A. 不銹鋼中添加的主要合金元素是什麼
鉻是不銹鋼都含有的元素,鉻是鐵素體形成元素。鉻的主要作用是耐腐蝕,從圖1中可以看出在鋼中添加鉻對腐蝕性的影響。當鉻含量達到12%時,在大氣環境下或在氧化性介質中鉻可以自發形成一種穩定的、透明的、極薄的鈍化膜來阻止腐蝕,基本上不會生銹,較高的合金含量可通過強化薄膜和快速自我修復薄膜來提高抗腐蝕性。不銹鋼鉻含量上限為30%。
1 鉻含量對鋼的大氣腐蝕的影響 (在距海邊250m的海洋環境中放置52個月)
鎳是穩定奧氏體的元素,鎳可將奧氏體降低范圍擴大到低溫區。從圖2可以看出鎳的作用,在圖中斜線以上所示溫度下奧氏體是穩定的,在這條線以下,鐵素體和馬氏體都具有穩定的晶體結構。鎳可提高韌性和延展性,使之更易於加工、製造和焊接,增強抗酸的腐蝕能力,保持鈍化膜的能力及在腐蝕介質中的抗蝕能力。
2 加入鎳對鐵 鉻合金的影響
鉬可提高鈍化膜的強度,增強耐局部腐蝕性,如點蝕、縫隙腐蝕,特別是在鹵鹽或海水中有氯離子的情況下。鉬也可提高對氯化物應力腐蝕斷裂的抵抗能力。利用固溶強化的方法,鉬可提高奧氏體牌號的高溫強度和馬氏體牌號的抗回火能力。
錳類似於鎳,當添加錳或用錳替代鎳時,都會提高不銹鋼的強度。
氮是穩定奧氏體的元素,可提高強度,在奧氏體及雙相不銹鋼中可增強耐點蝕及縫隙腐蝕能力並減少金屬間相(σ)在高溫或焊接時析出的機會。
鈦、鈮能優先與碳和氮結合形成碳化物和氮化物,改善高溫強度性能並阻止鉻的碳化物的形成,防止晶間腐蝕。鈮可提高高溫蠕變斷裂強度。
硅、鋁可改善抗氧化性能,硅還可阻改善鑄造特性。
銅可提高對稀酸特別是對硫酸的抗酸能力,加入3%~4%銅具的低的加工硬化率,易於成形。析出銅離子化有滅菌作用。
硫、硒和鉛可改善機械切削性能,但會降低耐腐蝕能力。
鈰、鐿、鑭可提高抗氧化性。 空氣中或化學腐蝕介質中能夠抵抗腐蝕的一種鐵基高合金鋼,不銹鋼是具有美觀的表面和耐腐蝕性能好,不必經過鍍色等表面處理,而發揮不銹鋼所固有的表面性能,使用於多方面的鋼鐵的一種,通常稱為不銹鋼。從金相學角度分析,因為不銹鋼含有鉻而使表面形成很薄的鉻膜,這個膜隔離開與鋼內侵入的氧氣起耐腐蝕的作用。為了保持不銹鋼所固有的耐腐蝕性,鋼必須含有12%以上的鉻。
不銹鋼的不銹性和耐蝕性是由於其表面上富鉻氧化膜(鈍化膜)的形成。這種不銹性和耐蝕性是相對的。試驗表明,鋼在大氣、水等弱介質中和硝酸等氧化性介質中,其耐蝕性隨鋼中鉻含水量的增加而提高,當鉻含量達到一定的百分比時,鋼的耐蝕性發生突變,即從易生銹到不易生銹,從不耐蝕到耐腐蝕。
實際上工業上應用的不銹鋼都是同時存在幾種以至十幾種元素的,當幾種元素共存於不銹鋼這一個統一體中時,它們的影響要比單獨存在時復雜得多,因為在這種情況下不僅要考慮各元素自身的作用,而且要注意它們互相之間的影響,因此不銹鋼的組織決定於各種元素影響的總和。
1、鉻在不銹鋼中的決定作用:決定不銹鋼性屬的元素只有一種,這就是鉻,每種不銹鋼都含有一定數量的鉻。鉻之所以成為決定不銹鋼性能的主要元素,根本的原因是向鋼中添加鉻作為合金元素以後,促使其內部的矛盾運動向有利於抵抗腐蝕破壞的方面發展。這種變化可以從以下方面得到說明: ①鉻使鐵基固溶體的電極電位提高 ②鉻吸收鐵的電子使鐵鈍化 鈍化是由於陽極反應被阻止而引起金屬與合金耐腐蝕性能被提高的現象。構成金屬與合金鈍化的理論很多,主要有薄膜論、吸附論及電子排列論。
2、鎳在不銹鋼中的作用是在與鉻配合後才發揮出來的 鎳是優良的耐腐蝕材料,也是合金鋼的重要合金化元素。鎳在鋼中是形成奧氏體的元素,但低碳鎳鋼要獲得純奧氏體組織,含鎳量要達到24%;而只有含鎳27%時才使鋼在某些介質中的耐腐蝕性能顯著改變。所以鎳不能單獨構成不銹鋼。但是鎳與鉻同時存在於不銹鋼中時,含鎳的不銹鋼卻具有許多可貴的性能。 基於上面的情況可知,鎳作為合金元素在不銹鋼中的作用,在於它使高鉻鋼的組織發生變化,從而使不銹鋼的耐腐蝕性能及工藝性能獲得某些改善。
3、碳在不銹鋼中的兩重性: 碳是工業用鋼的主要元素之一,鋼的性能與組織在很大程度上決定於碳在鋼中的含量及其分布的形式,在不銹鋼中碳的影響尤為顯著。碳在不銹鋼中對組織的影響主要表現在兩方面,一方面碳是穩定奧氏體的元素,並且作用的程度很大(約為鎳的30倍),另一方面由於碳和鉻的親和力很大,與鉻形成-系列復雜的碳化物。所以,從強度與耐腐燭性能兩方面來看,碳在不銹鋼中的作用是互相矛盾的。認識了這一影響的規律,我們就可以從不同的使用要求出發,選擇不同含碳量的不銹鋼。在不銹鋼高溫應用環境下,較高C含量容易引起不銹鋼的敏化,造成不銹鋼的高溫強度下降,在高溫環境下,必須保證不銹鋼中的碳含量較低或者添加Ti、Nb等元素來防止晶間腐蝕。
