מידע כללי על טיפול בחום ליציקות פלדה

טיפול החום של יציקות פלדה מבוסס על דיאגרמת הפאזה Fe-Fe3C כדי לשלוט במיקרו-מבנה של יציקות הפלדה כדי להשיג את הביצועים הנדרשים.טיפול בחום הוא אחד התהליכים החשובים בייצור יציקות פלדה.האיכות וההשפעה של טיפול בחום קשורות ישירות לביצועים הסופיים של יציקות פלדה.

המבנה כפי שיוצק של יציקות פלדה תלוי בהרכב הכימי ובתהליך ההתמצקות.בדרך כלל, יש הפרדת דנדריטים רצינית יחסית, מבנה מאוד לא אחיד וגרגרים גסים.לכן, יציקות פלדה בדרך כלל צריכות לעבור טיפול בחום כדי לחסל או להפחית את ההשפעה של הבעיות הנ"ל, כדי לשפר את התכונות המכניות של יציקות הפלדה.בנוסף, בשל השוני במבנה ובעובי הדופן של יציקות הפלדה, חלקים שונים של אותה יציקה הם בעלי צורות ארגוניות שונות ויוצרים מתח פנימי שיורי ניכר.לכן, יציקות פלדה (במיוחד יציקות פלדה מסגסוגת) צריכות להיות מסופקות בדרך כלל במצב מטופל בחום.

 

 

1. המאפיינים של טיפול בחום של יציקות פלדה

1) במבנה כפי שיוצק של יציקות פלדה, יש לעתים קרובות דנדריטים גסים והפרדה.במהלך הטיפול בחום, זמן החימום צריך להיות מעט יותר מזה של חלקי הפלדה החישול מאותו הרכב.יחד עם זאת, יש להאריך כראוי את זמן ההחזקה של ההחזקות.

2) בשל ההפרדה הרצינית של מבנה היצוק של כמה יציקות פלדה מסגסוגת, על מנת לבטל את השפעתה על התכונות הסופיות של היציקות, יש לנקוט באמצעים להומוגנית במהלך טיפול בחום.

3) עבור יציקות פלדה בעלות צורות מורכבות והבדלי עובי דופן גדולים, יש לקחת בחשבון השפעות חתך וגורמי לחץ יציקה במהלך טיפול בחום.
4) כאשר מבצעים טיפול בחום ביציקות פלדה, עליו להיות סביר בהתבסס על המאפיינים המבניים שלה ולנסות למנוע עיוות של היציקות.

 

2. גורמי התהליך העיקריים של טיפול בחום של יציקות פלדה

טיפול בחום של יציקות פלדה מורכב משלושה שלבים: חימום, שימור חום וקירור.קביעת פרמטרי התהליך צריכה להתבסס על המטרה של הבטחת איכות המוצר וחיסכון בעלויות.

1) חימום

חימום הוא התהליך הצורך ביותר אנרגיה בתהליך הטיפול בחום.הפרמטרים הטכניים העיקריים של תהליך החימום הם בחירת שיטת חימום מתאימה, מהירות חימום ושיטת טעינה.

(1) שיטת חימום.שיטות החימום של יציקות הפלדה כוללות בעיקר חימום קורן, חימום אמבט מלח וחימום אינדוקציה.עקרון הבחירה של שיטת החימום הוא מהיר ואחיד, קל לשליטה, יעילות גבוהה ועלות נמוכה.בעת חימום, היציקה מתחשבת בדרך כלל בגודל המבני, ההרכב הכימי, תהליך הטיפול בחום ודרישות האיכות של היציקה.

(2) מהירות חימום.עבור יציקות פלדה כלליות, מהירות החימום עשויה שלא להיות מוגבלת, וההספק המרבי של התנור משמש לחימום.השימוש בטעינת תנור חם יכול לקצר מאוד את זמן החימום ואת מחזור הייצור.למעשה, בתנאי חימום מהיר, אין היסטרזיס טמפרטורה ברור בין פני היציקה לבין הליבה.חימום איטי יגרום להפחתת יעילות הייצור, צריכת אנרגיה מוגברת, וחמצון ושחרור רציני על פני היציקה.עם זאת, עבור יציקות מסוימות עם צורות ומבנים מורכבים, עובי דופן גדול ומתחים תרמיים גדולים במהלך תהליך החימום, יש לשלוט על מהירות החימום.בדרך כלל, ניתן להשתמש בטמפרטורה נמוכה וחימום איטי (מתחת ל-600 מעלות צלזיוס) או שהייה בטמפרטורה נמוכה או בינונית, ולאחר מכן ניתן להשתמש בחימום מהיר באזורים בטמפרטורה גבוהה.

