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如何提高不锈钢铸件的韧性

发布时间:2024-07-14 03:36:03

A. 不锈钢中添加的主要合金元素是什么

铬是不锈钢都含有的元素,铬是铁素体形成元素。铬的主要作用是耐腐蚀,从图1中可以看出在钢中添加铬对腐蚀性的影响。当铬含量达到12%时,在大气环境下或在氧化性介质中铬可以自发形成一种稳定的、透明的、极薄的钝化膜来阻止腐蚀,基本上不会生锈,较高的合金含量可通过强化薄膜和快速自我修复薄膜来提高抗腐蚀性。不锈钢铬含量上限为30%。
1 铬含量对钢的大气腐蚀的影响 (在距海边250m的海洋环境中放置52个月)
镍是稳定奥氏体的元素,镍可将奥氏体降低范围扩大到低温区。从图2可以看出镍的作用,在图中斜线以上所示温度下奥氏体是稳定的,在这条线以下,铁素体和马氏体都具有稳定的晶体结构。镍可提高韧性和延展性,使之更易于加工、制造和焊接,增强抗酸的腐蚀能力,保持钝化膜的能力及在腐蚀介质中的抗蚀能力。
2 加入镍对铁 铬合金的影响
钼可提高钝化膜的强度,增强耐局部腐蚀性,如点蚀、缝隙腐蚀,特别是在卤盐或海水中有氯离子的情况下。钼也可提高对氯化物应力腐蚀断裂的抵抗能力。利用固溶强化的方法,钼可提高奥氏体牌号的高温强度和马氏体牌号的抗回火能力。
锰类似于镍,当添加锰或用锰替代镍时,都会提高不锈钢的强度。
氮是稳定奥氏体的元素,可提高强度,在奥氏体及双相不锈钢中可增强耐点蚀及缝隙腐蚀能力并减少金属间相(σ)在高温或焊接时析出的机会。
钛、铌能优先与碳和氮结合形成碳化物和氮化物,改善高温强度性能并阻止铬的碳化物的形成,防止晶间腐蚀。铌可提高高温蠕变断裂强度。
硅、铝可改善抗氧化性能,硅还可阻改善铸造特性。
铜可提高对稀酸特别是对硫酸的抗酸能力,加入3%~4%铜具的低的加工硬化率,易于成形。析出铜离子化有灭菌作用。
硫、硒和铅可改善机械切削性能,但会降低耐腐蚀能力。
铈、镱、镧可提高抗氧化性。 空气中或化学腐蚀介质中能够抵抗腐蚀的一种铁基高合金钢,不锈钢是具有美观的表面和耐腐蚀性能好,不必经过镀色等表面处理,而发挥不锈钢所固有的表面性能,使用于多方面的钢铁的一种,通常称为不锈钢。从金相学角度分析,因为不锈钢含有铬而使表面形成很薄的铬膜,这个膜隔离开与钢内侵入的氧气起耐腐蚀的作用。为了保持不锈钢所固有的耐腐蚀性,钢必须含有12%以上的铬。
不锈钢的不锈性和耐蚀性是由于其表面上富铬氧化膜(钝化膜)的形成。这种不锈性和耐蚀性是相对的。试验表明,钢在大气、水等弱介质中和硝酸等氧化性介质中,其耐蚀性随钢中铬含水量的增加而提高,当铬含量达到一定的百分比时,钢的耐蚀性发生突变,即从易生锈到不易生锈,从不耐蚀到耐腐蚀。
实际上工业上应用的不锈钢都是同时存在几种以至十几种元素的,当几种元素共存于不锈钢这一个统一体中时,它们的影响要比单独存在时复杂得多,因为在这种情况下不仅要考虑各元素自身的作用,而且要注意它们互相之间的影响,因此不锈钢的组织决定于各种元素影响的总和。
1、铬在不锈钢中的决定作用:决定不锈钢性属的元素只有一种,这就是铬,每种不锈钢都含有一定数量的铬。铬之所以成为决定不锈钢性能的主要元素,根本的原因是向钢中添加铬作为合金元素以后,促使其内部的矛盾运动向有利于抵抗腐蚀破坏的方面发展。这种变化可以从以下方面得到说明: ①铬使铁基固溶体的电极电位提高 ②铬吸收铁的电子使铁钝化 钝化是由于阳极反应被阻止而引起金属与合金耐腐蚀性能被提高的现象。构成金属与合金钝化的理论很多,主要有薄膜论、吸附论及电子排列论。
2、镍在不锈钢中的作用是在与铬配合后才发挥出来的 镍是优良的耐腐蚀材料,也是合金钢的重要合金化元素。镍在钢中是形成奥氏体的元素,但低碳镍钢要获得纯奥氏体组织,含镍量要达到24%;而只有含镍27%时才使钢在某些介质中的耐腐蚀性能显著改变。所以镍不能单独构成不锈钢。但是镍与铬同时存在于不锈钢中时,含镍的不锈钢却具有许多可贵的性能。 基于上面的情况可知,镍作为合金元素在不锈钢中的作用,在于它使高铬钢的组织发生变化,从而使不锈钢的耐腐蚀性能及工艺性能获得某些改善。
3、碳在不锈钢中的两重性: 碳是工业用钢的主要元素之一,钢的性能与组织在很大程度上决定于碳在钢中的含量及其分布的形式,在不锈钢中碳的影响尤为显著。碳在不锈钢中对组织的影响主要表现在两方面,一方面碳是稳定奥氏体的元素,并且作用的程度很大(约为镍的30倍),另一方面由于碳和铬的亲和力很大,与铬形成-系列复杂的碳化物。所以,从强度与耐腐烛性能两方面来看,碳在不锈钢中的作用是互相矛盾的。认识了这一影响的规律,我们就可以从不同的使用要求出发,选择不同含碳量的不锈钢。在不锈钢高温应用环境下,较高C含量容易引起不锈钢的敏化,造成不锈钢的高温强度下降,在高温环境下,必须保证不锈钢中的碳含量较低或者添加Ti、Nb等元素来防止晶间腐蚀。