4、氮在不銹鋼中的作用:
氮在鋼中的作用也是穩定奧氏體,並且作用的程度比鎳還要大。例如,欲使含18%鉻的鋼在常溫下獲得奧氏體組織,以錳和氮代鎳的低鎳不銹鋼與元鎳的鉻錳氮不誘鋼,目前已在工業中獲得應用,有的已成功地代替了經典的18-8鉻鎳不銹鋼。與碳相同,氮與鉻形成-系列復雜的碳化物,容易造成不銹鋼的晶間腐蝕。
5、錳和可以代替鉻鎳不銹鋼中鎳 鉻鎳奧氏體鋼的優點雖然很多,但近幾十年來由於鎳基耐熱合金與含鎳20%以下的熱強鋼的大量發展與應用,以及化學工業日益發展對不銹鋼的需要量越來越大,而鎳的礦藏量較少且又集中分布在少數地區,因此在世界范圍內出現了鎳在供和需方面的矛盾。所以在不銹鋼與許多其他合金領域(如大型鑄鍛件用鋼、工具鋼、熱強鋼等)中,特別是鎳的資源比較缺乏的國家,廣泛地開展了節鎳和以其他元素代鎳的科學研究與生產實踐,在這方面研究和應用比較多的是以錳和氮來代替不銹鋼與耐熱鋼中的鎳。 錳對於奧氏體的作用與鎳相似,錳在鋼中穩定奧氏體的作用約為鎳的二分之一。 6、不銹鋼中加鈦或鈮是為了防止晶間腐蝕。 7、鉬和銅可以提高某些不銹鋼的耐腐蝕性能。 8、其他元素對不銹鋼的性能和組織的影響 以上主要的九種元素對不銹鋼的性能和組織的影響,除這些元素對不銹鋼性能與組織影響較大的元素以外,不銹鋼中還含有一些其他的元素。有的是和一般鋼一樣為常存雜質元素,如硅、硫、磷等.也有的是為了某些特定的目的而加入的,如鈷、硼、硒、稀土元素等。從不銹鋼的耐腐蝕性能這一主要性質來說,這些元素相對於已討論的九種元素,都是非主要方面的,雖然如此,但也不能完全忽略,因為它們對不銹鋼的性能與組織同樣也發生影響。 硅是形成鐵素體的元素,在一般不銹鋼中為常存雜質元素。 鈷作為合金元素在鋼中應用不多,這是因為鈷的價格高及其在其它方面(如高速鋼、硬質合金、鈷基耐熱合金、磁鋼或硬磁合金等)有著更重要的用途。在一般不銹鋼中加鈷作合金元素的也不多,常用不銹鋼如9Crl7MoVCo鋼(含1.2-1.8%鈷)加鈷,目的並不在於提高耐腐蝕性能而在於提高硬度,因為這種不銹鋼的主要用途是製造切片機械刃具、剪刀及手術刀片等。 硼:高鉻鐵素體不銹鋼Crl7Mo2Ti鋼中加0.005%硼,可使在沸騰的65%醋酸中的耐腐蝕性能提高。加微量的硼(0.0006~0.0007%)可使奧氏體不銹鋼的熱態塑性改善。少量的硼由於形成低熔點共晶體,使奧氏體鋼焊接時產生熱裂紋的傾向增大,但含有較多的硼(0.5~0.6%)時,反而可防止熱裂紋的產生。因為當含有0.5~0.6%的硼時,形成奧氏體-硼化物兩相組織,使焊縫的熔點降低。熔池的凝固溫度低於半溶化區時,母材在冷卻時產生的張應力,由處於液態.固態的焊縫金屬承受,此時是不致引起裂縫的,即使在近縫區形成了裂紋,也可以為處於液態-固態的熔池金屬所填充。含硼的鉻鎳奧氏體不銹鋼在原子能工業中有著特殊的用途。 磷:在一般不銹鋼中都是雜質元素,但其在奧氏體不銹鋼中的危害性不像在一般鋼中那樣顯著,故含量可允許高一些,如有的資料提出可達0.06%,以利於冶煉控制。
硫和硒:在一般不銹鋼中也是常有雜質元素。但向不銹鋼中加0.2~0.4%的硫,可提高不銹鋼的切削性能,硒也具有同樣的作用。硫和硒提高不銹鋼的切削性能,是因為它們降低不銹鋼的韌性。硫與硒均降低不銹鋼的耐腐蝕性能,所以實際應用它們作為不銹鋼的合金化元素的很少。 稀土元素:稀土元素應用於不銹鋼,目前主要在於改善工藝性能方面。如向Crl7Ti鋼和Cr17Mo2Ti鋼中加少量的稀土元素,可以消除鋼錠中因氫氣引起的氣泡和減少鋼坯中的裂紋。奧氏體和奧氏體-鐵素體不銹鋼中加0.02~0.5%的稀土元素(鈰鑭合金),可顯著改善鍛造性能。曾有一種含19.5%鉻、23%鎳以及鉬銅錳的奧氏體鋼,由於熱加工工藝性能在過去只能生產鑄件,加稀土元素後則可軋製成各種型材。
鉻-鎳奧氏體不銹鋼在450~800℃溫度區加熱,常發生沿晶界的腐蝕破壞,稱為晶間腐蝕。一般認為,晶間腐蝕是碳從飽和的奧氏體以Cr23C6形態析出。造成晶界處奧氏體貧鉻所致。防止晶界貧鉻是防止晶間腐蝕的有效方法。如將各種元素按與碳的親和力大小排列,順序為:Ti、Zr、V、Nb、W、Mo、Cr、Mn。鈦..