(3) שיטת הטעינה.העיקרון שיש להציב יציקות פלדה בכבשן הוא לנצל את החלל היעיל במלואו, להבטיח חימום אחיד ולהציב את היציקות לעיוות.

2) בידוד

יש לבחור את טמפרטורת ההחזקה לאוסטניטיזציה של יציקות פלדה בהתאם להרכב הכימי של הפלדה היצוקה ולמאפיינים הנדרשים.טמפרטורת ההחזקה היא בדרך כלל מעט גבוהה יותר (בערך 20 מעלות צלזיוס) מאשר חלקי פלדה של פרזול מאותו הרכב.עבור יציקות פלדה אוטקטואידיות, יש לוודא שניתן לשלב קרבידים במהירות באוסטניט, וכי האוסטניט יכול לשמור על גרגירים עדינים.

יש לקחת בחשבון שני גורמים לזמן שימור החום של יציקות פלדה: הגורם הראשון הוא להפוך את הטמפרטורה של משטח היציקה והליבה לאחידה, והגורם השני הוא להבטיח את אחידות המבנה.לכן, זמן ההחזקה תלוי בעיקר במוליכות התרמית של היציקה, בעובי הדופן של החתך ובאלמנטים מסגסוגת.באופן כללי, יציקות פלדה מסגסוגת דורשות זמן החזקה ארוך יותר מיציקות פלדת פחמן.עובי הדופן של היציקה הוא בדרך כלל הבסיס העיקרי לחישוב זמן ההחזקה.עבור זמן ההחזקה של טיפול מזגן וטיפול הזדקנות, יש לקחת בחשבון גורמים כגון מטרת הטיפול בחום, טמפרטורת החזקה וקצב פיזור האלמנטים.

3) קירור

ניתן לקרר את יציקות הפלדה במהירויות שונות לאחר שימור החום, על מנת להשלים את השינוי המטאלוגרפי, להשיג את המבנה המטאלוגרפי הנדרש ולהשיג את מדדי הביצועים שצוינו.באופן כללי, הגדלת קצב הקירור יכולה לעזור להשיג מבנה טוב ולחדד את הגרגרים, ובכך לשפר את התכונות המכניות של היציקה.עם זאת, אם קצב הקירור מהיר מדי, קל לגרום ללחץ גדול יותר ביציקה.זה עלול לגרום לעיוות או פיצוח של יציקות עם מבנים מורכבים.

אמצעי הקירור לטיפול בחום של יציקות פלדה כולל בדרך כלל אוויר, שמן, מים, מי מלח ומלח מותך.

 

 

3. שיטת טיפול בחום של יציקות פלדה

על פי שיטות חימום שונות, זמן החזקה ותנאי קירור, שיטות הטיפול בחום של יציקות פלדה כוללות בעיקר חישול, נורמליזציה, כיבוי, טמפרור, טיפול בתמיסה, התקשות משקעים, טיפול הפגת מתח וטיפול הסרת מימן.

1) חישול.

חישול הוא לחמם את הפלדה שהמבנה שלה סוטה ממצב שיווי המשקל לטמפרטורה מסוימת שנקבעה מראש על ידי התהליך, ולאחר מכן לקרר אותה באיטיות לאחר שימור החום (בדרך כלל קירור עם הכבשן או הטמנה בסיד) כדי לקבל תהליך טיפול בחום קרוב לחום. מצב שיווי המשקל של המבנה.על פי הרכב הפלדה והמטרה והדרישות של חישול, ניתן לחלק את החישול לחישול מלא, חישול איזותרמי, חישול כדורית, חישול מחדש, חישול הפגת מתח וכן הלאה.