4、氮在不锈钢中的作用:
氮在钢中的作用也是稳定奥氏体,并且作用的程度比镍还要大。例如,欲使含18%铬的钢在常温下获得奥氏体组织,以锰和氮代镍的低镍不锈钢与元镍的铬锰氮不诱钢,目前已在工业中获得应用,有的已成功地代替了经典的18-8铬镍不锈钢。与碳相同,氮与铬形成-系列复杂的碳化物,容易造成不锈钢的晶间腐蚀。
5、锰和可以代替铬镍不锈钢中镍 铬镍奥氏体钢的优点虽然很多,但近几十年来由于镍基耐热合金与含镍20%以下的热强钢的大量发展与应用,以及化学工业日益发展对不锈钢的需要量越来越大,而镍的矿藏量较少且又集中分布在少数地区,因此在世界范围内出现了镍在供和需方面的矛盾。所以在不锈钢与许多其他合金领域(如大型铸锻件用钢、工具钢、热强钢等)中,特别是镍的资源比较缺乏的国家,广泛地开展了节镍和以其他元素代镍的科学研究与生产实践,在这方面研究和应用比较多的是以锰和氮来代替不锈钢与耐热钢中的镍。 锰对于奥氏体的作用与镍相似,锰在钢中稳定奥氏体的作用约为镍的二分之一。 6、不锈钢中加钛或铌是为了防止晶间腐蚀。 7、钼和铜可以提高某些不锈钢的耐腐蚀性能。 8、其他元素对不锈钢的性能和组织的影响 以上主要的九种元素对不锈钢的性能和组织的影响,除这些元素对不锈钢性能与组织影响较大的元素以外,不锈钢中还含有一些其他的元素。有的是和一般钢一样为常存杂质元素,如硅、硫、磷等.也有的是为了某些特定的目的而加入的,如钴、硼、硒、稀土元素等。从不锈钢的耐腐蚀性能这一主要性质来说,这些元素相对于已讨论的九种元素,都是非主要方面的,虽然如此,但也不能完全忽略,因为它们对不锈钢的性能与组织同样也发生影响。 硅是形成铁素体的元素,在一般不锈钢中为常存杂质元素。 钴作为合金元素在钢中应用不多,这是因为钴的价格高及其在其它方面(如高速钢、硬质合金、钴基耐热合金、磁钢或硬磁合金等)有着更重要的用途。在一般不锈钢中加钴作合金元素的也不多,常用不锈钢如9Crl7MoVCo钢(含1.2-1.8%钴)加钴,目的并不在于提高耐腐蚀性能而在于提高硬度,因为这种不锈钢的主要用途是制造切片机械刃具、剪刀及手术刀片等。 硼:高铬铁素体不锈钢Crl7Mo2Ti钢中加0.005%硼,可使在沸腾的65%醋酸中的耐腐蚀性能提高。加微量的硼(0.0006~0.0007%)可使奥氏体不锈钢的热态塑性改善。少量的硼由于形成低熔点共晶体,使奥氏体钢焊接时产生热裂纹的倾向增大,但含有较多的硼(0.5~0.6%)时,反而可防止热裂纹的产生。因为当含有0.5~0.6%的硼时,形成奥氏体-硼化物两相组织,使焊缝的熔点降低。熔池的凝固温度低于半溶化区时,母材在冷却时产生的张应力,由处于液态.固态的焊缝金属承受,此时是不致引起裂缝的,即使在近缝区形成了裂纹,也可以为处于液态-固态的熔池金属所填充。含硼的铬镍奥氏体不锈钢在原子能工业中有着特殊的用途。 磷:在一般不锈钢中都是杂质元素,但其在奥氏体不锈钢中的危害性不像在一般钢中那样显著,故含量可允许高一些,如有的资料提出可达0.06%,以利于冶炼控制。
硫和硒:在一般不锈钢中也是常有杂质元素。但向不锈钢中加0.2~0.4%的硫,可提高不锈钢的切削性能,硒也具有同样的作用。硫和硒提高不锈钢的切削性能,是因为它们降低不锈钢的韧性。硫与硒均降低不锈钢的耐腐蚀性能,所以实际应用它们作为不锈钢的合金化元素的很少。 稀土元素:稀土元素应用于不锈钢,目前主要在于改善工艺性能方面。如向Crl7Ti钢和Cr17Mo2Ti钢中加少量的稀土元素,可以消除钢锭中因氢气引起的气泡和减少钢坯中的裂纹。奥氏体和奥氏体-铁素体不锈钢中加0.02~0.5%的稀土元素(铈镧合金),可显著改善锻造性能。曾有一种含19.5%铬、23%镍以及钼铜锰的奥氏体钢,由于热加工工艺性能在过去只能生产铸件,加稀土元素后则可轧制成各种型材。
铬-镍奥氏体不锈钢在450~800℃温度区加热,常发生沿晶界的腐蚀破坏,称为晶间腐蚀。一般认为,晶间腐蚀是碳从饱和的奥氏体以Cr23C6形态析出。造成晶界处奥氏体贫铬所致。防止晶界贫铬是防止晶间腐蚀的有效方法。如将各种元素按与碳的亲和力大小排列,顺序为:Ti、Zr、V、Nb、W、Mo、Cr、Mn。钛..