本周(10月3日10月9日)倫敦LME綜合鎳收盤13150美元/噸,較上周下跌2075美元,庫存減少786噸。本周倫鎳行情單邊下跌,勢如破竹,盤中最低下探至12650美元,最高上摸15525美元。本周是十一國慶長假後的第一周,雖然上周五美國眾議院在經過一波三折的表決後最終通過7000億美元的援助金融..
不銹鋼在國外已經被大量應用於建築內外管道,一般使用兩個不銹鋼鋼種:304 和 316。不銹鋼相對其它材質管道,有以下優點: -耐腐蝕性佳 -堅固且延展性好 -易於成型和焊接 -不受水流速的限制,最大流速可達 30 米/秒 -適用於各種飲用水化學成份 -維修量小,所以壽命周期成本低..
409L是400系不銹鋼中的典型代表,該鋼種低碳含鈦,並含有11%左右的Cr,一般用作耐熱鋼。該鋼種有優秀的加工性和焊接性,擁有適當的高溫特性和常溫耐腐蝕性,主要用途是耐熱設備的原料。 409L的特性使它廣泛應用於汽車排氣管部件、熱交換器、耐熱設備,同時也可以應用於低級西餐具,電子部件。經硬態處理過..
1、產品特性 LZ 30J5是利用Mn及Cu來取代Ni的節鎳型奧氏體不銹鋼,且具有同304鋼種相近的機械性能和耐腐蝕性。 此鋼種將作為普通304的替代鋼種,且相比傳統的304有著相近的性能和價格優勢。 2、產品用途 LZ 30J5可適用下列產品用途: A. 食品加工類:餐具,廚房用具。 B. 裝飾類..
B. 奧氏體不銹鋼為什麼加工後(冷加工、熱加工)必須固溶處理
奧氏體不銹鋼經過冷加工和熱加工其產生的組織是不一樣的,冷加工因受沖擊容易產生馬氏體組織;熱加工或長時間加熱則會有第二相析出,如σ相。這些組織的出現,會使材料變硬或變脆(即使不銹鋼塑性和韌性降低),因此,必須通過固溶處理,獲得單一的奧氏體組織,以提高不銹鋼的塑韌性。
C. 不銹鋼的熱處理工藝是怎樣的
1.退火
把鋼加熱到一定溫度並在此溫度下保溫,然後緩慢冷卻到室溫.
退火有完全退火、球化退火、去應力退火等幾種。
a將鋼加熱到預定溫度,保溫一段時間,然後隨爐緩慢冷卻稱為完全退火.目的是降低鋼的硬度,消除鋼中不均勻組織和內應力.
b,把鋼加熱到750度,保溫一段時間,緩慢冷卻至500度下,最後在告基空氣中冷卻叫球化退火.目的是降低鋼的硬度,改善切削性能,主要用於高碳鋼.
c,去應力退火又叫低溫退火,把鋼加熱到500~600度,保溫一段時間,隨爐緩冷到300度以下,再室溫冷卻.退火過程中組織不發生變化,主要消除金屬的內應力.
2.正火
將鋼件加熱到臨界溫度以上30-50℃,保溫適當時間後,在靜止的空氣中冷卻的熱處理工藝稱為正火。
正火的主要目的是細化組織,改善鋼的性能,獲得接近平衡狀態的組織。
正火與退火工藝相比,其主要區別是正火的冷卻速度稍快,所以正火熱處理的生產周期短。故退火與正火同樣能達到零件性能要求時,盡可能選用正火。
3.淬火襪山謹
將鋼件加熱到唯粗臨界點以上某一溫度(45號鋼淬火溫度為840-860℃,碳素工具鋼的淬火溫度為760~780℃),保持一定的時間,然後以適當速度在水(油)中冷卻以獲得馬氏體或貝氏體組織的熱處理工藝稱為淬火。
淬火與退火、正火處理在工藝上的主要區別是冷卻速度快,目的是為了獲得馬氏體組織。馬氏體組織是鋼經淬火後獲得的不平衡組織,它的硬度高,但塑性、韌性差。馬氏體的硬度隨鋼的含碳量提高而增高。
4.回火
鋼件淬硬後,再加熱到臨界溫度以下的某一溫度,保溫一定時間,然後冷卻到室溫的熱處理工藝稱為回火。
淬火後的鋼件一般不能直接使用,必須進行回火後才能使用。因為淬火鋼的硬度高、脆性大,直接使用常發生脆斷。通過回火可以消除或減少內應力、降低脆性,提高韌性;另一方面可以調整淬火鋼的力學性能,達到鋼的使用性能。根據回火溫度的不同,回火可分為低溫回火、中溫回火和高溫回火三種。
A 低溫回火150~250.降低內應力,脆性,保持淬火後的高硬度和耐磨性.
B 中溫回火350~500;提高彈性,強度.