(1) חישול מלא.התהליך הכללי של חישול מלא הוא: חימום יציקת הפלדה ל-20°C-30°C מעל Ac3, החזקתה למשך פרק זמן, כך שהמבנה בפלדה הופך לחלוטין לאוסטניט, ואז מתקרר לאט (בדרך כלל קירור עם התנור) ב-500 ℃ - 600 ℃, ולבסוף התקרר באוויר.מה שנקרא שלם אומר שמתקבל מבנה אוסטניט שלם בחימום.

מטרת החישול המלא כוללת בעיקר: הראשונה היא לשפר את המבנה הגס והלא אחיד הנגרם מעבודה חמה;השני הוא להפחית את הקשיות של יציקות פלדת פחמן וסגסוגת פלדה מעל פחמן בינוני, ובכך לשפר את ביצועי החיתוך שלהם (באופן כללי, כאשר קשיות חומר העבודה היא בין 170 HBW-230 HBW, קל לחתוך. כאשר הקשיות גבוה או נמוך מטווח זה, זה יקשה על החיתוך);השלישי הוא ביטול הלחץ הפנימי של יציקת הפלדה.

טווח השימוש של חישול מלא.חישול מלא מתאים בעיקר ליציקות פלדת פחמן וסגסוגת פלדה עם הרכב hypoeutectoid עם תכולת פחמן הנעה בין 0.25% ל-0.77%.אין לחסל פלדה היפראוקטואידית במלואה, מכיוון שכאשר הפלדה ההיפראוקטואידית מחוממת למעל Accm ומתקררת באיטיות, הצמנטיט המשני ישקע לאורך גבול הגרגר האוסטניט בצורת רשת, מה שהופך את החוזק, הפלסטיות וקשיחות ההשפעה של הפלדה למשמעותיים. יְרִידָה.

(2) חישול איזותרמי.חישול איזותרמי מתייחס לחימום יציקות פלדה ל-20 מעלות צלזיוס - 30 מעלות צלזיוס מעל Ac3 (או Ac1), לאחר החזקה למשך פרק זמן, קירור מהיר לטמפרטורה השיא של עקומת הטרנספורמציה האיזוטרמית האוסטניט המקוררת תת, ולאחר מכן החזקה למשך תקופה. של זמן (אזור טרנספורמציה של פרלייט).לאחר שהאוסטניט הופך לפרליט, הוא מתקרר לאט.

(3) חישול כדורי.חישול כדורי הוא לחמם את יציקות הפלדה לטמפרטורה מעט גבוהה מ-Ac1, ולאחר מכן לאחר זמן ארוך של שימור חום, הצמנטיט המשני בפלדה הופך באופן ספונטני לצמנטיט גרגירי (או כדורי), ולאחר מכן במהירות איטית טיפול בחום לעבד להתקרר לטמפרטורת החדר.
מטרת חישול spheroidizing כוללת: הפחתת הקשיות;הפיכת המבנה המטאלוגרפי לאחיד;שיפור ביצועי החיתוך והכנה למרווה.
חישול ספרואיד מיושם בעיקר על פלדות אוטקטואידיות ופלדות היפראוקטואידיות (תכולת פחמן גדולה מ-0.77%) כגון פלדת כלי פחמן, פלדת קפיצים מסגסוגת, פלדת מיסבים מתגלגלים ופלדת כלי סגסוגת.

(4) חישול הפגת מתח וחישול מחדש.חישול הפגת מתח נקרא גם חישול בטמפרטורה נמוכה.זהו תהליך שבו יציקות פלדה מחוממות לטמפרטורת Ac1 מתחת לטמפרטורת Ac1 (400 מעלות צלזיוס - 500 מעלות צלזיוס), לאחר מכן נשמרות לפרק זמן, ואז מתקררות באיטיות לטמפרטורת החדר.מטרת חישול הפגת מתח היא לבטל את הלחץ הפנימי של היציקה.המבנה המטאלוגרפי של הפלדה לא ישתנה במהלך תהליך חישול המתח.חישול מחדש משמש בעיקר כדי לחסל את המבנה המעוות הנגרם על ידי עיבוד דפורמציה קרה ולחסל את התקשות העבודה.טמפרטורת החימום עבור חישול מחדש היא 150 מעלות צלזיוס - 250 מעלות צלזיוס מעל טמפרטורת ההתגבשות מחדש.חישול מחדש יכול ליצור מחדש את גרגרי הגביש המוארכים לגבישים אחידים שווי-צירים לאחר דפורמציה קרה, ובכך לבטל את ההשפעה של התקשות העבודה.

