilen zu verbessern.Darüber hinaus haben verschiedene Teile desselben Gussstücks aufgrund der unterschiedlichen Struktur und Wandstärke der Stahlgussteile unterschiedliche Organisationsformen und erzeugen erhebliche Eigenspannungen.Daher sollten Stahlguss (insbesondere legierter Stahlguss) grundsätzlich im wärmebehandelten Zustand angeliefert werden.
1. Die Eigenschaften der Wärmebehandlung von Stahlguss
1) In der Gussstruktur von Stahlguss gibt es oft grobe Dendriten und Seigerungen.Bei der Wärmebehandlung sollte die Erwärmungszeit etwas höher sein als die der Schmiedestahlteile gleicher Zusammensetzung.Gleichzeitig muss die Haltezeit der Austenitisierung entsprechend verlängert werden.
2) Aufgrund der starken Segregation der Gussstruktur einiger legierter Stahlgussteile sollten Maßnahmen zur Homogenisierung während der Wärmebehandlung getroffen werden, um deren Einfluss auf die endgültigen Eigenschaften der Gussteile zu beseitigen.
3) Bei Stahlguss mit komplexen Formen und großen Wanddickenunterschieden müssen Querschnittseffekte und Gussspannungsfaktoren während der Wärmebehandlung berücksichtigt werden.
4) Wenn eine Wärmebehandlung an Stahlgussstücken durchgeführt wird, muss sie auf der Grundlage ihrer strukturellen Eigenschaften angemessen sein und versuchen, eine Verformung der Gussstücke zu vermeiden.
2. Die Hauptprozessfaktoren der Wärmebehandlung von Stahlguss
Die Wärmebehandlung von Stahlgussteilen besteht aus drei Stufen: Erhitzen, Warmhalten und Abkühlen.Die Bestimmung von Prozessparametern sollte sich an dem Zweck orientieren, die Produktqualität sicherzustellen und Kosten einzusparen.
1) Heizung
Das Erhitzen ist der energieaufwändigste Prozess im Wärmebehandlungsprozess.Die wichtigsten technischen Parameter des Erwärmungsprozesses sind die Auswahl einer geeigneten Erwärmungsmethode, Erwärmungsgeschwindigkeit und Lademethode.
(1) Erwärmungsverfahren.Die Erwärmungsverfahren für Stahlguss umfassen hauptsächlich Strahlungserwärmung, Salzbaderwärmung und Induktionserwärmung.Das Auswahlprinzip der Heizmethode ist schnell und gleichmäßig, einfach zu steuern, hocheffizient und kostengünstig.Beim Erwärmen berücksichtigt die Gießerei im Allgemeinen die Strukturgröße, die chemische Zusammensetzung, das Wärmebehandlungsverfahren und die Qualitätsanforderungen des Gussstücks.
(2) Heizgeschwindigkeit.Für allgemeine Stahlgussteile darf die Erwärmungsgeschwindigkeit nicht begrenzt werden, und die maximale Leistung des Ofens wird zum Erwärmen verwendet.Die Verwendung einer heißen Ofenbeschickung kann die Aufheizzeit und den Produktionszyklus erheblich verkürzen.Tatsächlich gibt es unter der Bedingung des schnellen Erhitzens keine offensichtliche Temperaturhysterese zwischen der Oberfläche des Gussstücks und dem Kern.Langsames Erhitzen führt zu einer verringerten Produktionseffizienz, einem erhöhten Energieverbrauch und einer starken Oxidation und Entkohlung auf der Oberfläche des Gussstücks.Bei einigen Gussteilen mit komplexen Formen und Strukturen, großen Wandstärken und großen Wärmespannungen während des Erwärmungsprozesses sollte die Erwärmungsgeschwindigkeit jedoch kontrolliert werden.Im Allgemeinen kann eine niedrige Temperatur und ein langsames Erhitzen (unter 600 °C) oder ein Beibehalten einer niedrigen oder mittleren Temperatur verwendet werden, und dann kann ein schnelles Erhitzen in Hochtemperaturbereichen verwendet werden.
(3) Lademethode.Das Prinzip, dass Stahlgussteile in den Ofen gelegt werden sollten, besteht darin, den effektiven Raum voll auszunutzen, eine gleichmäßige Erwärmung zu gewährleisten und die Gussteile zum Verformen zu platzieren.