本周(10月3日10月9日)伦敦LME综合镍收盘13150美元/吨,较上周下跌2075美元,库存减少786吨。本周伦镍行情单边下跌,势如破竹,盘中最低下探至12650美元,最高上摸15525美元。本周是十一国庆长假后的第一周,虽然上周五美国众议院在经过一波三折的表决后最终通过7000亿美元的援助金融..

不锈钢在国外已经被大量应用于建筑内外管道,一般使用两个不锈钢钢种:304 和 316。不锈钢相对其它材质管道,有以下优点: -耐腐蚀性佳 -坚固且延展性好 -易于成型和焊接 -不受水流速的限制,最大流速可达 30 米/秒 -适用于各种饮用水化学成份 -维修量小,所以寿命周期成本低..

409L是400系不锈钢中的典型代表,该钢种低碳含钛,并含有11%左右的Cr,一般用作耐热钢。该钢种有优秀的加工性和焊接性,拥有适当的高温特性和常温耐腐蚀性,主要用途是耐热设备的原料。 409L的特性使它广泛应用于汽车排气管部件、热交换器、耐热设备,同时也可以应用于低级西餐具,电子部件。经硬态处理过..

1、产品特性 LZ 30J5是利用Mn及Cu来取代Ni的节镍型奥氏体不锈钢,且具有同304钢种相近的机械性能和耐腐蚀性。 此钢种将作为普通304的替代钢种,且相比传统的304有着相近的性能和价格优势。 2、产品用途 LZ 30J5可适用下列产品用途: A. 食品加工类:餐具,厨房用具。 B. 装饰类..

B. 奥氏体不锈钢为什么加工后(冷加工、热加工)必须固溶处理

奥氏体不锈钢经过冷加工和热加工其产生的组织是不一样的,冷加工因受冲击容易产生马氏体组织;热加工或长时间加热则会有第二相析出,如σ相。这些组织的出现,会使材料变硬或变脆(即使不锈钢塑性和韧性降低),因此,必须通过固溶处理,获得单一的奥氏体组织,以提高不锈钢的塑韧性。

C. 不锈钢的热处理工艺是怎样的

1.退火

把钢加热到一定温度并在此温度下保温,然后缓慢冷却到室温.

退火有完全退火、球化退火、去应力退火等几种。

a将钢加热到预定温度,保温一段时间,然后随炉缓慢冷却称为完全退火.目的是降低钢的硬度,消除钢中不均匀组织和内应力.

b,把钢加热到750度,保温一段时间,缓慢冷却至500度下,最后在告基空气中冷却叫球化退火.目的是降低钢的硬度,改善切削性能,主要用于高碳钢

c,去应力退火又叫低温退火,把钢加热到500~600度,保温一段时间,随炉缓冷到300度以下,再室温冷却.退火过程中组织不发生变化,主要消除金属的内应力.

2.正火

将钢件加热到临界温度以上30-50℃,保温适当时间后,在静止的空气中冷却的热处理工艺称为正火。

正火的主要目的是细化组织,改善钢的性能,获得接近平衡状态的组织。

正火与退火工艺相比,其主要区别是正火的冷却速度稍快,所以正火热处理的生产周期短。故退火与正火同样能达到零件性能要求时,尽可能选用正火。

3.淬火袜山谨

将钢件加热到唯粗临界点以上某一温度(45号钢淬火温度为840-860℃,碳素工具钢的淬火温度为760~780℃),保持一定的时间,然后以适当速度在水(油)中冷却以获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺称为淬火。

淬火与退火、正火处理在工艺上的主要区别是冷却速度快,目的是为了获得马氏体组织。马氏体组织是钢经淬火后获得的不平衡组织,它的硬度高,但塑性、韧性差。马氏体的硬度随钢的含碳量提高而增高。

4.回火

钢件淬硬后,再加热到临界温度以下的某一温度,保温一定时间,然后冷却到室温的热处理工艺称为回火。

淬火后的钢件一般不能直接使用,必须进行回火后才能使用。因为淬火钢的硬度高、脆性大,直接使用常发生脆断。通过回火可以消除或减少内应力、降低脆性,提高韧性;另一方面可以调整淬火钢的力学性能,达到钢的使用性能。根据回火温度的不同,回火可分为低温回火、中温回火和高温回火三种。

A 低温回火150~250.降低内应力,脆性,保持淬火后的高硬度和耐磨性.

B 中温回火350~500;提高弹性,强度.