2) מנרמל

מנרמל הוא טיפול בחום שבו הפלדה מחוממת ל-30 מעלות צלזיוס - 50 מעלות צלזיוס מעל Ac3 (פלדה hypoeutectoid) ו-Acm (פלדה hypereutectoid), ולאחר תקופה של שימור חום, היא מקוררת לטמפרטורת החדר באוויר או בפנים. אוויר מאולץ.שיטה.לנרמול יש קצב קירור מהיר יותר מאשר חישול, ולכן המבנה המנורמל עדין יותר מהמבנה המחושל, וחוזקו וקשיותו גבוהים גם מאלו של המבנה המחושל.בשל מחזור הייצור הקצר וניצול הציוד הגבוה של נורמליזציה, נעשה שימוש נרחב בנרמול ביציקות פלדה שונות.

מטרת הנרמול מחולקת לשלוש הקטגוריות הבאות:

(1) מנרמל כטיפול החום הסופי
עבור יציקות מתכת עם דרישות חוזק נמוכות, ניתן להשתמש בנרמול כטיפול החום הסופי.מנרמל יכול לעדן את הגרגרים, להומוג את המבנה, להפחית את תכולת הפריט בפלדה ההיפואווטקטואידית, להגדיל ולעדן את תכולת הפרליט, ובכך לשפר את החוזק, הקשיות והקשיחות של הפלדה.

(2) מנרמל כטיפול לפני חום
עבור יציקות פלדה עם חתכים גדולים יותר, נורמליזציה לפני ההמרה או המרווה והטיפוס (המרווה וטמפרור בטמפרטורה גבוהה) יכול לבטל את מבנה Widmanstatten ומבנה פסים, ולקבל מבנה עדין ואחיד.עבור צמנטיט הרשת הקיים בפלדות פחמן ופלדות כלי סגסוגת עם תכולת פחמן גדולה מ-0.77%, נרמול יכול להפחית את תכולת הצמנטיט המשני ולמנוע ממנו ליצור רשת רציפה, מה שמכין את הארגון לחישול כדורי.

(3) שפר את ביצועי החיתוך
נורמליזציה יכולה לשפר את ביצועי החיתוך של פלדה דלת פחמן.הקשיות של יציקות פלדה דלת פחמן נמוכה מדי לאחר חישול, וקל להיצמד לסכין במהלך החיתוך, וכתוצאה מכך לחספוס מופרז של פני השטח.באמצעות נורמליזציה של טיפול בחום, ניתן להגדיל את הקשיות של יציקות פלדה דלת פחמן ל-140 HBW - 190 HBW, שזה קרוב לקשיות החיתוך האופטימלית, ובכך לשפר את ביצועי החיתוך.

3) כיבוי

מרווה הוא תהליך טיפול בחום שבו יציקות פלדה מחוממות לטמפרטורה מעל Ac3 או Ac1, ולאחר מכן מקוררות במהירות לאחר החזקה למשך פרק זמן כדי לקבל מבנה מרטנסיטי שלם.יש לטגן את יציקות הפלדה בזמן לאחר החם ביותר כדי לבטל את מתח ההמרה ולהשיג את התכונות המכניות המקיפות הנדרשות.