2) Isolierung
Die Haltetemperatur zum Austenitisieren von Stahlgussteilen sollte entsprechend der chemischen Zusammensetzung des Stahlgusses und den geforderten Eigenschaften gewählt werden.Die Haltetemperatur ist im Allgemeinen etwas höher (ca. 20 °C) als beim Schmieden von Stahlteilen gleicher Zusammensetzung.Bei eutektoidem Stahlguss ist darauf zu achten, dass Karbide schnell in Austenit eingebaut werden können und der Austenit feinkörnig bleiben kann.
Für die Warmhaltezeit von Stahlgussteilen sollten zwei Faktoren berücksichtigt werden: Der erste Faktor besteht darin, die Temperatur der Gussoberfläche und des Kerns gleichmäßig zu machen, und der zweite Faktor besteht darin, die Gleichmäßigkeit der Struktur sicherzustellen.Daher hängt die Haltezeit hauptsächlich von der Wärmeleitfähigkeit des Gussstücks, der Wandstärke des Profils und den Legierungselementen ab.Im Allgemeinen erfordern Gussteile aus legiertem Stahl eine längere Haltezeit als Gussteile aus Kohlenstoffstahl.Die Wandstärke des Gussteils ist in der Regel die Hauptgrundlage für die Berechnung der Haltezeit.Für die Haltezeit der Anlassbehandlung und der Alterungsbehandlung sollten Faktoren wie der Zweck der Wärmebehandlung, die Haltetemperatur und die Elementdiffusionsrate berücksichtigt werden.
3) Kühlung
Die Stahlgussteile können nach der Wärmekonservierung mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten abgekühlt werden, um die metallografische Umwandlung abzuschließen, die erforderliche metallografische Struktur zu erhalten und die angegebenen Leistungsindikatoren zu erreichen.Generell kann eine Erhöhung der Abkühlgeschwindigkeit helfen, ein gutes Gefüge zu erhalten und die Körner zu verfeinern, wodurch die mechanischen Eigenschaften des Gussstücks verbessert werden.Wenn die Abkühlgeschwindigkeit jedoch zu schnell ist, kann es leicht zu größeren Spannungen im Gussstück kommen.Dies kann zu Verformungen oder Rissen bei Gussteilen mit komplexen Strukturen führen.
Das Kühlmedium für die Wärmebehandlung von Stahlgussteilen umfasst im Allgemeinen Luft, Öl, Wasser, Salzwasser und geschmolzenes Salz.
3. Wärmebehandlungsverfahren für Stahlguss
Je nach Erwärmungsverfahren, Haltezeit und Abkühlbedingungen umfassen die Wärmebehandlungsverfahren für Stahlguss hauptsächlich Glühen, Normalisieren, Abschrecken, Anlassen, Lösungsglühen, Ausscheidungshärtung, Spannungsarmglühen und Wasserstoffentfernungsbehandlung.
1) Glühen.
Beim Glühen wird der Stahl, dessen Struktur vom Gleichgewichtszustand abweicht, auf eine bestimmte, durch den Prozess vorgegebene Temperatur erhitzt und dann nach der Wärmeerhaltung langsam abgekühlt (normalerweise mit dem Ofen gekühlt oder in Kalk eingegraben), um einen Wärmebehandlungsprozess nahe dem zu erhalten Gleichgewichtszustand der Struktur.Entsprechend der Zusammensetzung des Stahls und dem Zweck und den Anforderungen des Glühens kann das Glühen in vollständiges Glühen, isothermes Glühen, Sphäroidisierungsglühen, Rekristallisationsglühen, Spannungsarmglühen usw. unterteilt werden.
(1) Vollständiges Glühen.Der allgemeine Prozess des vollständigen Glühens ist: Erhitzen des Stahlgusses auf 20 °C-30 °C über Ac3, Halten für eine gewisse Zeit, damit das Gefüge im Stahl vollständig in Austenit umgewandelt wird, und dann langsames Abkühlen (normalerweise Abkühlung mit dem Ofen) bei 500 ℃- 600 ℃ und schließlich an der Luft abgekühlt.Das sogenannte vollständig bedeutet, dass beim Erhitzen ein vollständiges Austenitgefüge erhalten wird.