C 高溫回火500~650;淬火鋼件在高於500℃的回火稱為高溫回火。淬火鋼件經高溫淬火後,具有良好綜合力學性能(既有一定的強度、硬度,又有一定的塑性、韌性)。所以一般中碳鋼和中碳合金鋼常採用淬火後的高溫回火處理。軸類零件應用最多。
淬火+高溫回火稱為調質處理
D. hdr雙相不銹鋼的熱處理工藝
astma890/a890m-6a是一種美國牌號的雙相不銹鋼,屬含n、高mo超級雙相不銹鋼,因具有很高的耐應力腐蝕、孔蝕和縫隙腐蝕性能,而廣泛用於製造在海水裡工作的鑄件,化學成分見表1,一般鑄件在固溶處理狀態下使用,其金相組織最理想狀態為50%鐵素體和50%奧氏體。
現有的生產工藝中,從澆注到開箱會使得astma890/a890m-6a雙相不銹鋼中δ鐵素體易於析出σ相,σ相是一種fe、cr原子比例相等的fe-cr金屬間化合物,晶體結構為正方晶系,有磁性,硬而脆。它的存在顯著地降低了雙相不銹鋼的塑性、韌性和耐腐蝕性能,形成σ相脆性,影響雙相不銹鋼鑄件的品質。
技術實現要素:
本發明的目的是為了解決上述技術的不足而提供一種雙相不銹鋼熱處理方法,減少加熱過程中σ相的析出,提升雙相不銹鋼的品質。
為了達到上述目的,本發明所設計的一種雙相不銹鋼熱處理方法,首先,將雙相不銹鋼鑄件放入熱處理爐,熱處理爐對雙相不銹鋼鑄件進行加熱,以大於或等於220℃/小時的速度升溫至650℃±10℃,保溫4小時,再以大於或等於220℃/小時的速度升溫至1140℃±10℃,保溫2+h小時,其中h的數值以熱處理爐內雙相不銹鋼鑄件的最大壁厚計算,h=(最大壁厚/25mm)×1小時;保溫時間結束後,熱處理爐停止加熱,隨爐冷卻至1120℃,最後將雙相不銹鋼鑄件出爐進行水淬。
作為優選,出爐進行水淬過程中,雙相不銹鋼鑄件從出爐到入水時間小於等於1分鍾。
作為優化,淬火池中水與雙相不銹鋼鑄件的重量比大於或等於5:1。
作為優化,淬火前淬火池內的水溫小於或等於30℃。
根據研究發現:astma890/a890m-6a雙相鋼含有24%-26%的cr,在700-900℃溫度范圍內長時間加熱,在高溫δ鐵素體內會析出富cr的σ相。在400-600溫度范圍內長時間加熱也會因富cr鐵素體內相變出現脆化,即產生475℃脆性。砂型鑄件由於冷卻速度慢,在以上兩個溫度范圍內停留時間長,而具有更明顯的脆性傾向。
本發明所得到的一種雙相不銹鋼熱處理方法,縮短鑄件在700-900℃、400-600℃這兩個溫度范圍內的停留時間,讓鑄件在升溫和冷卻過程中快速通過這兩個溫度區間,抑制σ相大量析出就可避免其脆化,保證鑄件的整體質量。
本發明所得到的一種雙相不銹鋼熱處理方法,鑄件的壁厚尺寸相差較大,在650℃左右保溫4小時使得鑄件壁厚較大處芯部也能均勻受熱,同時抑制了σ相的大量析出,為了防止形狀復雜的鑄件變形和開裂,並得到更細化的晶粒以及強化組織的穩定性停爐冷卻至1120℃。
附圖說明
圖1為現有技術熱處理工藝金相組織100x;
圖爛和伏2為現有技術熱處理工藝金相組織500x;
圖3為實施例1處理工藝金相組織100x;
圖4為實施例1處理工藝金相組織500x。
具體實施方式
下面通過實施例結合附圖對本發明作進一步的描述。
實施例1:
本實施例描述的一種雙相不銹鋼熱處理方法,首先,將雙相不銹鋼鑄件放入熱處理爐,熱處理爐對雙相不銹鋼鑄件進行加熱,以220℃/小時的速度升溫至650℃,保溫4小時,再以220℃/小時的速度升溫至1140℃,保溫2+h小時,其中h的數值以熱處理爐內雙相不銹鋼鑄件的最大壁厚計算,h=(最大壁飢攜厚/25mm)×1小時;保溫時間結束後,熱處理爐停止加熱,隨爐冷卻至1120℃,最後將雙相不銹鋼鑄件出爐進行水淬。
出爐進行水淬過程中,雙相不銹鋼鑄件從出爐到入水時間小於等於1分鍾。
淬火池中水與雙相不銹鋼鑄件的重量比大於或等於5:1。
淬火前淬火池內的水溫小於或等於30℃。
採用上述工藝具體對以下鑄件進行試驗,其名棚首稱為:30"-900平板閘閥體。
鑄件爐號:b1005,圖號:1-9r-230-fg01-a。
如圖1、圖2所示,採用原熱處理工藝,金相組織為奧氏體+鐵素體,鐵素體中析出部分σ相。
如圖3、圖4所示,採用本實施例方案的熱處理工藝,金相組織為奧氏體+鐵素體,鐵素體約佔50%,且δ鐵素體中無σ相的大量析出。
實施例2:
本實施例描述的一種雙相不銹鋼熱處理方法,首先,將雙相不銹鋼鑄件放入熱處理爐,熱處理爐對雙相不銹鋼鑄件進行加熱,以230℃/小時的速度升溫至660℃,保溫4小時,再以250℃/小時的速度升溫至1150℃,保溫2+h小時,其中h的數值以熱處理爐內雙相不銹鋼鑄件的最大壁厚計算,h=(最大壁厚/25mm)×1小時;保溫時間結束後,熱處理爐停止加熱,隨爐冷卻至1120℃,最後將雙相不銹鋼鑄件出爐進行水淬。
