Бага хайлштай ган бутлагч алх

Өндөр манганы ган нь жижиг жинтэй алх (ихэвчлэн 90кг-аас бага) цутгахад өргөн хэрэглэгддэг. Гэсэн хэдий ч металл дахин боловсруулах бутлуурын алх (ердийн жин нь 200кг-500кг орчим) бол манганы ган тохиромжтой биш юм. Манай цутгах үйлдвэр нь жижиг бутлуурын алх цутгахад бага хайлштай ган ашигладаг.

 

Бага хайлштай ган бутлагч алх материалын элементийн сонголт

Хайлшийн найрлагын загвар нь хайлшийн гүйцэтгэлийн шаардлагыг хангах талаар бүрэн авч үзэх ёстой. Дизайн зарчим нь хангалттай хатуурал, өндөр хатуулаг, бат бөх чанарыг хангах явдал юм. Байнитын дотоод стресс нь мартенситынхаас ерөнхийдөө бага байдаг ба баинитийн элэгдэлд тэсвэрлэх чанар нь ижил хатуулагтай мартенситынхаас илүү байдаг. Хайлшны гангийн найрлага дараах байдалтай байна.

 

Нүүрстөрөгчийн элемент. Нүүрстөрөгч нь бага ба дунд зэргийн хайлшийн элэгдэлд тэсвэртэй гангийн бичил бүтэц, шинж чанарт нөлөөлдөг гол элемент юм. Нүүрстөрөгчийн өөр өөр агууламж нь хатуулаг ба бат бөх чанарын хоорондын харилцан хамаарлыг өөр өөрөөр бий болгож чадна. Бага нүүрстөрөгчийн хайлш нь өндөр хатуулагтай боловч бага хатуулагтай, өндөр нүүрстөрөгчийн хайлш нь өндөр хатуулагтай боловч хангалтгүй хатуулагтай байдаг бол дунд зэргийн нүүрстөрөгчийн хайлш нь өндөр хатуулагтай, сайн хатуулагтай байдаг. Том ба зузаан элэгдэлд тэсвэртэй эд ангиудын ашиглалтын нөхцлийг хангахын тулд өндөр хатуулагтай байхын тулд их хэмжээний цохилтын хүчээр бага нүүрстөрөгчийн гангийн хүрээ 0.2 ~ 0.3% байдаг.

 

Si элемент. Si нь гангийн уусмалыг бэхжүүлэхэд голчлон үүрэг гүйцэтгэдэг боловч хэт өндөр Si нь гангийн хэврэг чанарыг нэмэгдүүлдэг тул түүний агууламж 0.2 ~ 0.4% байдаг.

 

Mn Элемент. Хятад улс манганы нөөцөөр баялаг бөгөөд үнэ нь бага тул бага хайлштай элэгдэлд тэсвэртэй гангийн гол нэмэлт элемент болсон. Нэг талаас ган дахь манган нь гангийн бат бөх, хатуулгийг сайжруулахын тулд уусмалыг бэхжүүлэх үүрэг гүйцэтгэдэг бол нөгөө талаас гангийн хатууралтыг сайжруулдаг. Гэсэн хэдий ч манганы хэт их хэмжээ нь хадгалагдсан аустенитын хэмжээг нэмэгдүүлэх тул манганы агууламж 1.0-2.0% гэж тогтоогдсон.

 

Cr элемент. Cr нь бага хайлштай элэгдэлд тэсвэртэй цутгамал ганд тэргүүлэх үүрэг гүйцэтгэдэг. Cr нь хатуулгийг бууруулалгүйгээр матрицыг бэхжүүлэх, хөргөлтгүй аустенитын хувиргалтыг хойшлуулах, гангийн хатууралтыг нэмэгдүүлэхийн тулд аустенитэд хэсэгчлэн уусгаж болно, ялангуяа манган, цахиуртай зөв хослуулсан тохиолдолд хатууралтыг эрс сайжруулж болно. Cr нь илүү өндөр температурт тэсвэртэй бөгөөд зузаан төгсгөлийн гадаргуугийн шинж чанарыг жигд болгож чаддаг тул Cr-ийн агууламж 1.5-2.0% гэж тодорхойлогдсон.