C 高温回火500~650;淬火钢件在高于500℃的回火称为高温回火。淬火钢件经高温淬火后,具有良好综合力学性能(既有一定的强度、硬度,又有一定的塑性、韧性)。所以一般中碳钢和中碳合金钢常采用淬火后的高温回火处理。轴类零件应用最多。

淬火+高温回火称为调质处理

D. hdr双相不锈钢的热处理工艺

astma890/a890m-6a是一种美国牌号的双相不锈钢,属含n、高mo超级双相不锈钢,因具有很高的耐应力腐蚀、孔蚀和缝隙腐蚀性能,而广泛用于制造在海水里工作的铸件,化学成分见表1,一般铸件在固溶处理状态下使用,其金相组织最理想状态为50%铁素体和50%奥氏体。

现有的生产工艺中,从浇注到开箱会使得astma890/a890m-6a双相不锈钢中δ铁素体易于析出σ相,σ相是一种fe、cr原子比例相等的fe-cr金属间化合物,晶体结构为正方晶系,有磁性,硬而脆。它的存在显著地降低了双相不锈钢的塑性、韧性和耐腐蚀性能,形成σ相脆性,影响双相不锈钢铸件的品质。

技术实现要素:

本发明的目的是为了解决上述技术的不足而提供一种双相不锈钢热处理方法,减少加热过程中σ相的析出,提升双相不锈钢的品质。

为了达到上述目的,本发明所设计的一种双相不锈钢热处理方法,首先,将双相不锈钢铸件放入热处理炉,热处理炉对双相不锈钢铸件进行加热,以大于或等于220℃/小时的速度升温至650℃±10℃,保温4小时,再以大于或等于220℃/小时的速度升温至1140℃±10℃,保温2+h小时,其中h的数值以热处理炉内双相不锈钢铸件的最大壁厚计算,h=(最大壁厚/25mm)×1小时;保温时间结束后,热处理炉停止加热,随炉冷却至1120℃,最后将双相不锈钢铸件出炉进行水淬。

作为优选,出炉进行水淬过程中,双相不锈钢铸件从出炉到入水时间小于等于1分钟。

作为优化,淬火池中水与双相不锈钢铸件的重量比大于或等于5:1。

作为优化,淬火前淬火池内的水温小于或等于30℃。

根据研究发现:astma890/a890m-6a双相钢含有24%-26%的cr,在700-900℃温度范围内长时间加热,在高温δ铁素体内会析出富cr的σ相。在400-600温度范围内长时间加热也会因富cr铁素体内相变出现脆化,即产生475℃脆性。砂型铸件由于冷却速度慢,在以上两个温度范围内停留时间长,而具有更明显的脆性倾向。

本发明所得到的一种双相不锈钢热处理方法,缩短铸件在700-900℃、400-600℃这两个温度范围内的停留时间,让铸件在升温和冷却过程中快速通过这两个温度区间,抑制σ相大量析出就可避免其脆化,保证铸件的整体质量。

本发明所得到的一种双相不锈钢热处理方法,铸件的壁厚尺寸相差较大,在650℃左右保温4小时使得铸件壁厚较大处芯部也能均匀受热,同时抑制了σ相的大量析出,为了防止形状复杂的铸件变形和开裂,并得到更细化的晶粒以及强化组织的稳定性停炉冷却至1120℃。

附图说明

图1为现有技术热处理工艺金相组织100x;

图烂和伏2为现有技术热处理工艺金相组织500x;

图3为实施例1处理工艺金相组织100x;

图4为实施例1处理工艺金相组织500x。

具体实施方式

下面通过实施例结合附图对本发明作进一步的描述。

实施例1:

本实施例描述的一种双相不锈钢热处理方法,首先,将双相不锈钢铸件放入热处理炉,热处理炉对双相不锈钢铸件进行加热,以220℃/小时的速度升温至650℃,保温4小时,再以220℃/小时的速度升温至1140℃,保温2+h小时,其中h的数值以热处理炉内双相不锈钢铸件的最大壁厚计算,h=(最大壁饥携厚/25mm)×1小时;保温时间结束后,热处理炉停止加热,随炉冷却至1120℃,最后将双相不锈钢铸件出炉进行水淬。

出炉进行水淬过程中,双相不锈钢铸件从出炉到入水时间小于等于1分钟。

淬火池中水与双相不锈钢铸件的重量比大于或等于5:1。

淬火前淬火池内的水温小于或等于30℃。

采用上述工艺具体对以下铸件进行试验,其名棚首称为:30"-900平板闸阀体。

铸件炉号:b1005,图号:1-9r-230-fg01-a。

如图1、图2所示,采用原热处理工艺,金相组织为奥氏体+铁素体,铁素体中析出部分σ相。

如图3、图4所示,采用本实施例方案的热处理工艺,金相组织为奥氏体+铁素体,铁素体约占50%,且δ铁素体中无σ相的大量析出。

实施例2:

本实施例描述的一种双相不锈钢热处理方法,首先,将双相不锈钢铸件放入热处理炉,热处理炉对双相不锈钢铸件进行加热,以230℃/小时的速度升温至660℃,保温4小时,再以250℃/小时的速度升温至1150℃,保温2+h小时,其中h的数值以热处理炉内双相不锈钢铸件的最大壁厚计算,h=(最大壁厚/25mm)×1小时;保温时间结束后,热处理炉停止加热,随炉冷却至1120℃,最后将双相不锈钢铸件出炉进行水淬。

出炉进行水淬过程中,双相不锈钢铸件从出炉到入水时间小于等于1分钟。

淬火池中水与双相不锈钢铸件的重量比大于或等于5:1。

淬火前淬火池内的水温小于或等于30℃。

实施例3:

