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, дунд хайлшийн элэгдэлд тэсвэртэй гангийн бичил бүтэц, шинж чанарт нөлөөлдөг гол элемент юм. Янз бүрийн нүүрстөрөгчийн агууламж нь хатуулаг ба хатуулгийн хооронд өөр тохирох хамаарлыг олж авах боломжтой. Бага нүүрстөрөгчийн хайлш нь өндөр хатуулагтай боловч хатуулаг багатай, өндөр нүүрстөрөгчийн хайлш нь өндөр хатуулагтай боловч хатуулаг нь хангалтгүй байдаг бол дунд нүүрстөрөгчийн хайлш өндөр хатуулагтай, сайн хатуулагтай байдаг. Цохилт ихтэй том, зузаан элэгдэлд тэсвэртэй эд ангиудын үйлчилгээний нөхцлийг хангахын тулд өндөр хатуулаг авахын тулд бага нүүрстөрөгчтэй гангийн хэмжээ 0.2 ~ 0.3% байна.
Си элемент. Si нь ган дахь уусмалыг бэхжүүлэх үүрэг гүйцэтгэдэг боловч хэт өндөр Si нь гангийн хэврэг байдлыг нэмэгдүүлдэг тул түүний агууламж 0.2 ~ 0.4% байдаг.
Mn элемент. Хятад бол манганы нөөцөөр баялаг, үнэ хямд тул хайлш багатай элэгдэлд тэсвэртэй гангийн нэмэлт нэмэлт элемент болжээ. Гангийн найрлага дахь манган нь гангийн бат бөх чанар, хатуулгийг сайжруулахын тулд уусмалыг бэхжүүлэх үүргийг гүйцэтгэдэг бөгөөд нөгөө талаас гангийн хатуулаг чанарыг сайжруулдаг. Гэсэн хэдий ч хэт их манган нь аустенитийн хадгалагдах хэмжээг нэмэгдүүлдэг тул манганы агууламж 1.0-2.0% байхаар тогтоосон байдаг.
Cr элемент. Cr нь бага хайлшин элэгдэлд тэсвэртэй цутгамал гангаар тэргүүлэх үүрэг гүйцэтгэдэг. Матрицыг бэхжүүлж бат бөх чанарыг бууруулахгүйгээр астенитэд хэсэгчлэн уусгаж, дутуу хөргөсөн аустенитийн хувиргалтыг хойшлуулж, гангийн хатуулаг чанарыг нэмэгдүүлж, ялангуяа манган, цахиуртай зөв хослуулан хатууруулах чадварыг ихээхэн сайжруулж болно. Cr нь илүү өндөр температурт тэсвэртэй бөгөөд зузаан нүүрний шинж чанарыг жигд болгож чаддаг. Тиймээс Cr-ийн агууламж 1.5-2.0% байхаар тогтоосон болно.
Мо элемент. Мо нь цутгамал бичил бүтцийг үр дүнтэй боловсронгуй болгож, хөндлөн огтлолын жигд байдлыг сайжруулж, уурын хэврэг болохоос сэргийлж, тэсвэрлэх чанар, гангийн бат бөх чанарыг сайжруулна. Үр дүнгээс харахад гангийн хатуурах чанар мэдэгдэхүйц сайжирч, гангийн бат бөх, хатуулгийг сайжруулах боломжтой юм. Гэсэн хэдий ч өндөр үнээс шалтгаалан Mo-ийн нэмэлт хэмжээг хэсгүүдийн хэмжээ, ханын зузааны дагуу 0.1-0.3% хооронд хянадаг.
Ni элемент. Ni бол аустенит үүсгэх ба тогтворжуулах үндсэн хайлшийн элемент юм. Тодорхой хэмжээний Ni нэмж хатуулалтыг сайжруулж, бичил бүтцийг өрөөний температурт бага хэмжээгээр хадгалсан аустенитийг хадгалж, бат бөх чанарыг нь сайжруулдаг. Гэхдээ Ni-ийн үнэ маш өндөр бөгөөд Ni-ийн агууламж 0.1- 0.3% байна.
Cu элемент. Cu нь карбид үүсгэдэггүй бөгөөд хатуу уусмал хэлбэрээр матрицад байдаг тул гангийн бат бөх чанарыг сайжруулж чаддаг. Нэмж дурдахад Cu нь Ni-тэй ижил төстэй нөлөө үзүүлдэг бөгөөд ингэснээр матрицын хатуурал ба электродын чадамжийг сайжруулж, гангийн зэврэлтэнд тэсвэртэй чанарыг нэмэгдүүлдэг. Энэ нь нойтон нунтаглалтын нөхцөлд ажилладаг элэгдэлд тэсвэртэй эд ангиудад онцгой ач холбогдолтой юм. Cu-г элэгдэлд тэсвэртэй гангаар нэмэхэд 0.8-1.00% байдаг.
Элементийн ул мөр. Бага хайлшаар элэгдэлд тэсвэртэй ган болгон ул мөрийн элемент нэмэх нь түүний шинж чанарыг сайжруулах хамгийн үр дүнтэй аргуудын нэг юм. Энэ нь цутгамал бичил бүтцийг сайжруулж, үр тарианы хил хязгаарыг цэвэршүүлж, карбид ба орцуудын тархалт, тархалтыг сайжруулж, бага хайлшаар элэгдэлд тэсвэртэй гангийн бат бөх чанарыг хадгалж чадна.
SP элемент. Эдгээр нь хортой элементүүд бөгөөд тэдгээр нь ган дахь үр тарианы хил хязгаарыг амархан үүсгэдэг, гангийн хэврэг байдлыг нэмэгдүүлж, цутгах, дулааны боловсруулалт хийх явцад цутгамал хагарах хандлагыг нэмэгдүүлдэг. Тиймээс P ба s нь 0.04% -иас бага байхыг шаарддаг.
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.
- 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.
- 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.
- 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
Цутгамал хийсний дараа бид хэрэглэгчиддээ хоёр багц бутлагч алх, нэг хайлшин элэгдэлд тэсвэртэй ган бутлагч алх, нэг багц манган ган бутлагч алхаар явуулсан. Хэрэглэгчийн санал хүсэлтийг үндэслэн хайлшийн элэгдэлд тэсвэртэй ган бутлагч алх нь ашиглалтын хугацаанаас 1.6 дахин их байдаг манган бутлагч алх.