Der Zweck des vollständigen Glühens umfasst hauptsächlich: Der erste besteht darin, die grobe und ungleichmäßige Struktur zu verbessern, die durch die Warmumformung verursacht wird;Die zweite besteht darin, die Härte von Gussteilen aus Kohlenstoffstahl und legiertem Stahl über mittlerem Kohlenstoff zu reduzieren und dadurch ihre Schneidleistung zu verbessern (im Allgemeinen ist es einfach zu schneiden, wenn die Härte des Werkstücks zwischen 170 HBW und 230 HBW liegt). Wenn die Härte höher oder niedriger als dieser Bereich ist, wird das Schneiden erschwert);Die dritte besteht darin, die inneren Spannungen des Stahlgusses zu beseitigen.
Der Einsatzbereich des vollständigen Glühens.Das Vollglühen eignet sich hauptsächlich für Gussstücke aus Kohlenstoffstahl und legiertem Stahl mit untereutektoider Zusammensetzung und einem Kohlenstoffgehalt von 0,25 % bis 0,77 %.Übereutektoider Stahl sollte nicht vollständig geglüht werden, denn wenn der übereutektoide Stahl auf über Accm erhitzt und langsam abgekühlt wird, wird der sekundäre Zementit entlang der Austenit-Korngrenze in einer Netzwerkform ausfallen, was die Festigkeit, Plastizität und Schlagzähigkeit des Stahls signifikant macht Abfall.
(2) Isothermes Glühen.Isothermes Glühen bezieht sich auf das Erhitzen von Stahlgussteilen auf 20 °C - 30 °C über Ac3 (oder Ac1), nach dem Halten für einen bestimmten Zeitraum, schnellem Abkühlen auf die Spitzentemperatur der unterkühlten isothermen Austenit-Umwandlungskurve und anschließendem Halten für einen bestimmten Zeitraum der Zeit (Perlit-Transformationszone).Nachdem der Austenit in Perlit umgewandelt wurde, kühlt er langsam ab.
(3) Sphäroidisierendes Glühen.Sphäroidisierendes Glühen besteht darin, die Stahlgussteile auf eine Temperatur zu erhitzen, die etwas höher als Ac1 ist, und dann, nach einer langen Zeit der Wärmekonservierung, wandelt sich der sekundäre Zementit im Stahl spontan in körnigen (oder kugelförmigen) Zementit um und dann bei einer langsamen Wärmebehandlung Verfahren zum Abkühlen auf Raumtemperatur.
Der Zweck des Sphäroidisierungsglühens umfasst: Reduzieren der Härte;Gleichförmigmachen der metallographischen Struktur;Verbesserung der Schnittleistung und Vorbereitung zum Abschrecken.
Sphäroidisierendes Glühen ist hauptsächlich auf eutektoide Stähle und übereutektoide Stähle (Kohlenstoffgehalt größer als 0,77 %) wie Kohlenstoff-Werkzeugstahl, legierter Federstahl, Wälzlagerstahl und legierter Werkzeugstahl anwendbar.
(4) Spannungsarmglühen und Rekristallisationsglühen.Das Spannungsarmglühen wird auch Niedertemperaturglühen genannt.Es handelt sich um einen Prozess, bei dem Stahlguss auf eine Temperatur unterhalb der Ac1-Temperatur (400 °C - 500 °C) erhitzt, dann eine Zeit lang gehalten und dann langsam auf Raumtemperatur abgekühlt wird.Der Zweck des Spannungsarmglühens besteht darin, die Eigenspannungen des Gussstücks zu beseitigen.Die metallografische Struktur des Stahls ändert sich während des Spannungsarmglühens nicht.Das Rekristallisationsglühen wird hauptsächlich verwendet, um die durch Kaltverformung verursachte verzerrte Struktur und die Kaltverfestigung zu beseitigen.Die Erwärmungstemperatur für das Rekristallisationsglühen liegt 150 °C - 250 °C über der Rekristallisationstemperatur.Das Rekristallisationsglühen kann die länglichen Kristallkörner nach der Kaltverformung in gleichmäßige gleichachsige Kristalle umformen, wodurch der Effekt der Kaltverfestigung eliminiert wird.
