เกร็ดความรู้ – การอบร้อนเหล็กดัด งานหล่อ ต้องเข้าใจ!

มีวิธีการรักษาความร้อนที่ใช้กันทั่วไปหลายวิธีสำหรับเหล็กดัด

ในโครงสร้างของเหล็กดัด กราไฟท์มีลักษณะเป็นทรงกลม และผลกระทบที่อ่อนตัวและเสียหายต่อเมทริกซ์จะอ่อนกว่ากราไฟท์แบบเกล็ด ประสิทธิภาพของเหล็กดัดส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับโครงสร้างเมทริกซ์ และอิทธิพลของกราไฟท์เป็นเรื่องรอง การปรับปรุงโครงสร้างเมทริกซ์ของเหล็กดัดด้วยกรรมวิธีทางความร้อนต่างๆ สามารถปรับปรุงคุณสมบัติทางกลได้ในระดับที่แตกต่างกัน เนื่องจากอิทธิพลขององค์ประกอบทางเคมี อัตราการเย็นตัว สารทำให้เกิดทรงกลม และปัจจัยอื่นๆ โครงสร้างผสมของเฟอร์ไรต์ + เพิร์ลไลต์ + ซีเมนไทต์ + กราไฟต์ มักปรากฏในโครงสร้างแบบหล่อ โดยเฉพาะที่ผนังบางของการหล่อ วัตถุประสงค์ของการบำบัดความร้อนคือเพื่อให้ได้โครงสร้างที่ต้องการและปรับปรุงคุณสมบัติทางกล

วิธีการอบชุบด้วยความร้อนที่ใช้กันทั่วไปสำหรับเหล็กดัดมีดังนี้

(1) การทำกราไฟท์ด้วยอุณหภูมิต่ำโดยการอบอ่อนด้วยอุณหภูมิความร้อน 720~760°C จะถูกทำให้เย็นในเตาเผาที่อุณหภูมิต่ำกว่า 500°C จากนั้นจึงระบายความร้อนด้วยอากาศ สลายซีเมนต์ยูเทคตอยด์เพื่อให้ได้เหล็กดัดที่มีเมทริกซ์เฟอร์ไรต์เพื่อปรับปรุงความเหนียว

(2) การหลอมกราไฟท์ที่อุณหภูมิสูงที่ 880~930°C จากนั้นจึงถ่ายโอนไปที่ 720~760°C เพื่อเก็บรักษาความร้อน จากนั้นจึงทำให้เย็นลงด้วยเตาเผาที่อุณหภูมิต่ำกว่า 500°C และระบายความร้อนด้วยอากาศออกจากเตา ขจัดโครงสร้างสีขาวและรับเหล็กดัดที่มีเมทริกซ์เฟอร์ไรต์ ซึ่งช่วยเพิ่มความเป็นพลาสติก ลดความแข็ง และเพิ่มความเหนียว

(3) การทำให้ออสเทนไนซ์สมบูรณ์และการทำให้เป็นมาตรฐานที่ 880 ~ 930 ℃ วิธีการทำความเย็น: การระบายความร้อนด้วยหมอก การระบายความร้อนด้วยอากาศ หรือการระบายความร้อนด้วยอากาศ เพื่อลดความเครียด ให้เพิ่มกระบวนการอบคืนตัว: 500~600°C เพื่อให้ได้เพิร์ลไลท์ + เฟอร์ไรต์จำนวนเล็กน้อย + กราไฟท์ทรงกลม ซึ่งจะเพิ่มความแข็งแรง ความแข็ง และความต้านทานต่อการสึกหรอ

(4) ออสเตไนไลซ์ที่ไม่สมบูรณ์ การทำให้เป็นมาตรฐานและความร้อนที่ 820~860°C วิธีการทำความเย็น: การระบายความร้อนด้วยหมอก การระบายความร้อนด้วยอากาศ หรือการระบายความร้อนด้วยอากาศ เพื่อลดความเครียด ให้เพิ่มกระบวนการอบคืนตัว: 500~600°C เพื่อให้ได้เพิร์ลไลต์ + เหล็กกระจายตัวจำนวนเล็กน้อย โครงสร้างของร่างกายได้รับคุณสมบัติทางกลที่ครอบคลุมดีขึ้น

