تكنولوجيا التبريد والتصلب لسبائك الحديد المطاوع
تعد عملية الأوستنيت هي الخطوة الأولى في إخماد مصبوبات الحديد المطاوع. تتراوح درجة حرارة الأوستنيت بين 860 و880 درجة مئوية، ووقت الإمساك هو ساعة واحدة لكل صب بسمك 25 مم، وهو نفس وقت التطبيع والتلدين. بعد الانتهاء من العزل، يبرد بسرعة في الهواء المتدفق. بعد الإخماد، يجب تلطيف المصبوبات في الوقت المناسب لتقليل إجهاد الإخماد وتحسين الصلابة البلاستيكية لقطعة العمل.
يجب أن يكون للصب بنية مصفوفة أصلية مناسبة قبل الإخماد. الشيء الأكثر أهمية هو أنه لا ينبغي أن يكون هناك الكثير من الكربيد والفوسفور في المصفوفة. إذا لم تذوب الكربيدات تمامًا عند درجة حرارة الإخماد، فإن الواجهة بين الكربيدات والأوستينيت عادة ما تكون المكان الذي يحدث فيه بدء التشقق. إن وجود هذه الكربيدات يزيد بشكل كبير من احتمالية حدوث شقوق الإخماد. قبل الإخماد، يجب تسخين المسبوكات التي تحتوي على الكربيدات إلى درجة حرارة عالية من التلدين بالجرافيت أو التطبيع، والحفاظ على الحرارة لإزالة الكربيدات. المصفوفة الأكثر ملاءمة للصب المطفأ هي البنية الإخماد الدقيقة والمتجانسة مع البيرلايت كمكون رئيسي. من السهل تحويل هذه البنية الدقيقة إلى أوستنيت، ويتم الحصول على بنية مطفأة موحدة.
ترتبط صلابة الحديد الزهر العقدي بمحتوى الكربون في الأوستينيت. يوضح الجدول 8-4 العلاقة بين درجة حرارة الأوستينيت ومحتوى الكربون في مصبوبات الحديد المطاوع مع 3.32% كربون و2.52% سيليكون و0.29% منجنيز.
زيادة درجة حرارة الأوستينيت ستزيد من محتوى الكربون في الأوستينيت، وسيظهر المزيد من الأوستينيت المحتفظ به بعد التبريد، مما سيجعل المارتنسيت أكثر خشونة ويقلل من صلابة التبريد. إذا تم اختيار درجة حرارة التبريد المنخفضة، يمكن الحفاظ على محتوى الكربون في الأوستينيت عند مستوى أقل. بعد التبريد، يمكن الحصول على مارتنسيت ناعم يشبه الإبرة، ولكن بسبب عدم اكتمال التبريد، لا يمكن تحقيق صلابة التبريد. بسبب التأثير المشترك للمارتنسيت عالي الكربون والأوستينيت المحتفظ به، تظهر صلابة التبريد القصوى عند درجات حرارة تسخين مختلفة.
بالإضافة إلى ذلك، من أجل القضاء على معظم احتمالات وجود الفريت وجعل الأوستينيت يحصل على محتوى الكربون المناسب، تكون درجة حرارة الإخماد 25 درجة مئوية - 40 درجة مئوية فوق الحد الأعلى للتحول الإيوتكتيدي.
يتغير نطاق درجة حرارة الإيوتكتويد لحديد الزهر العقدي بواسطة السيليكون. لذلك، تتأثر درجة حرارة إخماد مصبوبات الحديد المطاوع بمحتوى السيليكون في المصبوبات. درجة الحرارة القصوى للتحول الإيوتكتيدي هي 835-845 درجة مئوية عندما يكون محتوى السيليكون عند الحد الأقصى للمحتوى التقليدي. لذلك، يمكن تحديد درجة حرارة الإخماد على أنها 860 درجة مئوية 880 درجة مئوية، وعندما يكون محتوى السيليكون أقل من 2%، يمكن خفض درجة حرارة الإخماد إلى 840 درجة مئوية 860 درجة مئوية. يمكن أن تصل صلابة إخماد حديد الزهر العقدي إلى 60-62(HRC).
يجب أن يؤخذ في الاعتبار تأثير بعض عناصر السبائك على النقطة الحرجة للتحول EUTECTOID للحديد المطاوع عند التبريد.
يجب أن يتم تخفيف الصب في الوقت المناسب بعد الإطفاء. يتم تقليل إجهاد الإطفاء، وتحسين صلابة الصب، وتحسين الخصائص الميكانيكية للمواد. استقرار تخفيف الحديد المطاوع مرتفع، لذلك يجب أن تتجاوز درجة حرارة تخفيف الحديد المطاوع ووقته الفولاذ.
من أجل تقليل إجهاد التحول الطوري ودرجة حرارة المعالجة الهشة من 150 إلى 260 درجة مئوية، يتم تقديم تبريد الهواء لمدة 2 ثانية إلى 3 ساعات (أيضًا تبريد الهواء وتبريد الزيت). بعد المعالجة، يتم معالجة المصفوفة بالمارتنسيت والأوستينيت المحتفظ به - صلابة HRC50 أو نحو ذلك. يجب ألا تتجاوز درجة حرارة المعالجة المنخفضة 250 درجة مئوية. تجنب هشاشة المسبوكات المعالجة.
من المطلوب أن يتم معالجة مصبوبات الحديد المطاوع ذات القوة والصلابة الجيدة عند 350 درجة مئوية 400 درجة مئوية للحصول على مارتنسيت مخفف وأوستينيت محتفظ به. يُعرف هذا النوع من المعالجة بالتلطيف عالي الحرارة أو الإطفاء والتهدئة. بعد المعالجة، يمكن أن يحصل المسبوك على قوة عالية وصلابة عالية لمطابقتها. إنها طريقة معالجة حرارية شائعة للحديد المطاوع مع خصائص ميكانيكية شاملة جيدة.
يظهر في الشكل 8.7 تأثير درجة حرارة المعالجة على الخواص الميكانيكية للحديد المطاوع المعاد تدويره بعد التبريد بالزيت عند درجة حرارة 880 درجة مئوية. تتكون تركيبات المسبوكات من C 3.53 وSi 2.05% وmn 0.75%.
يمكن تطبيق تقنية AUSTEMPERING على مصبوبات الحديد المطاوع.