vědomosti

Vzhledem ke špatné tepelné vodivosti, vysokému obsahu legujících látek, úzkému teplotnímu rozsahu kování a vysoké obtížnosti zpracování nerezové oceli 9Cr18Mo je velmi snadné způsobit hrubou kovanou strukturu a dvojitou strukturu v důsledku nadměrně vysoké teploty kování a příliš dlouhé doby výdrže. Dvojitá struktura má extrémně silnou dědičnost a stabilitu a je obtížné ji odstranit žíháním a kalením. Proto byly provedeny procesní testy na ložiskových dílech z nerezové oceli 9Cr18Mo s kovanou dvojitou strukturou, aby se zjistila proveditelnost odstranění kované dvojité struktury z ložiskových dílů z nerezové oceli 9Cr18Mo pomocí metod tepelného zpracování.

 

1 Normalizační proces

Vnější kroužky ložisek z nerezové oceli s dvojitými karbidy byly po kovacím žíhání (obrázek 1) podrobeny následujícímu normalizačnímu procesu. Byly zahřáté na 1120℃ v peci pro tepelné zpracování a udržovány po dobu 1.5 hodiny, poté vyjmuty a ochlazeny na vzduchu na pokojovou teplotu rozložením a vháněním vzduchu. Následně byly žíhány v peci RJX-60-9 podle procesu žíhání nerezové oceli (proces žíhání: udržováno při 910℃ po dobu 2 hodin, poté ochlazujte rychlostí 30℃ za hodinu až 550℃ a vyjmuty k chlazení vzduchem). Bylo zjištěno, že 30 % kroužků stále mělo dvojčatou strukturu (viz obrázek 2). Během normalizačního ohřevu se malá zrna obnovila do původních austenitických zrn a prostorová orientace se v podstatě příliš nezměnila. Během normalizačního ochlazování se jedno austenitické zrno opět rozdělilo na několik malých zrn. Ačkoli tedy hrubá austenitická zrna před normalizací (tj. po kování) zdánlivě zjemnila tvar (rozdělila se na mnoho malých zrn), v podstatě, protože orientace a velikost mnoha malých zrn byly v souladu s původními austenitickými zrny, byla redukována pouze velmi malá část dvojčaté struktury, zatímco většina byla zděděna. Normalizace může odstranit pouze relativně lehké dvojčaté struktury a je nemožné odstranit všechny dvojčaté struktury.

 

 

Dvojitý nízkoteplotní rozklad + normalizační proces

Tři vnější kroužky z nerezové oceli s výraznou strukturou dvojčat (obrázek 3) byly podrobeny nízkoteplotnímu rozkladu v peci RJX-60. Proces probíhal následovně: udržování při teplotě 690 °C°°C po dobu 3 hodin, poté ochlazení vzduchem na pokojovou teplotu; opakování procesu udržování při 690 °C°°C po dobu 3 hodin a ochlazení vzduchem na pokojovou teplotu; následovaná normalizace v peci RJX-50-13, přičemž proces zahrnoval: ohřev na 1120 °C°C v peci a udržování po dobu 1.5 hodiny, poté ochlazení na vzduchu na pokojovou teplotu po vyjmutí z pece; nakonec byly tři vnější kroužky žíhány podle procesu žíhání nerezové oceli. Výsledky ukázaly, že všechny dvojčaté karbidy ve třech vnějších kruzích z nerezové oceli byly eliminovány (viz obrázek 4). Z výše uvedených výsledků testů lze zjistit, že: ① Použitím dvou časů nízkoteplotního rozkladu při 690°C může způsobit rozklad veškerého austenitu. ② Po zahřátí na normalizační teplotu se ferit transformuje na austenit a podléhá další fázové přeměně. V důsledku teplotní nerovnoměrnosti dochází k mikrooblasti napětí a deformace, což vede k rekrystalizaci za vysoké teploty, která může zničit odolné hranice zrn původního austenitu a eliminovat hrubou dvojčatou strukturu. Tento proces však nedokáže eliminovat obzvláště silnou dvojčatou strukturu kování.

 

 

Tři nízkoteplotní rozklady + normalizační procesy

 

Čtyři vnitřní kroužky z nerezové oceli s obzvláště silnou strukturou dvojčat (obrázek 5) byly podrobeny procesním testům. Byly umístěny do pece RJX-60 pro tři nízkoteplotní rozklady, přičemž každý proces zahrnoval teplotu 690 °C.°C po dobu 3 hodin, následovalo ochlazení vzduchem na pokojovou teplotu. Poté byly umístěny do pece RJX-50-13 k normalizaci, přičemž proces byl následující: ohřev na 1110 °C°C v peci a ponecháno 2 hodiny, poté vyjmuto a ochlazeno na vzduchu na pokojovou teplotu rozprostřením a vháněním vzduchu. Čtyři vnitřní kroužky byly poté žíhány podle procesu žíhání nerezové oceli. Po kontrole žíhací struktury bylo zjištěno, že dva byly způsobilé a dva stále měly dvojčatou strukturu, ale původně silná dvojčatá struktura byla výrazně zlepšena, přičemž v některých lokálních oblastech zůstaly pouze velmi malé dvojčaté karbidy (viz obrázek 6).