 

Мо Элемент. Мо нь цутгамал бичил бүтцийг үр дүнтэй сайжруулж, хөндлөн огтлолын жигд байдлыг сайжруулж, хатууралтын хэврэгшилт үүсэхээс сэргийлж, хатууруулах тогтвортой байдал, цохилтын бат бөх чанарыг сайжруулж чадна. Үр дүнгээс харахад гангийн хатууралтыг мэдэгдэхүйц сайжруулж, гангийн бат бөх чанар, хатуулгийг сайжруулж болно. Гэсэн хэдий ч өндөр үнийн улмаас Мо-ийн нэмэлт хэмжээг эд ангийн хэмжээ, ханын зузаанаас хамааран 0.1-0.3% хооронд хянадаг.

 

Ni элемент. Ni нь аустенит үүсгэх, тогтворжуулах гол хайлшийн элемент юм. Тодорхой хэмжээний Ni нэмэх нь хатууралтыг сайжруулж, бичил бүтцийг өрөөний температурт бага хэмжээний хадгалагдсан аустенитийг хадгалахын тулд хатуулгийг нь сайжруулдаг. Гэхдээ Ni-ийн үнэ маш өндөр бөгөөд нэмсэн Ni-ийн агууламж 0.1-0.3% байдаг.

 

Cu Элемент. Cu нь карбид үүсгэдэггүй бөгөөд матрицад хатуу уусмал хэлбэрээр оршдог бөгөөд энэ нь гангийн бат бөх чанарыг сайжруулдаг. Үүнээс гадна, Cu нь Ni-тэй төстэй нөлөө үзүүлдэг бөгөөд энэ нь матрицын хатууралт болон электродын потенциалыг сайжруулж, гангийн зэврэлтээс хамгаалах чадварыг нэмэгдүүлдэг. Энэ нь нойтон нунтаглалтын нөхцөлд ажилладаг элэгдэлд тэсвэртэй эд ангиудад онцгой чухал юм. Элэгдэлд тэсвэртэй ганд Cu нэмэх нь 0.8-1.00% байдаг.

 

Ул мөрийн элемент. Бага хайлшин элэгдэлд тэсвэртэй ганд ул мөрийн элемент нэмэх нь түүний шинж чанарыг сайжруулах хамгийн үр дүнтэй аргуудын нэг юм. Энэ нь цутгамал бичил бүтцийг боловсронгуй болгож, ширхэгийн хил хязгаарыг цэвэрлэж, карбид болон хольцын морфологи, тархалтыг сайжруулж, бага хайлшин элэгдэлд тэсвэртэй гангийн хангалттай бат бөх чанарыг хадгалах боломжтой.

 

SP элемент. Эдгээр нь гангийн мөхлөгийн хил хязгаарыг амархан үүсгэдэг, гангийн хэврэг чанарыг нэмэгдүүлж, цутгах болон дулааны боловсруулалтын үед цутгамал материалын хагарах хандлагыг нэмэгдүүлдэг хортой элементүүд юм. Тиймээс P ба s нь 0.04%-иас бага байх шаардлагатай.

 

Тиймээс хайлш элэгдэлд тэсвэртэй гангийн химийн найрлагыг дараах хүснэгтэд үзүүлэв.