2) Normalisierung
Das Normalisieren ist eine Wärmebehandlung, bei der der Stahl auf 30 °C - 50 °C über Ac3 (untereutektoider Stahl) und Acm (übereutektoider Stahl) erhitzt und nach einer Zeit der Wärmeerhaltung an der Luft oder im Inneren auf Raumtemperatur abgekühlt wird forcierte Luft.Methode.Das Normalisieren hat eine schnellere Abkühlgeschwindigkeit als das Glühen, so dass die normalisierte Struktur feiner als die geglühte Struktur ist und ihre Festigkeit und Härte auch höher sind als die der geglühten Struktur.Aufgrund des kurzen Produktionszyklus und der hohen Ausrüstungsauslastung des Normalisierens wird das Normalisieren in verschiedenen Stahlgussteilen weit verbreitet.
Der Zweck der Normalisierung ist in die folgenden drei Kategorien unterteilt:
(1) Normalisieren als abschließende Wärmebehandlung
Für Metallgussteile mit geringen Festigkeitsanforderungen kann das Normalglühen als abschließende Wärmebehandlung eingesetzt werden.Das Normalisieren kann die Körner verfeinern, das Gefüge homogenisieren, den Ferritgehalt im untereutektoiden Stahl reduzieren, den Perlitgehalt erhöhen und verfeinern und dadurch die Festigkeit, Härte und Zähigkeit des Stahls verbessern.
(2) Normalisieren als Vorwärmebehandlung
Bei Stahlguss mit größeren Querschnitten kann das Normalisieren vor dem Abschrecken oder Abschrecken und Anlassen (Abschrecken und Hochtemperaturanlassen) die Widmanstatten-Struktur und die Bandstruktur beseitigen und eine feine und gleichmäßige Struktur erhalten.Bei dem in Kohlenstoffstählen und legierten Werkzeugstählen mit einem Kohlenstoffgehalt von mehr als 0,77 % vorhandenen Netzwerk-Zementit kann das Normalisieren den Gehalt an sekundärem Zementit verringern und verhindern, dass es ein kontinuierliches Netzwerk bildet, wodurch die Organisation für das Sphäroidisierungsglühen vorbereitet wird.
(3) Verbesserung der Schnittleistung
Das Normalisieren kann die Schnittleistung von kohlenstoffarmem Stahl verbessern.Die Härte von Gussteilen aus kohlenstoffarmem Stahl ist nach dem Glühen zu gering, und es ist leicht, beim Schneiden am Messer zu haften, was zu einer übermäßigen Oberflächenrauheit führt.Durch normalisierende Wärmebehandlung kann die Härte von Gussteilen aus kohlenstoffarmem Stahl auf 140 HBW - 190 HBW erhöht werden, was nahe an der optimalen Schneidhärte liegt, wodurch die Schneidleistung verbessert wird.
3) Abschrecken
Das Abschrecken ist ein Wärmebehandlungsprozess, bei dem Stahlgussteile auf eine Temperatur über Ac3 oder Ac1 erhitzt und dann nach längerem Halten schnell abgekühlt werden, um eine vollständige martensitische Struktur zu erhalten.Die Stahlgussteile sollten rechtzeitig nach dem Erhitzen angelassen werden, um die Abschreckspannung zu beseitigen und die erforderlichen umfassenden mechanischen Eigenschaften zu erhalten.