出爐進行水淬過程中,雙相不銹鋼鑄件從出爐到入水時間小於等於1分鍾。
淬火池中水與雙相不銹鋼鑄件的重量比大於或等於5:1。
淬火前淬火池內的水溫小於或等於30℃。
實施例3:
本實施例描述的一種雙相不銹鋼熱處理方法,首先,將雙相不銹鋼鑄件放入熱處理爐,熱處理爐對雙相不銹鋼鑄件進行加熱,以240℃/小時的速度升溫至640℃,保溫4小時,再以280℃/小時的速度升溫至1130℃℃,保溫2+h小時,其中h的數值以熱處理爐內雙相不銹鋼鑄件的最大壁厚計算,h=(最大壁厚/25mm)×1小時;保溫時間結束後,熱處理爐停止加熱,隨爐冷卻至1120℃,最後將雙相不銹鋼鑄件出爐進行水淬。
出爐進行水淬過程中,雙相不銹鋼鑄件從出爐到入水時間小於等於1分鍾。
淬火池中水與雙相不銹鋼鑄件的重量比大於或等於5:1。
淬火前淬火池內的水溫小於或等於30℃。
技術特徵:
1.一種雙相不銹鋼熱處理方法,其特徵是:首先,將雙相不銹鋼鑄件放入熱處理爐,熱處理爐對雙相不銹鋼鑄件進行加熱,以大於或等於220℃/小時的速度升溫至650℃±10℃,保溫4小時,再以大於或等於220℃/小時的速度升溫至1140℃±10℃,保溫2+h小時,其中h的數值以熱處理爐內雙相不銹鋼鑄件的最大壁厚計算,h=(最大壁厚/25mm)×1小時;保溫時間結束後,熱處理爐停止加熱,隨爐冷卻至1120℃,最後將雙相不銹鋼鑄件出爐進行水淬。
2.根據權利要求1所述的一種雙相不銹鋼熱處理方法,其特徵是:出爐進行水淬過程中,雙相不銹鋼鑄件從出爐到入水時間小於等於1分鍾。
3.根據權利要求1所述的一種雙相不銹鋼熱處理方法,其特徵是:淬火池中水與雙相不銹鋼鑄件的重量比大於或等於5:1。
4.根據權利要求1所述的一種雙相不銹鋼熱處理方法,其特徵是:淬火前淬火池內的水溫小於或等於30℃。
技術總結
本發明涉及熱處理技術領域,尤其是一種雙相不銹鋼熱處理方法,首先,將雙相不銹鋼鑄件放入熱處理爐,熱處理爐對雙相不銹鋼鑄件進行加熱,以大於或等於220℃/小時的速度升溫至650℃,保溫4小時,再以大於或等於220℃/小時的速度升溫至1140℃,保溫2+H小時,其中H的數值以熱處理爐內雙相不銹鋼鑄件的最大壁厚計算,H=(最大壁厚/25mm)×1小時;保溫時間結束後,熱處理爐停止加熱,隨爐冷卻至1120℃,最後將雙相不銹鋼鑄件出爐進行水淬。本發明所得到的一種雙相不銹鋼熱處理方法,縮短鑄件在700‑900℃、400‑600℃這兩個溫度范圍內的停留時間,讓鑄件在升溫和冷卻過程中快速通過這兩個溫度區間,抑制σ相大量析出就可避免其脆化,保證鑄件的整體質量。
技術研發人員:丁偉濤
受保護的技術使用者:浙江開誠機械有限公司
技術研發日:2020.09.23
技術公布日:2020.12.22
E. 鑄造技術的發展趨勢
我國鑄造技術發展趨勢
3.1 鑄造合金材料
以強韌化、輕量化、精密化、高效化為目標,開發鑄鐵新材料;重點研製奧貝球墨鑄鐵(ADl)熱處理設備,盡快制定國家標准,族襪陪推廣奧貝球墨鑄鐵新技
術(如中斷熱落砂法、中斷正火法等);開發薄壁高強度灰鑄鐵件製造技術、鑄鐵復合材料製造技術(如原位增強顆粒鐵基復合材料制備技術等)、鑄鐵件表面或局
部強化技術(如表面激光強化技術等)。
研製耐磨、耐蝕、耐熱特種合金新材料;開發鑄造合金鋼新品種(如含氮不銹鋼等性能價格比高的鑄鋼材料),提高材質性能、利用率、降低成本、縮短生
產周期。
開發優質鋁合金材料,特別是兆蠢鋁基復合材料。研究鋁合金中合金化元素的作用原理及鋁合金強化途徑。研究降低合金中Fe、Si、Zn含量,提高合金強
韌性的方法及合金熱處理強化的途徑。
研究力學性能更好的鋅合金成分、變質處理和熱處理技術;開發鎂合金、高鋅鋁合金及黑色金屬等新型壓鑄合金。
開發鑄造復合新材料,如金屬基復合材料、母材基體材料和增強強化組分材料;加強顆粒、短纖維、晶須非連續增強金屬基復合材料、原位鑄造金屬基復合
材料研究;開發金屬基復合材料後續加工技術;開發降低生產成本、材料再利用和減少環境污染的技術;拓展鑄造鈦合金應用領域、降低鑄件成本。
開展鑄造合金成分的計算機優化設計,重點模擬設計性能優異的鑄造合金,實現成分、組織與性能的最佳匹配。
3.2 鑄造原輔材料
建立新的與高密度粘土型砂相適應的原輔材料體系,根據不同合金、鑄件特點、生產環境、開發不同品種的原砂、少無污染的優質殼芯砂,抓緊我國原砂資
源的調研與開發,開展取代特種砂的研究和開發人造鑄造用砂;將濕型砂粘結劑發展重點放在新型煤粉及取代煤粉的附加物開發上。