(1) טמפרטורת כיבוי
טמפרטורת החימום המרווה של פלדה hypoeutectoid היא 30℃-50℃ מעל Ac3;טמפרטורת החימום המרווה של פלדה אוטקטואידית ופלדה היפראוקטואידית היא 30℃-50℃ מעל Ac1.פלדת פחמן Hypoeutectoid מחוממת בטמפרטורת ההמרה הנ"ל על מנת להשיג אוסטניט עדין, וניתן לקבל מבנה מרטנזיט עדין לאחר ההמרה.הפלדה האווטקטואידית והפלדה ההיפראוקטואידית עברו כדוריות וחילו לפני ההמרה והחימום, כך שלאחר חימום ל-30℃-50℃ מעל Ac1 ואופן לא מלא, המבנה הוא אוסטניט וחלקיקי גוף פחמן חדירים חלקיים לא מומסים.לאחר ההמרה, האוסטניט הופך למרטנזיט, וחלקיקי צמנטיט לא מומסים נשמרים.בשל הקשיות הגבוהה של צמנטיט, זה לא רק לא מפחית את קשיות הפלדה, אלא גם משפר את עמידות הבלאי שלה.המבנה הרווה הרגיל של פלדה היפראווטקטואידית הוא מרטנזיט מתקלף עדין, וצמנטיט גרגירי עדין וכמות קטנה של אוסטניט שנשמר מפוזרים באופן שווה על המטריצה.למבנה זה חוזק גבוה ועמידות בפני שחיקה, אך יש לו גם מידה מסוימת של קשיחות.

(2) מדיום קירור לכיבוי תהליך טיפול בחום
מטרת ההמרה היא להשיג מרטנזיט מלא.לכן, קצב הקירור של הפלדה היצוקה במהלך ההמרה חייב להיות גדול מקצב הקירור הקריטי של הפלדה היצוקה, אחרת לא ניתן להשיג את מבנה המרטנזיט ואת התכונות המתאימות.עם זאת, קצב קירור גבוה מדי יכול בקלות להוביל לעיוות או פיצוח של היציקה.על מנת לעמוד בדרישות הנ"ל בו זמנית, יש לבחור את אמצעי הקירור המתאים בהתאם לחומר היציקה, או לאמץ את שיטת הקירור המשלב.בטווח הטמפרטורות של 650℃-400℃, קצב הטרנספורמציה האיזוטרמית של אוסטניט מקורר-על של פלדה הוא הגדול ביותר.לכן, כאשר היציקה מרוווה, יש להבטיח קירור מהיר בטווח טמפרטורות זה.מתחת לנקודת Ms, קצב הקירור צריך להיות איטי יותר כדי למנוע דפורמציה או סדקים.מדיום מרווה בדרך כלל מאמץ מים, תמיסה מימית או שמן.בשלב ההמרה או ההחמצה, המדיה הנפוצה כוללת שמן חם, מתכת מותכת, מלח מותך או אלקלי מותך.

יכולת הקירור של מים באזור הטמפרטורה הגבוהה של 650 ℃-550 ℃ חזקה, וכושר הקירור של המים באזור הטמפרטורה הנמוכה של 300 ℃-200 ℃ חזקה מאוד.מים מתאימים יותר לכיבוי וקירור של יציקות פלדת פחמן עם צורות פשוטות וחתכים גדולים.בשימוש לכיבוי וקירור, טמפרטורת המים בדרך כלל אינה גבוהה מ-30 מעלות צלזיוס.לכן, זה בדרך כלל מאומץ כדי לחזק את זרימת המים כדי לשמור על טמפרטורת המים בטווח סביר.בנוסף, חימום מלח (NaCl) או אלקלי (NaOH) במים יגביר מאוד את יכולת הקירור של התמיסה.

היתרון העיקרי של שמן כמדיום קירור הוא שקצב הקירור באזור הטמפרטורה הנמוכה של 300℃-200℃ נמוך בהרבה מזה של מים, מה שיכול להפחית במידה ניכרת את הלחץ הפנימי של חומר העבודה הרווה ולהפחית את האפשרות לעיוות ופיצוח היציקה.יחד עם זאת, יכולת הקירור של שמן בטווח הטמפרטורות הגבוהות של 650℃-550℃ נמוכה יחסית, וזה גם החיסרון העיקרי של שמן כמדיום מרווה.הטמפרטורה של שמן מרווה נשלטת בדרך כלל על 60℃-80℃.השמן משמש בעיקר להרוויה של יציקות פלדה מסגסוגת עם צורות מורכבות ולכיבוי של יציקות פלדת פחמן עם חתכים קטנים וצורות מורכבות.