本实施例描述的一种双相不锈钢热处理方法,首先,将双相不锈钢铸件放入热处理炉,热处理炉对双相不锈钢铸件进行加热,以240℃/小时的速度升温至640℃,保温4小时,再以280℃/小时的速度升温至1130℃℃,保温2+h小时,其中h的数值以热处理炉内双相不锈钢铸件的最大壁厚计算,h=(最大壁厚/25mm)×1小时;保温时间结束后,热处理炉停止加热,随炉冷却至1120℃,最后将双相不锈钢铸件出炉进行水淬。

出炉进行水淬过程中,双相不锈钢铸件从出炉到入水时间小于等于1分钟。

淬火池中水与双相不锈钢铸件的重量比大于或等于5:1。

淬火前淬火池内的水温小于或等于30℃。

技术特征:
1.一种双相不锈钢热处理方法,其特征是:首先,将双相不锈钢铸件放入热处理炉,热处理炉对双相不锈钢铸件进行加热,以大于或等于220℃/小时的速度升温至650℃±10℃,保温4小时,再以大于或等于220℃/小时的速度升温至1140℃±10℃,保温2+h小时,其中h的数值以热处理炉内双相不锈钢铸件的最大壁厚计算,h=(最大壁厚/25mm)×1小时;保温时间结束后,热处理炉停止加热,随炉冷却至1120℃,最后将双相不锈钢铸件出炉进行水淬。

2.根据权利要求1所述的一种双相不锈钢热处理方法,其特征是:出炉进行水淬过程中,双相不锈钢铸件从出炉到入水时间小于等于1分钟。

3.根据权利要求1所述的一种双相不锈钢热处理方法,其特征是:淬火池中水与双相不锈钢铸件的重量比大于或等于5:1。

4.根据权利要求1所述的一种双相不锈钢热处理方法,其特征是:淬火前淬火池内的水温小于或等于30℃。

技术总结
本发明涉及热处理技术领域,尤其是一种双相不锈钢热处理方法,首先,将双相不锈钢铸件放入热处理炉,热处理炉对双相不锈钢铸件进行加热,以大于或等于220℃/小时的速度升温至650℃,保温4小时,再以大于或等于220℃/小时的速度升温至1140℃,保温2+H小时,其中H的数值以热处理炉内双相不锈钢铸件的最大壁厚计算,H=(最大壁厚/25mm)×1小时;保温时间结束后,热处理炉停止加热,随炉冷却至1120℃,最后将双相不锈钢铸件出炉进行水淬。本发明所得到的一种双相不锈钢热处理方法,缩短铸件在700‑900℃、400‑600℃这两个温度范围内的停留时间,让铸件在升温和冷却过程中快速通过这两个温度区间,抑制σ相大量析出就可避免其脆化,保证铸件的整体质量。

技术研发人员:丁伟涛
受保护的技术使用者:浙江开诚机械有限公司
技术研发日:2020.09.23
技术公布日:2020.12.22

E. 铸造技术的发展趋势

我国铸造技术发展趋势

3.1 铸造合金材料

以强韧化、轻量化、精密化、高效化为目标,开发铸铁新材料;重点研制奥贝球墨铸铁(ADl)热处理设备,尽快制定国家标准,族袜陪推广奥贝球墨铸铁新技
术(如中断热落砂法、中断正火法等);开发薄壁高强度灰铸铁件制造技术、铸铁复合材料制造技术(如原位增强颗粒铁基复合材料制备技术等)、铸铁件表面或局
部强化技术(如表面激光强化技术等)。

研制耐磨、耐蚀、耐热特种合金新材料;开发铸造合金钢新品种(如含氮不锈钢等性能价格比高的铸钢材料),提高材质性能、利用率、降低成本、缩短生
产周期。

开发优质铝合金材料,特别是兆蠢铝基复合材料。研究铝合金中合金化元素的作用原理及铝合金强化途径。研究降低合金中Fe、Si、Zn含量,提高合金强
韧性的方法及合金热处理强化的途径。

研究力学性能更好的锌合金成分、变质处理和热处理技术;开发镁合金、高锌铝合金及黑色金属等新型压铸合金。

开发铸造复合新材料,如金属基复合材料、母材基体材料和增强强化组分材料;加强颗粒、短纤维、晶须非连续增强金属基复合材料、原位铸造金属基复合
材料研究;开发金属基复合材料后续加工技术;开发降低生产成本、材料再利用和减少环境污染的技术;拓展铸造钛合金应用领域、降低铸件成本。

开展铸造合金成分的计算机优化设计,重点模拟设计性能优异的铸造合金,实现成分、组织与性能的最佳匹配。

3.2 铸造原辅材料

建立新的与高密度粘土型砂相适应的原辅材料体系,根据不同合金、铸件特点、生产环境、开发不同品种的原砂、少无污染的优质壳芯砂,抓紧我国原砂资
源的调研与开发,开展取代特种砂的研究和开发人造铸造用砂;将湿型砂粘结剂发展重点放在新型煤粉及取代煤粉的附加物开发上。

开发酚醛—酯自硬法、C02-酚醛树脂法所需的新型树脂,提高聚丙烯酸钠—粉状固化剂-C02法树脂的强度、改善吸湿性、扩大应用范围;开展酯硬
化碱性树脂自硬砂的原材料及工艺、再生及其设备的研究,以尽快推广该树脂自硬砂工艺;开发高反应活性的树脂及与其配套的廉价新型温芯盒催化剂,使制芯工艺
由热芯盒法向温芯盒、冷芯盒法转变,以节约能源、提高砂芯质量。