開發酚醛—酯自硬法、C02-酚醛樹脂法所需的新型樹脂,提高聚丙烯酸鈉—粉狀固化劑-C02法樹脂的強度、改善吸濕性、擴大應用范圍;開展酯硬
化鹼性樹脂自硬砂的原材料及工藝、再生及其設備的研究,以盡快推廣該樹脂自硬砂工藝;開發高反應活性的樹脂及與其配套的廉價新型溫芯盒催化劑,使制芯工藝
由熱芯盒法向溫芯盒、冷芯盒法轉變,以節約能源、提高砂芯質量。
加強對水玻璃砂吸濕性、潰散性研究,尤其是應大力開發舊砂回用新技術,盡最大可能再生回用鑄造舊砂,好蠢以降低生產成本、減少污染、節約資源消耗。
開發樹脂自硬砂組芯造型,在可控氣氛和壓力下充型的工藝和相關材料,加強國產特種原砂與少無污染高潰散樹脂的開發研究,以滿足生產薄壁高強度鋁合
金缸體、缸蓋的需要。提高覆膜砂的強韌性,改善覆膜砂的潰散性,改善覆膜砂的熱變形性,加快覆膜砂的硬化速度。
建立與近無餘量精確成形技術相適應的新塗料系列——大力開發有機和無機系列非佔位塗料,用於精確成形鑄造生產。對單件小批量生產精密鑄件用的金屬
型、熱芯盒及模具等開發自硬轉移塗料,對精密砂芯開發微波硬化的轉移塗料,為提高汽車缸體缸蓋重要鑄件內腔尺寸精度和表面質量,解決鑄鋼件殼型鑄造中粘
砂、表面粗糙等問題,推廣非佔位塗料或高滲透、薄層塗料技術與覆模砂技術的結合應用。
大力開發滿足樹脂砂機械化流水線生產優質鋼鐵鑄件用的流塗、浸塗塗料和設備,開發能控製冷卻速度、提高輕合金質量、減少脫模(芯)阻力、提高生產
效率的金屬型系列塗料,開發能阻隔樹脂砂型(芯)中有害氣體侵入鑄件抑制氣孔裂紋等缺陷的燒結屏蔽型塗料(如防滲碳、滲硫塗料),開發適應於粘土型砂的濕
型噴塗塗料。
加強塗料性能及其膠體化學、流變學的基礎研究,開展塗層微波、遠紅外等乾燥硬化工藝的研究,開發並制定塗料用原材料及性能的檢測方法(包括測試儀
器)和標准,建立其信息資料庫。
在鑄造生鐵質量改善和採用脫硫技術的前提下,改進球化劑配方,降低鎂、稀土含量、提高球化效果:開發特種合金用球化劑及特種工藝用球化劑。
增加孕育劑品種,開發針對性強的孕育劑,提高孕育劑粒度的均勻性。
開發新型脫硫劑(如CAO)復合脫硫劑等)。
發展立足國內資源的Sr鹽或A1—Sr變質劑及晶粒細化劑,加強Sr變質與精煉工藝的綜合研究。
開發適應RID、F1技術的精煉劑和精煉—變質一體化鋁合金熔劑。
推動計算機專家系統在型砂等造型材料質量管理中的應用。
3.3 合金熔煉
發展5t/h以上大型沖天爐並根據需要採用外熱送風、水冷無爐襯連續作業沖天爐;推行沖天爐—感應爐雙聯熔煉工藝;廣泛採用先進的鐵液脫硫、過濾
技術(開:發燒結溫度低、燒結時間短的新型低成本泡沫陶瓷過濾器、適用於各種活性合金、高溫物化性能穩定的新型泡沫陶瓷過濾器、適用於熔模鑄造、金屬型鑄
造等特種鑄造工藝的異形泡沫陶瓷過濾器、深入研究泡沫陶瓷過濾器的過濾凈化機制和對金屬凝固過程的影響機制、系統研究泡沫陶瓷過濾器的應用技術,包括孔徑
和厚度的選擇、安放方式和澆注系統的設計、澆注溫度和速度及金屬液壓頭的控制等、開展泡沫陶瓷過濾器的系列化和標准化工作)、配備直讀光譜儀、碳當量快速
測定儀、定量金相分析儀及球化率檢測儀,應用微機技術於鑄鐵熔體熱分析等。推廣沖天爐除濕送風技術,沖天爐廢氣利用,消除對環境的污染,提高鐵液質量。
感應電爐具有靈活、節能、效率高等優勢,採用感應電爐是今後鑄鐵熔煉技術發展的方向。開發新的合金孕育技術(如遲後孕育等),推廣合金包芯線技
術,提高球化處理成功率,降低鑄件廢品率並提高鑄件綜合性能。
採用氬氣攪拌、鈣線射入凈化、AOD、VOD等精煉技術,提高鋼液的純凈度、均勻度與晶粒細化程度,減少合金加入量,提高鑄件強韌性,減輕鑄件重
量與降低廢品率。
鋁合金鑄件生產中,著重解決無污染、高效、操作簡便的精煉技術、變質技術、晶粒細化技術和爐前快速檢測技術,針對不同牌號、不同用途的合金,採用
計算機數值模擬技術研究固溶、時效處理工藝參數的優化,以發揮材料潛能、提高材料性能。引進和消化RID、FI等先進精煉技術,提高鋁合金熔煉水平。
深入研究鎂合金熔煉工藝,加強鎂合金熔煉用無污染高效溶劑的系列化商品化開發,強化高純鑄造鎂合金材料、鎂—稀土耐熱鑄造鎂合金材料及鎂基復合材
料的鑄造、回收、重熔技術的開發,進一步加強鎂合金壓鑄、擠壓鑄造技術的研究和開發,以適應我國汽車業快速發展的需求。
完善鈦合金熔煉設備、解決鑄型材料現存問題,開展真空下鑄型加熱方式及鑄型預熱溫度對鑄件質量影響的研究、真空熔煉下合金元素揮發行為及對合金成
分影響的研究、雜質元素對鈦鑄件質量影響的研究、不同合金不同條件下熔鑄工:藝參數的優化研究、鈦合金熔模鑄造材料和工藝的研究、熱等靜壓及鑄件焊補工藝
