Comprendre le traitement thermique du fer ductile et doubler la force et la ténacité des moulages n'est pas un rêve!

Dans le domaine de la coulée, le fer ductile est devenu un outil polyvalent pour les applications industrielles en raison de sa structure de graphite sphérique unique. Et le traitement thermique, en tant qu'étape clé pour puiser dans son potentiel de performance, est particulièrement important.

Alors, comment réaliser le correspondance optimale de la force, de la ténacité et de la résistance à l'usure par le contrôle des processus? Aujourd'hui, nous combinerons les applications pratiques pour résumer les processus de base et les points opérationnels du traitement thermique du fer ductile.

Le recuit de graphitisation à basse température nécessite de chauffer la température à 720-760 ℃, le refroidissant dans la fournaise à moins de 500 ℃, puis le refroidissant à l'air de la fournaise. La fonction centrale de ce processus est de promouvoir la décomposition des carbures eutectoïdes, obtenant ainsi le fer ductile avec une matrice de ferrite.

En raison de la formation de la matrice de ferrite, la ténacité du matériau peut être considérablement améliorée. Ce processus convient particulièrement aux scénarios où un mélange de ferrite, de perlite, de cémentite et de graphite est sujet à se produire dans des pièces moulées à parois minces en raison de la composition chimique, du taux de refroidissement et d'autres facteurs. Le recuit de graphitisation à basse température peut efficacement améliorer la ténacité de ces pièces moulées.

02 recuit de graphitisation à haute température

Le recuit de graphitisation à haute température nécessite d'abord de chauffer la coulée à 880-930 ℃, puis de le transférer à 720-760 ℃ pour l'isolation, et enfin le refroidir dans la fournaise à moins de 500 ℃ et laisser la fournaise pour le refroidissement à l'air.

L'objectif principal de ce processus est d'éliminer la structure de la mouture blanche dans la coulée, en chauffant et en tenant complètement à des températures élevées, en décomposant la cémentite dans la structure de la mouture blanche, et en fin de compte d'obtenir une matrice de ferrite. Après un traitement de recuit de graphitisation à haute température, la dureté de la coulée diminue et la plasticité et la ténacité augmentent considérablement. Dans le même temps, il est pratique pour la coupe ultérieure et convient aux pièces du fer ductile qui doivent améliorer les performances de traitement ou améliorer la plasticité et la ténacité.

Résistance et régulateur complet des performances

02 Normalisation de l'austénite incomplète

La température de chauffage pour la normalisation de l'austénitisation incomplète est contrôlée à 820-860 ℃, et la méthode de refroidissement est la même que celle pour la normalisation complète de l'austénitisation, complétée par un processus de trempe de 500-600 ℃. Lorsqu'il est chauffé dans cette plage de températures, une partie de la structure matricielle se transforme en austénite et après refroidissement, une structure constituée de perlite et une petite quantité de ferrite dispersée se forme.

Cette organisation peut doter des moulages avec de bonnes propriétés mécaniques complètes, équilibrer la résistance et la ténacité, et convient aux composants structurels avec des exigences élevées pour des performances complètes.

Création de composants «hardcore» haute performance

01 Traitement de l'extinction et de la trempe (extinction + température à haute température)

Les paramètres de processus pour l'extinction et le traitement de la température sont la température de chauffage de 840-880 ℃, la trempe avec du refroidissement à l'huile ou à l'eau, et une température à haute température à 550-600 ℃ après la trempe. Grâce à ce processus, la structure matricielle est transformée en martensite tempéré tout en conservant la morphologie du graphite sphérique.

La structure de martensite trempée a d'excellentes propriétés mécaniques complètes, avec une bonne correspondance entre la résistance et la ténacité. Par conséquent, le traitement de l'extinction et de la trempe est largement utilisé dans les vileliers du moteur diesel, les biels de connexion et les autres composants de l'arbre, qui nécessitent à la fois une résistance élevée et une ténacité pour s'adapter aux conditions de travail.

02 extinction isotherme

Les étapes de procédé de l'extinction isotherme sont chauffantes à 840-880 ℃, suivies d'une extinction dans un bain de sel à 250-350 ℃. Ce processus peut réaliser une microstructure avec d'excellentes propriétés mécaniques complètes dans les pièces moulées, généralement une combinaison de bainite, d'austénite résiduelle et de graphite sphérique.

La trempe isotherme peut améliorer considérablement la résistance, la ténacité et la résistance à l'usure des pièces moulées, en particulier adaptées aux pièces ayant des exigences élevées pour la dureté et la résistance à l'usure, telles que les anneaux de roulement.

Performances locales «mise à niveau précise»

01 extinction de surface

La fréquence élevée, la fréquence moyenne, la flamme et d'autres méthodes peuvent être utilisées pour la trempe de surface des moulages en fer ductile. Ces techniques d'extinction de surface forment une couche martensitique de dureté élevée à la surface des moulages en les chauffant localement et en les refroidissant rapidement, tandis que le noyau maintient sa structure d'origine.

La trempe de surface peut efficacement améliorer la dureté, la résistance à l'usure et la résistance à la fatigue des pièces moulées, et convient aux pièces à forte contrainte locale telles que les journaux de vilebrequin et les surfaces de dent d'engrenages. Grâce au renforcement local, la durée de vie des pièces peut être prolongée.

02 Traitement de nitrative doux

Le traitement en nitratide souple est un processus de formation d'une couche composée à la surface des pièces moulées par une diffusion de co-carbone en azote.

Ce processus peut améliorer considérablement la dureté et la résistance à la corrosion de la surface de la coulée et améliorer considérablement la résistance à l'usure de surface sans réduire considérablement la ténacité du substrat. Il convient aux pièces en fer ductile avec des exigences de performances de surface élevées, telles que les composants mécaniques qui doivent résister à la friction pendant longtemps.

Points clés de l'opération de traitement thermique

1. Contrôle de la température du four

La température des pièces moulées entrant dans le four ne dépasse généralement pas 350 ℃. Pour les pièces moulées avec une grande taille et une structure complexe, la température entrant dans le four doit être plus faible (comme inférieure à 200 ℃) pour éviter les fissures en raison de la contrainte thermique causée par une différence de température excessive. 2. Sélection du taux de chauffage

Le taux de chauffage doit être ajusté en fonction de la taille et de la complexité de la coulée, généralement contrôlée à 30-120 ℃ / h. Pour les pièces grandes ou complexes, un taux de chauffage inférieur (tel que 30-50 ℃ / h) doit être utilisé pour assurer un chauffage uniforme de la coulée et réduire le risque de déformation thermique. 3. Détermination du temps d'isolation

Le temps d'isolation est principalement déterminé sur la base de l'épaisseur de la paroi de la coulée, généralement calculé comme isolation pendant 1 heure toutes les épaisses de la paroi de 25 mm, pour garantir que la structure matricielle peut se transformer complètement pendant le processus de chauffage et obtenir l'effet attendu de traitement thermique.

Du «ramollissement» du recuit au «durcissement» de la trempe, du renforcement global à l'optimisation de la surface, chaque processus doit être conçu de manière globale en fonction de la composition des matériaux, de la structure des pièces et des conditions de service. Il est recommandé que les entreprises établissent une base de données "Performance de processus" et optimisent dynamiquement les solutions par analyse métallographique (telle que le rapport de perlite, le grade de sphéroïdisation en graphite) et les tests mécaniques (tests de traction / impact), ce qui rend vraiment le traitement thermique du "moteur central" pour améliorer la compétitivité des produits.