Z výše uvedených experimentálních výsledků vyplývá, že u obzvláště silné dvojčaté mikrostruktury není možné zcela eliminovat dvojčatou karbidovou mikrostrukturu, a to ani zvýšením počtu nízkoteplotních rozkladů a opakovaným podstupováním fázových transformací.

 

 

Pro zajištění úplného odstranění všech dvojčatových struktur byl vyvinut nový proces. Podle fázového diagramu Fe-Cr-C oceli 9Cr18Mo je po nízkoteplotním rozkladu mikrostruktura feritová. α a sekundární karbidy (Fe, Cr)23C6. Mezi 900 a 940°C, ferit α přeměňuje se na austenit γa výsledná mikrostruktura je γ + (Fe, Cr)23C6. Austenit γ nukleuje a roste kolem dispergovaných karbidů K. Podle termodynamiky by zárodky měly růst volně a neuspořádaně, čímž by se narušil původní vztah orientace zrn. Pro upevnění nových hranic zrn je nutná dlouhá izotermická setrvání, aby se dosáhlo stabilního stavu nových zrn. Poté γ + (Fe, Cr)23C6 se rychle zahřeje na γ + oblast primárního karbidu (Fe, Cr)7C3, tj. vysokoteplotní normalizace, za účelem vyvolání rekrystalizace při vysokoteplotní deformaci, narušení původních houževnatých hranic zrn austenitu a eliminace dvojčatových struktur. Pro zajištění úplného odstranění dvojčatových struktur byl přidán další proces nízkoteplotního rozkladu + normalizace za účelem dosažení opakované fázové transformace, zjemnění zrn a zlepšení rázové houževnatosti.

 

Celkem bylo zkušebním způsobem vyrobeno 144 vnějších a 144 vnitřních kroužků z nerezové oceli pomocí následujícího postupu. V peci RJX-60 byly provedeny tři nízkoteplotní rozklady, přičemž každý postup zahrnoval teplotu 690 °C.°C po dobu 3 hodin, následovalo ochlazení vzduchem na pokojovou teplotu. Poté byla provedena normalizace v peci RJX-50-13, přičemž proces zahrnoval: ohřev na 920°C a udržování po dobu 2 hodiny, poté zahřátí na 1130°C a ponechání po dobu 1.5 hodiny před vyjmutím z pece a ochlazením na vzduchu na pokojovou teplotu s rozloženými díly a ofukovanými vzduchem. Celkem bylo zpracováno 6 pecí, v každé peci bylo 24 dílů. Normalizované vnitřní a vnější kroužky byly poté podrobeny nízkoteplotnímu rozkladu v peci RJX-60 při teplotě 690 °C.°C po dobu 3 hodin, následovalo ochlazení vzduchem na pokojovou teplotu. Poté byla v peci RJX-50-13 znovu provedena normalizace, přičemž proces zahrnoval ohřev na 920 °C.°C a udržování po dobu 1.5 hodiny, poté zahřátí na 1100°C a ponechání po dobu 1 hodiny před vyjmutím z pece a ochlazením na vzduchu na pokojovou teplotu s rozloženými díly a ofukovanými vzduchem. Nakonec byly vnitřní a vnější kroužky žíhány podle procesu žíhání nerezové oceli. Z každé pece bylo náhodně zkontrolováno 15 dílů a bylo zjištěno, že mikrostruktura žíhání je u všech kvalifikovaná, bez dvojitých karbidových struktur (viz obrázek 7). ​​​​​​​

Závěry 5

(1) U relativně lehkých dvojčatých karbidů po kování a žíhání lze použít sekundární nízkoteplotní rozklad + normalizační proces k odstranění dvojčaté karbidové struktury.

(2) Pro extrémně silné zdvojené karbidy po kování a žíhání, třístupňový nízkoteplotní rozklad + normalizace při 1130°C proces + jednostupňový nízkoteplotní rozklad + normalizace při 1100°Proces C lze použít k odstranění zdvojených karbidů.

 

 

Tým Vigor má více než 20 let zkušeností s odléváním, kováním, tvářením za studena a následnou úpravou, a také robustní dodavatelský řetězec pro povrchovou úpravu. Pokud vám s něčím můžeme pomoci nebo chcete vyvinout jakékoli díly, kontaktujte nás prosím na adrese info@castings-forging.om