בנוסף, מלח מותך משמש בדרך כלל גם כאמצעי מרווה, שהופך לאמבט מלח בשלב זה.אמבט המלח מתאפיין בנקודת רתיחה גבוהה ויכולת הקירור שלו היא בין מים לשמן.אמבט מלח משמש לעתים קרובות למחסום ולכיבוי שלב, כמו גם לטיפול ביציקות עם צורות מורכבות, ממדים קטנים ודרישות דפורמציה קפדניות.

 

 

4) חישול

טמפרור מתייחס לתהליך טיפול בחום שבו יציקות הפלדה המרוויות או המנורמלות מחוממות לטמפרטורה נבחרת הנמוכה מהנקודה הקריטית Ac1, ולאחר החזקה למשך פרק זמן, הן מתקררות בקצב מתאים.טיפול בחום יכול להפוך את המבנה הלא יציב המתקבל לאחר כיבוי או נורמליזציה למבנה יציב כדי למנוע מתח ולשפר את הפלסטיות והקשיחות של יציקות פלדה.בדרך כלל, תהליך הטיפול בחום של הרווה וטיפול חיסום בטמפרטורה גבוהה נקרא טיפול מרווה וטימפינג.יציקות הפלדה הרווה חייבות להיות מחוסמות בזמן, ואת יציקות הפלדה המנורמלות יש לחמם בעת הצורך.הביצועים של יציקות פלדה לאחר חישול תלויים בטמפרטורת הטמפרור, בזמן ובמספר הפעמים.הגדלת טמפרטורת החיסום והארכת זמן ההחזקה בכל עת יכולה לא רק להקל על מתח ההמרה של יציקות פלדה, אלא גם להפוך מרטנזיט מרווה לא יציב למרטנזיט, טרוסטיט או סורביט מחוסמן.החוזק והקשיחות של יציקות הפלדה מופחתים, והפלסטיות משתפרת באופן משמעותי.עבור כמה פלדות סגסוגת בינונית עם אלמנטים מתגסוגים היוצרים חזק קרבידים (כגון כרום, מוליבדן, ונדיום וטונגסטן וכו'), הקשיות גדלה והקשיחות יורדת בעת חישול ב-400℃-500℃.תופעה זו נקראת התקשות משנית, כלומר, קשיות הפלדה היצוקה במצב מחוסמת מגיעה למקסימום.בייצור בפועל, פלדה יצוקה מסגסוגת בינונית עם מאפייני התקשות משניים צריכה להיות מחוסמת פעמים רבות.

(1) טמפרטורת טמפרטורה נמוכה
טווח הטמפרטורות של חיסום בטמפרטורה נמוכה הוא 150℃-250℃.טמפרטורת טמפרטורה נמוכה יכולה להשיג מבנה מרטנזיט מחוסמ, המשמש בעיקר לכיבוי פלדת פחמן גבוהה ולכיבוי פלדה מסגסוגת גבוהה.מרטנזיט מחוסך מתייחס למבנה של מרטנזיט קריפטו-קריסטלי בתוספת קרבידים גרגירים עדינים.המבנה של פלדה hypoeutectoid לאחר מזג בטמפרטורה נמוכה הוא מרטנזיט מחוסמ;המבנה של פלדה היפראווטקטואידית לאחר טמפרטורת טמפרטורה נמוכה הוא מרטנזיט מחוסמ + קרבידים + אוסטניט שמור.מטרת הטמפרטורת הטמפרטורה הנמוכה היא לשפר כראוי את הקשיחות של פלדה מרווה תוך שמירה על קשיות גבוהה (58HRC-64HRC), חוזק גבוה ועמידות בפני שחיקה, תוך הפחתה משמעותית של מתח ההמרה והשבירות של יציקות פלדה.