Хүснэгт: Хайлш элэгдэлд тэсвэртэй гангийн химийн найрлага
Бүрэлдэхүүн	C	Si	Mn	Cr	Mo	Ni	Cu	V.RE
Агуулга	0.2-0.3	0.2-0.4	1.0-2.0	1.5-2.0	0.1-0.3	0.1-0.3	0.8-1.0	ховор

 

 

Хайлуулах үйл явц

Түүхий материалыг 1 Т-ийн дунд давтамжийн индукцийн зууханд хайлуулсан. Хайлшийг төмрийн хаягдал, ширэм, бага нүүрстөрөгчтэй феррохром, ферромарганец, ферромолибден, электролитийн никель, газрын ховор хайлшаар бэлтгэсэн. Хайлсаны дараа зуухнаас өмнө химийн шинжилгээнд дээж авч, шинжилгээний үр дүнгийн дагуу хайлшийг нэмнэ. Найрлага ба температур нь цоргоны шаардлагыг хангаж байвал хөнгөн цагааныг исэлдүүлэх зорилгоор оруулна. тогших явцад ховор элемент Ti ба V-ийг нэмж өөрчлөхөд ашигладаг.

 

Цутгах ба цутгах

Хэвний процесст элсний хөгц цутгах аргыг ашигладаг. Хайлмал ганыг зуухнаас гаргасны дараа шанагад хийнэ. Температур 1 450 ℃ хүртэл буурахад цутгаж эхэлнэ. Хайлмал ган нь элсний хэвийг хурдан дүүргэхийн тулд илүү том хаалганы системийг (энгийн нүүрстөрөгчийн гангаас 20% илүү) нэвтрүүлэх хэрэгтэй. Ус өргөх төхөөрөмжийн хооллох хугацаа, тэжээлийн чадварыг сайжруулахын тулд хүйтэн төмрийг ус өргөх байгууламжтай тохируулан ашиглаж, гадна халаалтын аргыг нэвтрүүлж өтгөн цутгамал бүтцийг олж авна. Цутгах том бутлуурын алхны хэмжээ нь 700 мм * 400 мм * 120 мм, нэг ширхэгийн жин нь 250 кг. Цутгамал цэвэрлэсний дараа өндөр температурт шаталтыг хийж, дараа нь хаалга, босоо хоолойг таслана.

 

Дулааны эмчилгээ

Бөхөөх, зөөлрүүлэх дулааны боловсруулалтыг батлав. Суурилуулалтын цоорхой дахь бөхөөх хагарлаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд орон нутгийн бөхөөх аргыг хэрэглэдэг. Шигтгээ халаахад хайрцаг хэлбэрийн эсэргүүцлийн зуух ашиглаж, аустенизацийн температур (900 ± 10 ℃), барих хугацаа 5 цаг байв. Усны шилийг унтраах шингэний хөргөлтийн хэмжээ нь ус ба тосны хооронд байна. Хагарлыг бөхөөх, хэв гажилтыг арилгахаас урьдчилан сэргийлэх нь маш их ашиг тустай бөгөөд бөхөөх хэрэгсэл нь бага өртөгтэй, аюулгүй байдал сайтай, хэрэгжих боломжтой байдаг. Бөхөөсний дараа бага температурт ууршуулах процессыг хэрэгжүүлж, температурын температур (230 ± 10) ℃ ба барих хугацаа 6 цаг байна.

 

Чанарын шалгалт

Гангийн гол чухал цэгүүдийг оптик dilatometer dt1000-ээр хэмжсэн бөгөөд бага хөргөсөн аустенитийн изотермаль хувиргалтын муруйг металлографийн хатуулгийн аргаар хэмжсэн.

TTT муруйн шугамаас бид дараахь зүйлийг мэдэж болно.