的研究。
3.4 砂型鑄造
大力改善鑄件內在、外部質量(如尺寸精度與表面粗糙度)、減少加工餘量,進一步推廣應用氣沖、高壓、射壓和擠壓造型等高度機械化、自動化、高密度
濕砂型造型工藝是今後中小型鑄件生產的主要發展方向。採用納米技術改性膨潤土,或採用在膨潤土中加助粘結劑技術來提高膨潤土質量,是推廣應用濕型砂造型工
藝的關鍵。
開發三乙胺冷芯盒法抗濕性及抗鑄件脈紋技術,以節約粘結劑、減少污染、減少鑄件缺陷、降低生產成本。
改進和提高垂直分型無箱射壓造型機和空氣沖擊造型機的性能、控制系統的功能,同時對造型線輔機應按通用化、系列化原則進行開發,提高配套水平。
抓緊開發適合於形狀復雜模樣造型或多品種批量生產所需要的個性化、實用型氣流-壓實造型機。
提高砂處理設備的質量、技術含量、技術水平和配套能力,盡快填補包括舊砂冷卻裝置和適於運送舊砂的斗式提升機在內的技術空白,努力提高砂處理系統
的設計水平。
研製多樣化、使用效果好、壽命長的樹脂自硬砂成套設備,增加品種提高性能。
著重開發冷芯盒射芯機系列產品及芯砂混制和送砂設備。
建立拋丸設備試驗基地,對拋丸器、丸砂分離及降躁聲裝置等進行系統研究開發,研製技術性能和技術含量高的拋丸清理機。
面對入世後國際市場劇烈競爭的局面,鑄機行業要根據我國國情的需要和可能,產學研相結合,開拓創新,下大力氣開發先進、高效、低耗、實用、且具有
自主知識產權的鑄機新產品,為改變我國大多數鑄造企業工藝技術裝備的落後面貌,闖出一條投資小、見效快的捷徑。
優先推廣樹脂自硬砂、冷芯盒自硬工藝、溫芯盒法及殼型(芯)法;開發無或少污染粘結劑、催化劑、硬化劑及配套的防污染技術,開發能消除樹脂砂鑄件
缺陷的材料和樹脂砂復合技術。
推廣新型酯硬化改性水玻璃砂在大、中型鑄鋼件上的應用,以逐步淘汰粘結強度低、水玻璃加入量大、型砂潰散性差的C02—普通水玻璃砂的硬化工藝。
開發精確成形技術和近精確成形技術,大力發展可視化鑄造技術,推動鑄造過程數值模擬技術CAE向集成、虛擬、智能、實用化發展;基於特徵化造型的
鑄造CAD系統將是鑄造企業實現現代化生產工藝設計的基礎和前提,新一代鑄造CAD系統應是一個集模擬分析、專家系統、人工智慧於一體的集成化系統。採用
模塊化體系和統一數據結構,且與CAM/CAPP?ERP/RPM等無縫集成;促使鑄造工裝的現代化水平進一步提高,全面展開CAD/CAM/CAE
/RPM、反求工程、並行工程、遠程設計與製造、計算機檢測與控制系統的集成化、智能化與在線運行,催發傳統鑄造業的革命性進步。
3,5 特種鑄造
開發熔模鑄造模具、模料新技術,用硅溶膠或硅酸乙酯做粘結劑造型;採用精密、大型、薄壁熔模鑄件成形技術;採用快速成形技術替代傳統蠟模成形技
術,簡化工藝,縮短生產周期;研製適合我國的壓蠟設備、制殼機械手、燃油型殼焙燒爐;開發優質型殼粘結劑,增加可鑄合金種類、擴大工藝適用面。
深入研究壓鑄充型、凝固規律,開發新型壓鑄設備及控制系統,改善液面加壓系統性能以滿足工藝要求;開展半固態合金壓鑄及新型壓鑄塗料研究;開發新
壓鑄技術及金屬基復合材料、鎂合金、高鋁鋅基合金等壓鑄新合金材料;採用快速原型製造技術製作壓鑄模。開
發能與工藝密切結合可滿足各種工藝參數要求的低壓鑄造設備;推行低壓鑄造模具CAD、合金液填充和凝固過程模擬,使模具滿足充填鑄型時平穩流動、順序凝
固、及時、充分補縮的要求;開發高度自動化的低壓鑄造機和高可靠性零部件;開發復雜、薄壁、緻密壓鑄件生產技術,推動低壓鑄造向差壓鑄造的發展。
提高熔煉質量、增加預處理、開發性能更優良的模具鋼,如優質高壽命的熱作模具,深入研究開發鑄造模具RPM技術和CAE技術,推動並行環境下
CAD/CAE/CAM/RPM集成技術和DNM技術的發展。
改進擠壓鑄造技術,擴大應用范圍(如陶瓷纖維增強和反應合成金屬基復合材料);抓緊進行水平擠壓鑄造、半固態擠壓鑄造技術的研究,加強與塑料、化
工行業的協作,開發模樣新材料,如研製低密度、尺寸穩定的高發泡率EPS珠粒,創建先進、實用的模具CAD/CAM系統及快速製造技術;開發高效震實台,
搞清干砂緊實特性;開發EPC工藝與其他鑄造工藝復合的新技術;研究由EPC工藝引發的環境
問題及對策,如EPC車間廢氣有效凈化裝置和方法;研究鋁鑄件疏鬆滲漏、鑄鋼件增碳增氫、鑄鐵們:出現皺皮等缺陷的機理和消除辦法;開發高效高精
度制模機、粘合機並實現其國產化系列化;擴大非佔位塗料的應用,發展表面合金化塗料、控制凝固塗料、孕育塗料、屏蔽塗料、消失模塗料、離心鑄管塗料、激冷
塗料等功能塗料。進行塗料性能檢測儀的開發;推動塗料的標准化、商品化。