(5) การชุบและแบ่งเบาบรรเทา: การทำความร้อนที่ 840~880°C วิธีการทำความเย็น: น้ำมันหรือน้ำหล่อเย็น อุณหภูมิการแบ่งเบาบรรเทาหลังการดับ: 550~600°C เพื่อให้ได้โครงสร้างซอร์ไบต์ที่มีอุณหภูมิและปรับปรุงคุณสมบัติทางกลที่ครอบคลุม

(6) การดับไอโซเทอร์มอล: การทำความร้อนที่ 840~880°C และการดับในอ่างเกลือที่ 250~350°C เพื่อให้ได้คุณสมบัติทางกลที่ครอบคลุม โดยเฉพาะอย่างยิ่งเพื่อปรับปรุงความแข็งแรง ความเหนียว และความต้านทานต่อการสึกหรอ

ในระหว่างการรักษาความร้อนและการทำความร้อน อุณหภูมิของการหล่อที่เข้าสู่เตาเผาโดยทั่วไปจะน้อยกว่า 350°C ความเร็วการให้ความร้อนขึ้นอยู่กับขนาดและความซับซ้อนของการหล่อ และเลือกได้ระหว่าง 30~120°C/ชม. อุณหภูมิเข้าเตาเผาสำหรับชิ้นส่วนขนาดใหญ่และซับซ้อนควรต่ำลง และอัตราการให้ความร้อนควรช้าลง อุณหภูมิความร้อนขึ้นอยู่กับโครงสร้างเมทริกซ์และองค์ประกอบทางเคมี ระยะเวลาในการยึดขึ้นอยู่กับความหนาของผนังของการหล่อ

นอกจากนี้ การหล่อเหล็กดัดยังสามารถชุบแข็งพื้นผิวได้โดยใช้ความถี่สูง ความถี่ปานกลาง เปลวไฟ และวิธีการอื่นๆ เพื่อให้ได้ความแข็งสูง ทนต่อการสึกหรอ และต้านทานความล้า นอกจากนี้ยังสามารถบำบัดด้วยไนไตรด์แบบอ่อนเพื่อเพิ่มความต้านทานการสึกหรอของการหล่อได้อีกด้วย

1. การชุบและแบ่งเบาบรรเทาเหล็กดัด

การหล่อแบบเหนียวจำเป็นต้องมีความแข็งสูงกว่าในฐานะตลับลูกปืน และชิ้นส่วนเหล็กหล่อมักจะถูกทำให้เย็นและคืนสภาพที่อุณหภูมิต่ำ กระบวนการคือ: ให้ความร้อนแก่การหล่อที่อุณหภูมิ 860-900°C เพื่อเป็นฉนวนเพื่อให้เมทริกซ์ดั้งเดิมทั้งหมดทำการออสเทนไนซ์ จากนั้นทำให้เย็นลงในน้ำมันหรือเกลือหลอมเหลวเพื่อให้เกิดการดับ จากนั้นจึงให้ความร้อนและรักษาอุณหภูมิไว้ที่ 250-350 °C สำหรับการแบ่งเบาบรรเทา และเมทริกซ์ดั้งเดิมจะถูกแปลงเป็นมาร์เทนไซต์แบบไฟและคงโครงสร้างออสเทนไนต์ไว้ รูปร่างกราไฟท์ทรงกลมดั้งเดิมยังคงไม่เปลี่ยนแปลง การหล่อที่ผ่านการบำบัดแล้วจะมีความแข็งสูงและมีความเหนียวระดับหนึ่ง คงคุณสมบัติการหล่อลื่นของกราไฟท์ และมีความต้านทานการสึกหรอดีขึ้น