1. Өндөр температурт феррит, перлит, дунд температурт банитын хувиралтын муруйн хооронд тодорхой булан байрладаг. Перлитийн хувиргалтын C муруйг баинитын өөрчлөлтөөс тусгаарлаж, хоёр “хамар” төрөлд хамаарах бие даасан C муруйн харагдах хуулийг харуулсан бол байнитын муж нь S муруйтай ойрхон байна. Ган нь карбид үүсгэгч Cr, Mo гэх мэт элементүүдийг агуулдаг тул эдгээр элементүүд халах явцад аустенит болж уусдаг бөгөөд энэ нь дутуу хөрсөн аустенитийн задралыг хойшлуулж, задралын түвшинг бууруулдаг. Үүний зэрэгцээ эдгээр нь бага хөргөсөн аустенитийн задралын температурт нөлөөлдөг. Cr ба Mo нь перлитийн хувиргалтын бүсийг илүү өндөр температурт шилжүүлж, баинитын хувиралтын температурыг бууруулдаг. Ийм байдлаар перлит ба бейнитийн хувиралтын муруйг ТТТ муруйд тусгаарлаж, дунд хэсэгт хөргөсөн аустенитийн метастазын бүс гарч ирдэг бөгөөд энэ нь ойролцоогоор 500-600 ℃ байна.
2. Гангийн хамрын үзүүрийн температур ойролцоогоор 650 ℃, ферритийн шилжилтийн температурын хэмжээ 625-750 ℃, перлитийн хувирлын температурын хэмжээ 600-700 ℃, баинитийн хувирлын температурын хэмжээ 350-500 ℃ байна.
3. Өндөр температурт хувирах бүс нутагт феррит тунадасжих хамгийн эрт хугацаа 612 сек, перлитийн хамгийн богино инкубацийн хугацаа 7 270 с, перлитийн хувиралтын хэмжээ 50 22 секундын 860% -д хүрдэг; баинит хувирлын инкубацийн хугацаа 20 ℃ байхад 400 секундын хооронд байх ба температур 340 below-ээс бага байх үед мартенситийн хувирал явагдана. Ган нь сайн хатууруулах чадвартай болохыг харж болно.

 

Бага хайлштай ган бутлагч алх механик шинж чанар

Туршилтаас дээж авч, бутлуурын алх хэлбэрийн том биетэй болсон ба 10 мм * 10 мм * 20 мм хэмжээтэй туузны дээжийг гаднаас дотогшоо утас хайчилж хайчилж, хатуулгийг гадаргуугаас төв хүртэл хэмжсэн. Дээж авах байрлалыг Зураг 2-т үзүүлэв. # 1 ба # 2-ийг бутлуурын алх корпусаас авч, №3-ийг угсралтын нүхэнд авна. Хатуулгийн хэмжилтийн үр дүнг Хүснэгт 2-т үзүүлэв.

Хүснэгт 2: Бутлагч алхын хатуулаг
дээжийг	Гадаргуугийн зай / мм					дундаж	Нийт дундаж
	5	15	25	35	45
#1	52	54.5	54.3	50	52	52.6	48.5
#2	54	48.2	47.3	48.5	46.2	48.8
#3	46	43.5	43.5	44.4	42.5	44

Алхны их биеийн хатуулаг HRC (# 2) 1-аас их байхад бэхэлгээний нүхний хатуулаг (# 48.8) харьцангуй бага байгааг Хүснэгт 3-оос харж болно. Алхны их бие нь ажлын үндсэн хэсэг юм. Алхны их хатуулаг нь элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг хангаж чаддаг; бэхэлгээний нүхний бага хатуулаг нь өндөр хатуулаг өгөх боломжтой. Ийм байдлаар янз бүрийн хэсгүүдийн гүйцэтгэлийн янз бүрийн шаардлагыг хангасан болно. Нэг дээжээс харахад гадаргуугийн хатуулаг нь үндсэн хатуулагаас ерөнхийдөө өндөр байдаг бөгөөд хатуулгийн хэлбэлзлийн хүрээ тийм ч том биш юм.

 

Хайлш бутлагч алхын механик шинж чанарууд
Барааны	#1	#2	#3
нөлөөллийн хатуулаг (J · см * см)	40.13	46.9	58.58
суналтын бат бэх / МПа	1548	1369	/
өргөтгөл /%	8	6.67	7
Талбайг багасгах	3.88	15	7.09