(1) Abschrecktemperatur
Die Abschreckheiztemperatur von untereutektoidem Stahl liegt 30℃-50℃ über Ac3;Die Abschreckheiztemperatur von eutektoidem Stahl und übereutektoidem Stahl liegt 30℃-50℃ über Ac1.Untereutektoider Kohlenstoffstahl wird auf die oben erwähnte Abschrecktemperatur erhitzt, um feinkörnigen Austenit zu erhalten, und nach dem Abschrecken kann eine feine Martensitstruktur erhalten werden.Der eutektoide Stahl und der übereutektoide Stahl wurden vor dem Abschrecken und Erhitzen sphäroidisiert und geglüht, so dass nach dem Erhitzen auf 30℃-50℃ über Ac1 und unvollständiger Austenitisierung die Struktur aus Austenit und teilweise ungelösten feinkörnigen Infiltrationskohlenstoffkörperpartikeln besteht.Nach dem Abschrecken wird Austenit in Martensit umgewandelt und ungelöste Zementitpartikel werden zurückgehalten.Aufgrund der hohen Härte von Zementit wird nicht nur die Härte von Stahl nicht verringert, sondern auch die Verschleißfestigkeit verbessert.Die normale abgeschreckte Struktur von übereutektoidem Stahl ist feinflockiger Martensit, und feinkörniger Zementit und eine kleine Menge Restaustenit sind gleichmäßig auf der Matrix verteilt.Diese Struktur hat eine hohe Festigkeit und Verschleißfestigkeit, aber auch eine gewisse Zähigkeit.
(2) Kühlmedium für den Abschreckwärmebehandlungsprozess
Der Zweck des Abschreckens besteht darin, vollständigen Martensit zu erhalten.Daher muss die Abkühlgeschwindigkeit des Stahlgusses beim Abschrecken größer sein als die kritische Abkühlgeschwindigkeit des Stahlgusses, da sonst das Martensitgefüge und die entsprechenden Eigenschaften nicht erhalten werden können.Eine zu hohe Abkühlgeschwindigkeit kann jedoch leicht zu Verformungen oder Rissen im Gussstück führen.Um die oben genannten Anforderungen gleichzeitig zu erfüllen, sollte das geeignete Kühlmedium entsprechend dem Material des Gussstücks ausgewählt oder das Verfahren der stufenweisen Kühlung angewendet werden.Im Temperaturbereich von 650℃-400℃ ist die isotherme Umwandlungsrate von unterkühltem Austenit von Stahl am größten.Daher sollte beim Abschrecken des Gussstücks in diesem Temperaturbereich auf eine schnelle Abkühlung geachtet werden.Unterhalb des Ms-Punktes sollte die Abkühlgeschwindigkeit langsamer sein, um eine Verformung oder Rissbildung zu verhindern.Abschreckmedium nimmt normalerweise Wasser, wässrige Lösung oder Öl an.In der Stufe des Abschreckens oder Austemperns umfassen die üblicherweise verwendeten Medien heißes Öl, geschmolzenes Metall, geschmolzenes Salz oder geschmolzenes Alkali.
Die Kühlkapazität von Wasser in der Hochtemperaturzone von 650℃-550℃ ist stark, und die Kühlkapazität von Wasser in der Niedrigtemperaturzone von 300℃-200℃ ist sehr stark.Wasser eignet sich besser zum Abschrecken und Kühlen von Gussteilen aus Kohlenstoffstahl mit einfachen Formen und großen Querschnitten.Beim Einsatz zum Abschrecken und Kühlen beträgt die Wassertemperatur im Allgemeinen nicht mehr als 30 °C.Daher wird im Allgemeinen angenommen, die Wasserzirkulation zu verstärken, um die Wassertemperatur in einem angemessenen Bereich zu halten.Darüber hinaus erhöht das Erhitzen von Salz (NaCl) oder Alkali (NaOH) in Wasser die Kühlkapazität der Lösung erheblich.
Der Hauptvorteil von Öl als Kühlmedium besteht darin, dass die Abkühlrate in der Niedertemperaturzone von 300℃-200℃ viel geringer ist als die von Wasser, wodurch die Eigenspannung des abgeschreckten Werkstücks stark reduziert und die Möglichkeit einer Verformung verringert werden kann und Risse im Guss.Gleichzeitig ist die Kühlleistung von Öl im Hochtemperaturbereich von 650℃-550℃ relativ gering, was auch der Hauptnachteil von Öl als Abschreckmedium ist.Die Temperatur des Abschrecköls wird im Allgemeinen auf 60℃-80℃ geregelt.Öl wird hauptsächlich zum Abschrecken von Gussteilen aus legiertem Stahl mit komplexen Formen und zum Abschrecken von Gussteilen aus Kohlenstoffstahl mit kleinen Querschnitten und komplexen Formen verwendet.