加强对水玻璃砂吸湿性、溃散性研究,尤其是应大力开发旧砂回用新技术,尽最大可能再生回用铸造旧砂,好蠢以降低生产成本、减少污染、节约资源消耗。

开发树脂自硬砂组芯造型,在可控气氛和压力下充型的工艺和相关材料,加强国产特种原砂与少无污染高溃散树脂的开发研究,以满足生产薄壁高强度铝合
金缸体、缸盖的需要。提高覆膜砂的强韧性,改善覆膜砂的溃散性,改善覆膜砂的热变形性,加快覆膜砂的硬化速度。

建立与近无余量精确成形技术相适应的新涂料系列——大力开发有机和无机系列非占位涂料,用于精确成形铸造生产。对单件小批量生产精密铸件用的金属
型、热芯盒及模具等开发自硬转移涂料,对精密砂芯开发微波硬化的转移涂料,为提高汽车缸体缸盖重要铸件内腔尺寸精度和表面质量,解决铸钢件壳型铸造中粘
砂、表面粗糙等问题,推广非占位涂料或高渗透、薄层涂料技术与覆模砂技术的结合应用。

大力开发满足树脂砂机械化流水线生产优质钢铁铸件用的流涂、浸涂涂料和设备,开发能控制冷却速度、提高轻合金质量、减少脱模(芯)阻力、提高生产
效率的金属型系列涂料,开发能阻隔树脂砂型(芯)中有害气体侵入铸件抑制气孔裂纹等缺陷的烧结屏蔽型涂料(如防渗碳、渗硫涂料),开发适应于粘土型砂的湿
型喷涂涂料。

加强涂料性能及其胶体化学、流变学的基础研究,开展涂层微波、远红外等干燥硬化工艺的研究,开发并制定涂料用原材料及性能的检测方法(包括测试仪
器)和标准,建立其信息数据库。

在铸造生铁质量改善和采用脱硫技术的前提下,改进球化剂配方,降低镁、稀土含量、提高球化效果:开发特种合金用球化剂及特种工艺用球化剂。

增加孕育剂品种,开发针对性强的孕育剂,提高孕育剂粒度的均匀性。

开发新型脱硫剂(如CAO)复合脱硫剂等)。

发展立足国内资源的Sr盐或A1—Sr变质剂及晶粒细化剂,加强Sr变质与精炼工艺的综合研究。

开发适应RID、F1技术的精炼剂和精炼—变质一体化铝合金熔剂。

推动计算机专家系统在型砂等造型材料质量管理中的应用。

3.3 合金熔炼

发展5t/h以上大型冲天炉并根据需要采用外热送风、水冷无炉衬连续作业冲天炉;推行冲天炉—感应炉双联熔炼工艺;广泛采用先进的铁液脱硫、过滤
技术(开:发烧结温度低、烧结时间短的新型低成本泡沫陶瓷过滤器、适用于各种活性合金、高温物化性能稳定的新型泡沫陶瓷过滤器、适用于熔模铸造、金属型铸
造等特种铸造工艺的异形泡沫陶瓷过滤器、深入研究泡沫陶瓷过滤器的过滤净化机制和对金属凝固过程的影响机制、系统研究泡沫陶瓷过滤器的应用技术,包括孔径
和厚度的选择、安放方式和浇注系统的设计、浇注温度和速度及金属液压头的控制等、开展泡沫陶瓷过滤器的系列化和标准化工作)、配备直读光谱仪、碳当量快速
测定仪、定量金相分析仪及球化率检测仪,应用微机技术于铸铁熔体热分析等。推广冲天炉除湿送风技术,冲天炉废气利用,消除对环境的污染,提高铁液质量。

感应电炉具有灵活、节能、效率高等优势,采用感应电炉是今后铸铁熔炼技术发展的方向。开发新的合金孕育技术(如迟后孕育等),推广合金包芯线技
术,提高球化处理成功率,降低铸件废品率并提高铸件综合性能。

采用氩气搅拌、钙线射入净化、AOD、VOD等精炼技术,提高钢液的纯净度、均匀度与晶粒细化程度,减少合金加入量,提高铸件强韧性,减轻铸件重
量与降低废品率。

铝合金铸件生产中,着重解决无污染、高效、操作简便的精炼技术、变质技术、晶粒细化技术和炉前快速检测技术,针对不同牌号、不同用途的合金,采用
计算机数值模拟技术研究固溶、时效处理工艺参数的优化,以发挥材料潜能、提高材料性能。引进和消化RID、FI等先进精炼技术,提高铝合金熔炼水平。

深入研究镁合金熔炼工艺,加强镁合金熔炼用无污染高效溶剂的系列化商品化开发,强化高纯铸造镁合金材料、镁—稀土耐热铸造镁合金材料及镁基复合材
料的铸造、回收、重熔技术的开发,进一步加强镁合金压铸、挤压铸造技术的研究和开发,以适应我国汽车业快速发展的需求。

完善钛合金熔炼设备、解决铸型材料现存问题,开展真空下铸型加热方式及铸型预热温度对铸件质量影响的研究、真空熔炼下合金元素挥发行为及对合金成
分影响的研究、杂质元素对钛铸件质量影响的研究、不同合金不同条件下熔铸工:艺参数的优化研究、钛合金熔模铸造材料和工艺的研究、热等静压及铸件焊补工艺
的研究。