(2) טמפרטורת טמפרטורה בינונית
טמפרטורת הטמפרור של טמפרטורה בינונית היא בדרך כלל בין 350 ℃-500 ℃.המבנה לאחר חישול בטמפרטורה בינונית הוא כמות גדולה של צמנטיט עדין מפוזר ומופץ על מטריצת הפריט, כלומר מבנה הטרוסטיט המחוסם.הפריט במבנה הטרווסטיט המחוסם עדיין שומר על צורתו של מרטנזיט.הלחץ הפנימי של יציקות פלדה לאחר הטמפרור מתבטל בעצם, ויש להן גבול אלסטי ומגבלת תפוקה גבוהים יותר, חוזק וקשיות גבוהים יותר וגמישות וקשיחות טובה.

(3) מזג בטמפרטורה גבוהה
טמפרטורת הטמפרטורת הטמפרטורה הגבוהה היא בדרך כלל 500°C-650°C, ותהליך הטיפול בחום המשלב הרווה והטמפרור בטמפרטורה גבוהה לאחר מכן נקרא בדרך כלל טיפול הרווה וטמפרינג.המבנה לאחר טמפרטורת טמפרטורות גבוהות הוא סורביט מחוסמ, כלומר צמנטיט ופריט עדין.הפריט בסורביט המחוסם הוא פריט מצולע שעובר התגבשות מחדש.ליציקות פלדה לאחר חיסום בטמפרטורה גבוהה יש תכונות מכניות מקיפות טובות מבחינת חוזק, פלסטיות וקשיחות.טמפרטורת טמפרטורה גבוהה נמצאת בשימוש נרחב בפלדת פחמן בינונית, פלדת סגסוגת נמוכה וחלקי מבנה חשובים שונים עם כוחות מורכבים.

 

 

5) טיפול בפתרון מוצק

המטרה העיקרית של טיפול בתמיסה היא להמיס קרבידים או שלבים משקעים אחרים בתמיסה מוצקה כדי לקבל מבנה חד פאזי רווי-על.יציקות של נירוסטה אוסטניטית, פלדת מנגן אוסטניטית ופלדת אל חלד מתקשות משקעים צריכות להיות בדרך כלל מטופלות בתמיסה מוצקה.בחירת טמפרטורת התמיסה תלויה בהרכב הכימי ובדיאגרמת הפאזות של הפלדה היצוקה.הטמפרטורה של יציקות פלדת מנגן אוסטניטית היא בדרך כלל 1000 ℃ - 1100 ℃;הטמפרטורה של יציקות נירוסטה כרום-ניקל אוסטניטי היא בדרך כלל 1000℃-1250℃.

ככל שתכולת הפחמן בפלדה יצוקה גבוהה יותר ורכיבי סגסוג בלתי מסיסים יותר, כך טמפרטורת התמיסה המוצקה שלו צריכה להיות גבוהה יותר.ליציקות פלדה המתקשות משקעים המכילות נחושת, קשיות יציקות הפלדה עולה עקב משקעים של שלבים עשירים בנחושת קשה במצב יציקה במהלך הקירור.על מנת לרכך את המבנה ולשפר את ביצועי העיבוד, יציקות הפלדה צריכות להיות מטופלות בתמיסה מוצקה.טמפרטורת התמיסה המוצקה שלו היא 900℃-950℃.

6) טיפול בהקשחת משקעים

טיפול התקשות משקעים הוא טיפול לחיזוק פיזור המתבצע בטווח טמפרטורת החיסום, המכונה גם הזדקנות מלאכותית.המהות של טיפול התקשות משקעים היא שבטמפרטורות גבוהות יותר, קרבידים, ניטרידים, תרכובות בין-מתכתיות ושלבי ביניים לא יציבים אחרים מושקעים מתמיסה מוצקה על-רוויה ומתפזרים במטריקס, ובכך הופכים את הפלדה היצוקה למקיפה. שיפור תכונות מכאניות וקשיות.