Darüber hinaus wird üblicherweise auch geschmolzenes Salz als Abschreckmedium verwendet, das zu diesem Zeitpunkt zu einem Salzbad wird.Das Salzbad zeichnet sich durch einen hohen Siedepunkt aus und seine Kühlleistung liegt zwischen Wasser und Öl.Das Salzbad wird häufig zum Austempern und Stufenabschrecken sowie zur Behandlung von Gussteilen mit komplexen Formen, kleinen Abmessungen und strengen Verformungsanforderungen verwendet.
4) Anlassen
Anlassen bezieht sich auf einen Wärmebehandlungsprozess, bei dem die abgeschreckten oder normalisierten Stahlgussteile auf eine ausgewählte Temperatur erhitzt werden, die niedriger ist als der kritische Punkt Ac1, und nach dem Halten für einen Zeitraum werden sie mit einer angemessenen Geschwindigkeit abgekühlt.Eine Anlasswärmebehandlung kann die nach dem Abschrecken oder Normalisieren erhaltene instabile Struktur in eine stabile Struktur umwandeln, um Spannungen zu beseitigen und die Plastizität und Zähigkeit von Stahlgussteilen zu verbessern.Im Allgemeinen wird der Wärmebehandlungsprozess der Abschreck- und Anlassbehandlung bei hoher Temperatur als Abschreck- und Anlassbehandlung bezeichnet.Die abgeschreckten Stahlgussteile müssen rechtzeitig angelassen werden, und die normalisierten Stahlgussteile sollten bei Bedarf angelassen werden.Die Leistung von Stahlgussteilen nach dem Anlassen hängt von der Anlasstemperatur, -zeit und -häufigkeit ab.Die jederzeitige Erhöhung der Anlasstemperatur und Verlängerung der Haltezeit kann nicht nur die Abschreckspannung von Stahlgüssen verringern, sondern auch instabilen abgeschreckten Martensit in angelassenen Martensit, Troostit oder Sorbit umwandeln.Festigkeit und Härte von Stahlguss werden reduziert, die Plastizität deutlich verbessert.Bei einigen mittellegierten Stählen mit Legierungselementen, die stark Karbide bilden (wie Chrom, Molybdän, Vanadium und Wolfram usw.), nimmt die Härte zu und die Zähigkeit ab, wenn sie bei 400℃-500℃ getempert werden.Dieses Phänomen wird als Sekundärhärtung bezeichnet, dh die Härte des Gussstahls im angelassenen Zustand erreicht das Maximum.In der tatsächlichen Produktion muss mittellegierter Stahlguss mit sekundären Härtungseigenschaften viele Male angelassen werden.
(1) Anlassen bei niedriger Temperatur
Der Temperaturbereich des Niedertemperaturtemperns beträgt 150 ℃ -250 ℃.Durch Niedertemperaturanlassen kann eine angelassene Martensitstruktur erhalten werden, die hauptsächlich zum Abschrecken von Stählen mit hohem Kohlenstoffgehalt und zum Abschrecken von hochlegiertem Stahl verwendet wird.Gehärteter Martensit bezieht sich auf die Struktur von kryptokristallinem Martensit plus feinkörnige Karbide.Die Struktur von untereutektoidem Stahl nach dem Anlassen bei niedriger Temperatur ist angelassener Martensit;Die Struktur von übereutektoidem Stahl nach dem Anlassen bei niedriger Temperatur ist angelassener Martensit + Karbide + Restaustenit.Der Zweck des Anlassens bei niedriger Temperatur besteht darin, die Zähigkeit von abgeschrecktem Stahl angemessen zu verbessern und gleichzeitig eine hohe Härte (58HRC-64HRC), eine hohe Festigkeit und Verschleißfestigkeit beizubehalten und gleichzeitig die Abschreckspannung und Sprödigkeit von Stahlgussteilen erheblich zu verringern.
(2) Anlassen bei mittlerer Temperatur
Die Anlasstemperatur der mittleren Temperatur liegt im Allgemeinen zwischen 350 ℃ -500 ℃.Das Gefüge nach dem Anlassen bei mittlerer Temperatur ist eine große Menge feinkörnigen Zementits, der auf der Ferritmatrix dispergiert und verteilt ist, d. h. das getemperte Troostitgefüge.Der Ferrit in der getemperten Troostitstruktur behält immer noch die Form von Martensit.Die innere Spannung von Stahlgussteilen nach dem Anlassen wird im Wesentlichen eliminiert und sie haben eine höhere Elastizitätsgrenze und Streckgrenze, eine höhere Festigkeit und Härte sowie eine gute Plastizität und Zähigkeit.