3.4 砂型铸造

大力改善铸件内在、外部质量(如尺寸精度与表面粗糙度)、减少加工余量,进一步推广应用气冲、高压、射压和挤压造型等高度机械化、自动化、高密度
湿砂型造型工艺是今后中小型铸件生产的主要发展方向。采用纳米技术改性膨润土,或采用在膨润土中加助粘结剂技术来提高膨润土质量,是推广应用湿型砂造型工
艺的关键。

开发三乙胺冷芯盒法抗湿性及抗铸件脉纹技术,以节约粘结剂、减少污染、减少铸件缺陷、降低生产成本。

改进和提高垂直分型无箱射压造型机和空气冲击造型机的性能、控制系统的功能,同时对造型线辅机应按通用化、系列化原则进行开发,提高配套水平。

抓紧开发适合于形状复杂模样造型或多品种批量生产所需要的个性化、实用型气流-压实造型机。

提高砂处理设备的质量、技术含量、技术水平和配套能力,尽快填补包括旧砂冷却装置和适于运送旧砂的斗式提升机在内的技术空白,努力提高砂处理系统
的设计水平。

研制多样化、使用效果好、寿命长的树脂自硬砂成套设备,增加品种提高性能。

着重开发冷芯盒射芯机系列产品及芯砂混制和送砂设备。

建立抛丸设备试验基地,对抛丸器、丸砂分离及降躁声装置等进行系统研究开发,研制技术性能和技术含量高的抛丸清理机。

面对入世后国际市场剧烈竞争的局面,铸机行业要根据我国国情的需要和可能,产学研相结合,开拓创新,下大力气开发先进、高效、低耗、实用、且具有
自主知识产权的铸机新产品,为改变我国大多数铸造企业工艺技术装备的落后面貌,闯出一条投资小、见效快的捷径。

优先推广树脂自硬砂、冷芯盒自硬工艺、温芯盒法及壳型(芯)法;开发无或少污染粘结剂、催化剂、硬化剂及配套的防污染技术,开发能消除树脂砂铸件
缺陷的材料和树脂砂复合技术。

推广新型酯硬化改性水玻璃砂在大、中型铸钢件上的应用,以逐步淘汰粘结强度低、水玻璃加入量大、型砂溃散性差的C02—普通水玻璃砂的硬化工艺。

开发精确成形技术和近精确成形技术,大力发展可视化铸造技术,推动铸造过程数值模拟技术CAE向集成、虚拟、智能、实用化发展;基于特征化造型的
铸造CAD系统将是铸造企业实现现代化生产工艺设计的基础和前提,新一代铸造CAD系统应是一个集模拟分析、专家系统、人工智能于一体的集成化系统。采用
模块化体系和统一数据结构,且与CAM/CAPP?ERP/RPM等无缝集成;促使铸造工装的现代化水平进一步提高,全面展开CAD/CAM/CAE
/RPM、反求工程、并行工程、远程设计与制造、计算机检测与控制系统的集成化、智能化与在线运行,催发传统铸造业的革命性进步。

3,5 特种铸造

开发熔模铸造模具、模料新技术,用硅溶胶或硅酸乙酯做粘结剂造型;采用精密、大型、薄壁熔模铸件成形技术;采用快速成形技术替代传统蜡模成形技
术,简化工艺,缩短生产周期;研制适合我国的压蜡设备、制壳机械手、燃油型壳焙烧炉;开发优质型壳粘结剂,增加可铸合金种类、扩大工艺适用面。

深入研究压铸充型、凝固规律,开发新型压铸设备及控制系统,改善液面加压系统性能以满足工艺要求;开展半固态合金压铸及新型压铸涂料研究;开发新
压铸技术及金属基复合材料、镁合金、高铝锌基合金等压铸新合金材料;采用快速原型制造技术制作压铸模。开
发能与工艺密切结合可满足各种工艺参数要求的低压铸造设备;推行低压铸造模具CAD、合金液填充和凝固过程模拟,使模具满足充填铸型时平稳流动、顺序凝
固、及时、充分补缩的要求;开发高度自动化的低压铸造机和高可靠性零部件;开发复杂、薄壁、致密压铸件生产技术,推动低压铸造向差压铸造的发展。

提高熔炼质量、增加预处理、开发性能更优良的模具钢,如优质高寿命的热作模具,深入研究开发铸造模具RPM技术和CAE技术,推动并行环境下
CAD/CAE/CAM/RPM集成技术和DNM技术的发展。

改进挤压铸造技术,扩大应用范围(如陶瓷纤维增强和反应合成金属基复合材料);抓紧进行水平挤压铸造、半固态挤压铸造技术的研究,加强与塑料、化
工行业的协作,开发模样新材料,如研制低密度、尺寸稳定的高发泡率EPS珠粒,创建先进、实用的模具CAD/CAM系统及快速制造技术;开发高效震实台,
搞清干砂紧实特性;开发EPC工艺与其他铸造工艺复合的新技术;研究由EPC工艺引发的环境

问题及对策,如EPC车间废气有效净化装置和方法;研究铝铸件疏松渗漏、铸钢件增碳增氢、铸铁们:出现皱皮等缺陷的机理和消除办法;开发高效高精
度制模机、粘合机并实现其国产化系列化;扩大非占位涂料的应用,发展表面合金化涂料、控制凝固涂料、孕育涂料、屏蔽涂料、消失模涂料、离心铸管涂料、激冷
涂料等功能涂料。进行涂料性能检测仪的开发;推动涂料的标准化、商品化。