發展金屬半固態連續鑄造技術;推廣樹脂砂、金屬型及覆砂金屬型等高精度、近無切削的高效鑄造技術;推廣無鑄型電磁鑄造技術;開展噴鑄技術的研究和
應用。
充分借鑒冶金界電渣技術的研究成果,著重解決電渣熔鑄工藝的技術難點,如電渣熔鑄大型異形復雜鑄件的結晶器設計、渣料配製及工裝技術等。
3.6 質量保障
改進、完善現有較成熟、實用的各類鑄造儀器、設備,努力實現多功能、集成化、自動化、智能化,對鑄造生產各環節進行分散在線測控。採用微機和
CAD專家系統模塊將相關環節的自動化測控儀器設備聯機,配以執行機構,實現各環節閉環自動控制。將各環節智能測控系統與工廠管理中心計算機系統相聯,組
成工廠智能化閉環自控系統,實現生產質量預測與控制。將工廠自控系統通過高速信息通道與行業信息網路、專家系統相聯,實現遠程「會診」與控制。
研究市場經濟條件下,鑄件產品質量的概念、含義、指標評價體系及具體量值;研究鑄造企業質量體系特點、結構、質量手冊編寫方法、體系要素支撐標准
的構成及建立、貫徹的方法;為適應全球經貿一體化的趨勢,加快推行、主動申請質量(1S09000)、安全、環境(1SOl4000)等第三方認證制度,
加快採用國際標準的步伐,以取得參與市場競爭的權利。扎實深入到企業(團體)業務實踐的細節,策劃有效的解決方案,使管理體系真實調整到提高產品(服務)
質量、防止浪費,提高效率,滿足顧客要求的基準目標上來。配合並適應先進製造技術的發展,抓緊制定先進鑄造技術標准,積極採用先進。製造技術標准。要以法
律、法規、標准為依據,建立質量保證及環境管理體系。
3.7 信息化
開發既分散又集成、形式多樣的適用於鑄造生產各方面(如設計、製造、診斷、監督、規劃、預測、解釋及教學等)需要的計算機專家系統。並在生產使用
中不斷完善,向多功能、高效率、實用化目標發展,使之與鑄造CAD/CAPP/CAE/CAM集成;推進在線專家系統控制的前沿性研究。
重點開展能涵蓋鑄造企業所有行為(包括企業市場營銷、物料進出、生產組織與協調、行政管理、與外界信息交流等)的集成化鑄造信息處理系統研究開發
和應用,用現代先進技術迅速改造傳統鑄造業;開發適應中國國情的鑄造行業MRP-Ⅱ
(製造資源計劃)系統,並進一步向ERP(企業資源計劃)發展。
推行計算機集成製造系統(CIMS),藉助計算機網路、資料庫集成各環節產生的數據,綜合運用現代管理技術、製造技術、信息技術、系統工程技術,
將鑄造生產全過程中有關人、技術、設備與經營管理要素及信息流、物質流有機集成,實現鑄造行業整體優化,解決參與競爭所面臨的一系列問題,最終實現產品優
質、低耗、上市快,從而在市場,尤其是國際市場競爭中立於不敗之地。
研究互聯網對鑄造產業的影響與對策,建立自己的主頁,開發鑄造企業網上技術交流、電子商務、鑄造異地設計和遠程製造技術、分散網路化鑄造技術
(DNC),盡早駛上「信息高速公路」,利用網路化高新技術的巨大動力推動鑄造業的現代化深刻變革。
4 結束語
鑄造技術的發展必然要為社會進步和經濟發展的大局所左右,「綠色鑄造」的概念體現了高速發展著的文明進程的人性化特徵和經濟可持續發展的總體要
求。隨著公眾環境意識的不斷提高及國家環境保護法律法規的進一步完善,「綠色鑄造」的呼聲正在迅速成為鑄造技術發展的指揮棒,特別是國際標准化組織發布的
有關環境管理體系的IS014000系列標准,也在推動著「綠色鑄造」的強勢發展,目標都是使鑄件從設計、製造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個「產品
生命」周期中,對環境的負面影響最小,資源效率最高。從而使企業經濟效益和社會效益達到最優化。「綠色鑄造」是社會可持續發展戰略在製造業中的一個體現,
是一種可持續發展的企業組織、管理和運行的新模式。和傳統鑄造生產模式相比,「綠色鑄造」模式對企業信息化運作水平提出了相當高的要求,「綠色鑄造」模式
下鑄件生產面臨的關鍵是即時採用先進適用的鑄造新技術來實現鑄件「綠色生命周期」的全過程。、(end)
摘自 佳工網 希望對你有幫助
F. 316不銹鋼淬火工藝
316屬於奧氏體不銹鋼,碳含量低,物理性能是沒有磁性。這種不銹鋼淬火沒有太大效果。版
改變奧氏權體不銹鋼機械性能,通常採用冷加工的方式進行。
對奧氏體不銹鋼進行熱處理(固溶處理)可以提高不銹鋼的耐腐蝕性能,經固溶處理的奧氏體不銹鋼抗拉強度有所下降,但包括斷後面縮率和伸長率的塑形和韌性性能可大幅提高。
奧氏體不銹鋼固溶處理溫度在 950~1150℃ 左右,視材料的形狀及保溫、冷卻方式而定。如:加熱到1050攝氏度後水冷或空氣快速冷卻(鋼絲) 或 加熱到950攝氏度恆溫2小時後自然冷卻(鑄件)