(3) Anlassen bei hoher Temperatur
Die Hochtemperatur-Anlasstemperatur beträgt im Allgemeinen 500 °C bis 650 °C, und der Wärmebehandlungsprozess, der das Abschrecken und das anschließende Hochtemperatur-Anlassen kombiniert, wird üblicherweise als Abschreck- und Anlassbehandlung bezeichnet.Die Struktur nach Hochtemperaturanlassen ist angelassener Sorbit, dh feinkörniger Zementit und Ferrit.Der Ferrit im getemperten Sorbit ist ein polygonaler Ferrit, der einer Rekristallisation unterliegt.Stahlgussteile haben nach dem Hochtemperaturanlassen gute umfassende mechanische Eigenschaften in Bezug auf Festigkeit, Plastizität und Zähigkeit.Das Anlassen bei hohen Temperaturen wird häufig in Stählen mit mittlerem Kohlenstoffgehalt, niedriglegierten Stählen und verschiedenen wichtigen Strukturteilen mit komplexen Kräften verwendet.
5) Festlösungsbehandlung
Der Hauptzweck der Lösungsbehandlung besteht darin, Karbide oder andere ausgefällte Phasen in fester Lösung aufzulösen, um eine übersättigte einphasige Struktur zu erhalten.Gussteile aus austenitischem rostfreiem Stahl, austenitischem Manganstahl und ausscheidungshärtendem rostfreiem Stahl sollten im Allgemeinen einer Mischkristallbehandlung unterzogen werden.Die Wahl der Lösungstemperatur hängt von der chemischen Zusammensetzung und dem Zustandsdiagramm des Stahlgusses ab.Die Temperatur von Gussteilen aus austenitischem Manganstahl beträgt im Allgemeinen 1000 ℃ - 1100 ℃;Die Temperatur von austenitischem Chrom-Nickel-Edelstahlguss beträgt im Allgemeinen 1000 ℃ -1250 ℃.
Je höher der Kohlenstoffgehalt im Stahlguss und je mehr unlösliche Legierungselemente, desto höher sollte seine Mischkristalltemperatur sein.Bei ausscheidungshärtendem kupferhaltigem Stahlguss erhöht sich die Härte des Stahlgusses durch die Ausscheidung harter kupferreicher Phasen im Gusszustand beim Abkühlen.Um die Struktur weicher zu machen und die Verarbeitungsleistung zu verbessern, müssen die Stahlgussteile einer Mischkristallbehandlung unterzogen werden.Die Temperatur der festen Lösung beträgt 900℃-950℃.
6) Ausscheidungshärtungsbehandlung
Die Ausscheidungshärtung ist eine im Anlasstemperaturbereich durchgeführte Dispersionshärtungsbehandlung, auch Warmauslagerung genannt.Das Wesentliche der Ausscheidungshärtungsbehandlung besteht darin, dass bei höheren Temperaturen Carbide, Nitride, intermetallische Verbindungen und andere instabile Zwischenphasen aus übersättigter fester Lösung ausgefällt und in der Matrix dispergiert werden, wodurch der Stahlguss umfassend verbesserte mechanische Eigenschaften und Härte erhält.
Die Temperatur der Alterungsbehandlung wirkt sich direkt auf die endgültige Leistung von Stahlgussteilen aus.Bei zu niedriger Auslagerungstemperatur scheidet sich die Aushärtungsphase langsam aus;Wenn die Alterungstemperatur zu hoch ist, führt die Ansammlung der ausgefällten Phase zu einer Überalterung, und die beste Leistung wird nicht erzielt.Daher sollte die Gießerei die geeignete Auslagerungstemperatur entsprechend der Gussstahlsorte und der spezifizierten Leistung des Stahlgusses auswählen.Die Alterungstemperatur von austenitischem hitzebeständigem Stahlguss beträgt im Allgemeinen 550℃-850℃;Die Alterungstemperatur von hochfestem ausscheidungshärtendem Gussstahl beträgt im Allgemeinen 500 ° C.