การหล่อเหล็กดัดเป็นชิ้นส่วนเพลา เช่น เพลาข้อเหวี่ยงและก้านสูบของเครื่องยนต์ดีเซล จำเป็นต้องมีคุณสมบัติทางกลที่ครอบคลุม โดยมีความแข็งแรงสูงและมีความเหนียวดี ชิ้นส่วนเหล็กหล่อต้องผ่านการชุบแข็งและอบคืนตัว กระบวนการคือ: เหล็กหล่อถูกให้ความร้อนที่อุณหภูมิ 860-900°C และหุ้มฉนวนเพื่อออสเทนไนซ์เมทริกซ์ จากนั้นทำให้เย็นลงในน้ำมันหรือเกลือหลอมเหลวเพื่อให้เกิดการดับ จากนั้นจึงทำให้อุณหภูมิที่อุณหภูมิสูง 500-600°C ถึง รับโครงสร้างโทรสต์ไทต์ที่มีอารมณ์ (โดยทั่วไปยังคงมีเฟอร์ไรต์มวลบริสุทธิ์จำนวนเล็กน้อย) และรูปร่างของกราไฟท์ทรงกลมดั้งเดิมยังคงไม่เปลี่ยนแปลง หลังการบำบัด ความแข็งแรงและความเหนียวเข้ากันได้ดีและเหมาะสมกับสภาพการทำงานของชิ้นส่วนเพลา

2. การหลอมเหล็กดัดเพื่อเพิ่มความเหนียว

ในระหว่างกระบวนการหล่อเหล็กดัด เหล็กหล่อสีเทาธรรมดามีแนวโน้มในการฟอกสีฟันสูงและมีความเค้นภายในสูง การหาเฟอร์ไรต์หรือเมทริกซ์เพิร์ลไลท์บริสุทธิ์สำหรับชิ้นส่วนเหล็กหล่อเป็นเรื่องยาก เพื่อปรับปรุงความเหนียวหรือความเหนียวของชิ้นส่วนเหล็กหล่อ เหล็กหล่อจึงมักจะนำชิ้นส่วนต่างๆ มาอุ่นที่ 900-950°C และเก็บให้อบอุ่นเป็นเวลาเพียงพอในการอบอ่อนที่อุณหภูมิสูง จากนั้นจึงทำให้เย็นลงที่ 600°C และระบายความร้อนออก ของเตา ในระหว่างกระบวนการนี้ ซีเมนไทต์ในเมทริกซ์จะสลายตัวเป็นกราไฟท์ และกราไฟท์จะตกตะกอนจากออสเทนไนต์ กราไฟท์เหล่านี้รวมตัวกันรอบๆ กราไฟท์ทรงกลมดั้งเดิม และเมทริกซ์จะถูกแปลงเป็นเฟอร์ไรต์โดยสมบูรณ์

หากโครงสร้างแบบหล่อประกอบด้วยเมทริกซ์ (เฟอร์ไรต์ + เพิร์ลไลต์) และกราไฟท์ทรงกลม เพื่อปรับปรุงความเหนียว ซีเมนต์ไทต์ในเพิร์ลไลต์จะต้องถูกย่อยสลายและแปลงเป็นเฟอร์ไรต์และกราไฟท์ทรงกลมเท่านั้น เพื่อจุดประสงค์นี้จะต้องอุ่นชิ้นส่วนเหล็กหล่ออีกครั้ง หลังจากหุ้มฉนวนขึ้นและลงด้วยอุณหภูมิยูเทคตอยด์ที่ 700-760°C เตาจะถูกทำให้เย็นลงที่ 600°C จากนั้นจึงทำให้เย็นออกจากเตา

3. การทำให้เป็นมาตรฐานเพื่อปรับปรุงความแข็งแรงของเหล็กดัด

วัตถุประสงค์ของการทำให้เหล็กดัดเป็นมาตรฐานคือการแปลงโครงสร้างเมทริกซ์ให้เป็นโครงสร้างเพิร์ลไลต์ที่ละเอียด กระบวนการคือการอุ่นการหล่อเหล็กดัดด้วยเมทริกซ์เฟอร์ไรต์และเพิร์ลไลต์ที่อุณหภูมิ 850-900°C เฟอร์ไรต์และเพิร์ลไลต์ดั้งเดิมจะถูกแปลงเป็นออสเทนไนต์ และกราไฟต์ทรงกลมบางส่วนก็ละลายในออสเทนไนต์ หลังจากเก็บรักษาความร้อน ออสเทนไนต์ที่ระบายความร้อนด้วยอากาศจะเปลี่ยนเป็นเพิร์ลไลต์เนื้อละเอียด ดังนั้นความแข็งแรงของการหล่อแบบเหนียวจึงเพิ่มขึ้น