הטמפרטורה של טיפול ההזדקנות משפיעה ישירות על הביצועים הסופיים של יציקות פלדה.אם טמפרטורת היישון נמוכה מדי, שלב התקשות המשקעים יזרז באיטיות;אם טמפרטורת ההזדקנות גבוהה מדי, הצטברות השלב המשקע תגרום להזדקנות יתר, והביצועים הטובים ביותר לא יתקבלו.לכן, על בית היציקה לבחור את טמפרטורת היישון המתאימה בהתאם לדרגת הפלדה היצוקה ולביצועים המצוינים של יציקת הפלדה.טמפרטורת ההזדקנות של פלדה יצוקה עמידה בחום אוסטניטית היא בדרך כלל 550℃-850℃;טמפרטורת ההזדקנות של פלדה יצוקה מתקשות משקעים חזקה היא בדרך כלל 500 ℃.

7) טיפול להקלת מתח

מטרת טיפול החום להפגת מתחים היא להעלים מתח יציקה, מתח כיבוי ולחץ שנוצר על ידי עיבוד שבבי, כדי לייצב את גודל היציקה.טיפול החום לשחרור מתח מחומם בדרך כלל ל-100 מעלות צלזיוס עד 200 מעלות צלזיוס מתחת ל-Ac1, לאחר מכן נשמר לפרק זמן, ולבסוף מקורר עם התנור.מבנה יציקת הפלדה לא השתנה במהלך תהליך הפגת המתח.יציקות פלדת פחמן, יציקות פלדה בסגסוגת נמוכה ויציקות פלדה בסגסוגת גבוהה כולן יכולות להיות נתונות לטיפול בהפגת מתחים.

 

 

4. השפעת טיפול בחום על תכונות יציקות פלדה

בנוסף לביצועים של יציקות פלדה בהתאם להרכב הכימי ותהליך היציקה, ניתן להשתמש גם בשיטות טיפול בחום שונות כדי להפוך אותה לבעלת תכונות מכניות מקיפות מצוינות.המטרה הכללית של תהליך הטיפול בחום היא לשפר את איכות היציקות, להפחית את משקל היציקות, להאריך את חיי השירות ולהפחית עלויות.טיפול בחום הוא אמצעי חשוב לשיפור התכונות המכניות של יציקות;התכונות המכניות של יציקות הן אינדיקטור חשוב לשיפוט ההשפעה של טיפול בחום.בנוסף למאפיינים הבאים, על בית היציקה לשקול גם גורמים כמו הליכי עיבוד, ביצועי חיתוך ודרישות השימוש של היציקות בעת טיפול בחום ביציקות פלדה.

1) השפעת טיפול בחום על חוזק היציקות
במצב של אותו הרכב פלדה יצוק, לחוזק של יציקות פלדה לאחר תהליכי טיפול בחום שונים יש נטייה לעלות.באופן כללי, חוזק המתיחה של יציקות פלדת פחמן ויציקות פלדה מסגסוגת נמוכה יכול להגיע ל-414 Mpa-1724 MPa לאחר טיפול בחום.

2) השפעת טיפול בחום על הפלסטיות של יציקות פלדה
מבנה היציקה של יציקות הפלדה גס והפלסטיות נמוכה.לאחר טיפול בחום, המיקרו-מבנה והפלסטיות שלו ישתפרו בהתאם.במיוחד הפלסטיות של יציקות פלדה לאחר טיפול הרוויה וטמפרור (המרווה + חיסום בטמפרטורה גבוהה) תשתפר משמעותית.

3) קשיחות של יציקות פלדה
מדד הקשיחות של יציקות פלדה מוערך לעתים קרובות על ידי מבחני השפעה.מאחר שהחוזק והקשיחות של יציקות פלדה הם צמד אינדיקטורים סותרים, על בית היציקה לעשות שיקולים מקיפים כדי לבחור תהליך מתאים לטיפול בחום על מנת להשיג את התכונות המכניות המקיפות הנדרשות על ידי הלקוחות.

4) השפעת טיפול בחום על קשיות היציקות
כאשר יכולת ההתקשות של הפלדה היצוקה זהה, קשיות הפלדה היצוקה לאחר טיפול בחום יכולה לשקף בערך את חוזק הפלדה היצוקה.לכן, הקשיות יכולה לשמש כמדד אינטואיטיבי להערכת הביצועים של פלדה יצוקה לאחר טיפול בחום.באופן כללי, הקשיות של יציקות פלדת פחמן יכולה להגיע ל-120 HBW - 280 HBW לאחר טיפול בחום.