Цохилтын хатуулаг, суналтын бат бэх, суналтын талаархи мэдээллийг Хүснэгт 3-т үзүүлэв. Хүснэгт 3-аас харахад алх хэлбэрийн Чарпы дээжний цохилтын бат бөх чанар нь 40 Дж / см2-ээс дээш, хамгийн өндөр хатуулаг нь бэхэлгээний нүх нь 58.58 Дж / см * см; авсан дээжүүдийн суналт 6.6% -иас дээш, суналтын бат бэх нь 1360 МПа-аас их байна. Гангийн цохилтын хатуулаг нь энгийн бага хайлштай гангаас (20-40 Дж / см2) өндөр байдаг. Ерөнхийдөө хатуулаг нь илүү өндөр байвал хатуулаг чанар буурах болно. Дээрх туршилтын үр дүнгээс харахад энэ дүрэм үндсэндээ үүнтэй нийцэж байгааг харж болно.

 

Бичил бүтэц

Бичил бүтэц нь цохилтын дээжний эвдэрсэн үзүүрээс жижиг дээжийг тайрч, дараа нь металлографийн дээжийг нунтаглах, урьдчилан нунтаглах, өнгөлөх аргаар бэлтгэсэн. Нэвтрүүлгийн тархалтыг элэгдэлгүй нөхцөлд ажигласан бөгөөд 4% азотын хүчил спиртээр элэгдэж матрицын бүтцийг ажиглав. Хайлш бутлуурын алхуудын хэд хэдэн ердийн бүтцийг Зураг 3-т үзүүлэв.

Зураг 3А нь ган дахь оролтын морфологи ба тархалтыг харуулав. Оролтын тоо, хэмжээ харьцангуй бага, агшилтын хөндий, агшилтын сүвэрхэг, сүвэрхэг шинжгүй байгааг харж болно. 3b, C, D, E зургуудаас харахад гадаргуугийн болон төвийн ойролцоо байрлалтай байна

Үр дүнгээс харахад хатуурсан бүтцийг гадаргуугаас төв рүү гаргаж, хангалттай хатуурал олж авдаг. Төвийн ойролцоо орших бичил бүтэц нь гадаргуугийнхаас илүү бүдүүн, цөм нь эцсийн хатуурлын цэг тул хөргөх хурд удаан, үр тариа ургахад хялбар байдаг.

3б ба С-ийн матриц нь жигд тархалттай, мартенсит юм. 3б-р зургийн хөшөө нь харьцангуй бага, 3С-ийн хөшөө нь харьцангуй зузаан бөгөөд тэдгээрийн зарим нь 120 ° өнцгөөр байрласан байдаг. Үр дүнгээс харахад 900 ℃-ийг унтраасны дараа мартенсит ихсэх нь 900 ℃-ийг унтраасны дараа гангийн ширхэгийн хэмжээ хурдан нэмэгддэгт үндэслэдэг. Зураг 3D ба e нь бага хэмжээний мөхлөгт феррит агуулсан нарийн мартенсит ба доод байнитыг үзүүлэв. Цагаан хэсэг нь мартенситийг унтраасан бөгөөд энэ нь бейнитээс харьцангуй зэврэлтэнд тэсвэртэй тул өнгө нь цайвар байдаг; хар зүү хэлбэртэй бүтэц нь доод бальнит; хар толбо нь оруулга юм.

Бутлагч алхыг суурилуулах нүхийг агаарт хөргөнө, бөхөөх температур бага тул феррит нь матрицад бүрэн уусч чадахгүй. Тиймээс мартенсит матрицад бага хэмжээний феррит жижиг хэсгүүд болон тоосонцор хэлбэрээр үлддэг бөгөөд энэ нь хатуулаг буурахад хүргэдэг.

 

үр дүн

Цутгасны дараа бид үйлчлүүлэгчдээ хоёр багц бутлагч алх, нэг багц хайлшин элэгдэлд тэсвэртэй ган бутлагч алх, нэг багц манганы ган бутлагч алх илгээсэн. Үйлчлүүлэгчдийн санал хүсэлт дээр үндэслэн хайлшин элэгдэлд тэсвэртэй ган бутлагч алх нь манганы бутлагч алхнаас 1.6 дахин урт ашиглалтын хугацаатай гэж үзсэн.