7) Behandlung zum Stressabbau
Der Zweck der Wärmebehandlung zum Spannungsabbau besteht darin, Gussspannungen, Abschreckspannungen und Spannungen, die durch die Bearbeitung entstehen, zu beseitigen, um die Größe des Gussstücks zu stabilisieren.Die Wärmebehandlung zum Spannungsarmglühen wird im Allgemeinen auf 100°C–200°C unter Ac1 erhitzt, dann für eine gewisse Zeit gehalten und schließlich mit dem Ofen abgekühlt.Das Gefüge des Stahlgusses veränderte sich während des Spannungsarmglühens nicht.Gussteile aus Kohlenstoffstahl, Gussteile aus niedriglegiertem Stahl und Gussteile aus hochlegiertem Stahl können alle einer Spannungsarmglühbehandlung unterzogen werden.
4. Die Auswirkung der Wärmebehandlung auf die Eigenschaften von Stahlguss
Neben der Leistung von Stahlguss in Abhängigkeit von der chemischen Zusammensetzung und dem Gießverfahren können auch verschiedene Wärmebehandlungsverfahren angewendet werden, um ihm hervorragende umfassende mechanische Eigenschaften zu verleihen.Der allgemeine Zweck des Wärmebehandlungsprozesses besteht darin, die Qualität der Gussteile zu verbessern, das Gewicht der Gussteile zu reduzieren, die Lebensdauer zu verlängern und die Kosten zu senken.Die Wärmebehandlung ist ein wichtiges Mittel zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von Gussteilen;Die mechanischen Eigenschaften von Gussteilen sind ein wichtiger Indikator für die Beurteilung der Wirkung einer Wärmebehandlung.Neben den folgenden Eigenschaften muss die Gießerei bei der Wärmebehandlung von Stahlguss auch Faktoren wie Verarbeitungsverfahren, Schneidleistung und die Gebrauchsanforderungen der Gussstücke berücksichtigen.
1) Der Einfluss der Wärmebehandlung auf die Festigkeit von Gussteilen
Unter der Bedingung der gleichen Gußstahlzusammensetzung hat die Festigkeit von Stahlgußstücken nach unterschiedlichen Wärmebehandlungsverfahren die Tendenz, zuzunehmen.Im Allgemeinen kann die Zugfestigkeit von Gussteilen aus Kohlenstoffstahl und Gussteilen aus niedrig legiertem Stahl nach der Wärmebehandlung 414 MPa bis 1724 MPa erreichen.
2) Die Auswirkung der Wärmebehandlung auf die Plastizität von Stahlgussteilen
Die Gussstruktur der Stahlgussteile ist grob und die Plastizität gering.Nach der Wärmebehandlung werden seine Mikrostruktur und Plastizität entsprechend verbessert.Insbesondere die Plastizität von Stahlgussstücken nach der Abschreck- und Anlassbehandlung (Abschrecken + Hochtemperaturanlassen) wird deutlich verbessert.
3) Zähigkeit von Stahlguss
Der Zähigkeitsindex von Stahlguss wird oft durch Schlagversuche bewertet.Da Festigkeit und Zähigkeit von Stahlguss ein Paar widersprüchlicher Indikatoren sind, muss die Gießerei umfassende Überlegungen anstellen, um ein geeignetes Wärmebehandlungsverfahren auszuwählen, um die von Kunden geforderten umfassenden mechanischen Eigenschaften zu erreichen.
4) Die Wirkung der Wärmebehandlung auf die Härte von Gussteilen
Bei gleicher Härtbarkeit des Stahlgusses kann die Härte des Stahlgusses nach der Wärmebehandlung grob die Festigkeit des Stahlgusses widerspiegeln.Daher kann die Härte als intuitiver Index verwendet werden, um die Leistung von Stahlguss nach der Wärmebehandlung abzuschätzen.Im Allgemeinen kann die Härte von Gussteilen aus Kohlenstoffstahl nach der Wärmebehandlung 120 HBW - 280 HBW erreichen.
Postzeit: 12. Juli 2021