发展金属半固态连续铸造技术;推广树脂砂、金属型及覆砂金属型等高精度、近无切削的高效铸造技术;推广无铸型电磁铸造技术;开展喷铸技术的研究和
应用。

充分借鉴冶金界电渣技术的研究成果,着重解决电渣熔铸工艺的技术难点,如电渣熔铸大型异形复杂铸件的结晶器设计、渣料配制及工装技术等。

3.6 质量保障

改进、完善现有较成熟、实用的各类铸造仪器、设备,努力实现多功能、集成化、自动化、智能化,对铸造生产各环节进行分散在线测控。采用微机和
CAD专家系统模块将相关环节的自动化测控仪器设备联机,配以执行机构,实现各环节闭环自动控制。将各环节智能测控系统与工厂管理中心计算机系统相联,组
成工厂智能化闭环自控系统,实现生产质量预测与控制。将工厂自控系统通过高速信息通道与行业信息网络、专家系统相联,实现远程“会诊”与控制。

研究市场经济条件下,铸件产品质量的概念、含义、指标评价体系及具体量值;研究铸造企业质量体系特点、结构、质量手册编写方法、体系要素支撑标准
的构成及建立、贯彻的方法;为适应全球经贸一体化的趋势,加快推行、主动申请质量(1S09000)、安全、环境(1SOl4000)等第三方认证制度,
加快采用国际标准的步伐,以取得参与市场竞争的权利。扎实深入到企业(团体)业务实践的细节,策划有效的解决方案,使管理体系真实调整到提高产品(服务)
质量、防止浪费,提高效率,满足顾客要求的基准目标上来。配合并适应先进制造技术的发展,抓紧制定先进铸造技术标准,积极采用先进。制造技术标准。要以法
律、法规、标准为依据,建立质量保证及环境管理体系。

3.7 信息化

开发既分散又集成、形式多样的适用于铸造生产各方面(如设计、制造、诊断、监督、规划、预测、解释及教学等)需要的计算机专家系统。并在生产使用
中不断完善,向多功能、高效率、实用化目标发展,使之与铸造CAD/CAPP/CAE/CAM集成;推进在线专家系统控制的前沿性研究。

重点开展能涵盖铸造企业所有行为(包括企业市场营销、物料进出、生产组织与协调、行政管理、与外界信息交流等)的集成化铸造信息处理系统研究开发
和应用,用现代先进技术迅速改造传统铸造业;开发适应中国国情的铸造行业MRP-Ⅱ
(制造资源计划)系统,并进一步向ERP(企业资源计划)发展。

推行计算机集成制造系统(CIMS),借助计算机网络、数据库集成各环节产生的数据,综合运用现代管理技术、制造技术、信息技术、系统工程技术,
将铸造生产全过程中有关人、技术、设备与经营管理要素及信息流、物质流有机集成,实现铸造行业整体优化,解决参与竞争所面临的一系列问题,最终实现产品优
质、低耗、上市快,从而在市场,尤其是国际市场竞争中立于不败之地。

研究互联网对铸造产业的影响与对策,建立自己的主页,开发铸造企业网上技术交流、电子商务、铸造异地设计和远程制造技术、分散网络化铸造技术
(DNC),尽早驶上“信息高速公路”,利用网络化高新技术的巨大动力推动铸造业的现代化深刻变革。

4 结束语

铸造技术的发展必然要为社会进步和经济发展的大局所左右,“绿色铸造”的概念体现了高速发展着的文明进程的人性化特征和经济可持续发展的总体要
求。随着公众环境意识的不断提高及国家环境保护法律法规的进一步完善,“绿色铸造”的呼声正在迅速成为铸造技术发展的指挥棒,特别是国际标准化组织发布的
有关环境管理体系的IS014000系列标准,也在推动着“绿色铸造”的强势发展,目标都是使铸件从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个“产品
生命”周期中,对环境的负面影响最小,资源效率最高。从而使企业经济效益和社会效益达到最优化。“绿色铸造”是社会可持续发展战略在制造业中的一个体现,
是一种可持续发展的企业组织、管理和运行的新模式。和传统铸造生产模式相比,“绿色铸造”模式对企业信息化运作水平提出了相当高的要求,“绿色铸造”模式
下铸件生产面临的关键是即时采用先进适用的铸造新技术来实现铸件“绿色生命周期”的全过程。、(end)
摘自 佳工网 希望对你有帮助

F. 316不锈钢淬火工艺

316属于奥氏体不锈钢,碳含量低,物理性能是没有磁性。这种不锈钢淬火没有太大效果。版
改变奥氏权体不锈钢机械性能,通常采用冷加工的方式进行。
对奥氏体不锈钢进行热处理(固溶处理)可以提高不锈钢的耐腐蚀性能,经固溶处理的奥氏体不锈钢抗拉强度有所下降,但包括断后面缩率和伸长率的塑形和韧性性能可大幅提高。
奥氏体不锈钢固溶处理温度在 950~1150℃ 左右,视材料的形状及保温、冷却方式而定。如:加热到1050摄氏度后水冷或空气快速冷却(钢丝) 或 加热到950摄氏度恒温2小时后自然冷却(铸件)

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