स्टील कास्टिंगसाठी उष्णता उपचारांची सामान्य माहिती

स्टील कास्टिंगचे उष्मा उपचार आवश्यक कार्यप्रदर्शन साध्य करण्यासाठी स्टील कास्टिंगच्या सूक्ष्म संरचना नियंत्रित करण्यासाठी Fe-Fe3C फेज आकृतीवर आधारित आहे. स्टील कास्टिंगच्या उत्पादनात उष्णता उपचार ही एक महत्त्वाची प्रक्रिया आहे. उष्णता उपचाराची गुणवत्ता आणि प्रभाव थेट स्टील कास्टिंगच्या अंतिम कामगिरीशी संबंधित आहेत.

स्टील कास्टिंगची रचना रासायनिक रचना आणि घनीकरण प्रक्रियेवर अवलंबून असते. सामान्यतः, डेंड्राइटचे तुलनेने गंभीर पृथक्करण, अतिशय असमान रचना आणि भरड धान्य असतात. म्हणून, वरील समस्यांचा प्रभाव दूर करण्यासाठी किंवा कमी करण्यासाठी स्टील कास्टिंगवर सामान्यतः उष्णता उपचार करणे आवश्यक आहे, जेणेकरून स्टील कास्टिंगचे यांत्रिक गुणधर्म सुधारले जातील. याव्यतिरिक्त, स्टील कास्टिंगच्या संरचनेत आणि भिंतीच्या जाडीतील फरकामुळे, समान कास्टिंगच्या विविध भागांमध्ये भिन्न संघटनात्मक स्वरूपे आहेत आणि लक्षणीय अवशिष्ट अंतर्गत ताण निर्माण करतात. म्हणून, स्टील कास्टिंग्ज (विशेषत: मिश्र धातुचे स्टील कास्टिंग) सामान्यतः उष्णता-उपचार केलेल्या स्थितीत वितरित केले जावे.

 

 

1. स्टील कास्टिंगच्या उष्णतेच्या उपचारांची वैशिष्ट्ये

1) स्टील कास्टिंगच्या कास्ट स्ट्रक्चरमध्ये, बऱ्याचदा खडबडीत डेंड्राइट्स आणि पृथक्करण असतात. उष्णतेच्या उपचारादरम्यान, त्याच रचनेच्या फोर्जिंग स्टीलच्या भागांपेक्षा गरम होण्याची वेळ थोडी जास्त असावी. त्याच वेळी, ऑस्टेनिटायझेशनची होल्डिंग वेळ योग्यरित्या वाढवणे आवश्यक आहे.

2) काही मिश्रधातू स्टील कास्टिंगच्या कास्टिंग स्ट्रक्चरच्या गंभीर पृथक्करणामुळे, कास्टिंगच्या अंतिम गुणधर्मांवर त्याचा प्रभाव दूर करण्यासाठी, उष्णता उपचारादरम्यान एकसंध होण्यासाठी उपाय योजले पाहिजेत.

3) जटिल आकार आणि मोठ्या भिंतींच्या जाडीतील फरक असलेल्या स्टील कास्टिंगसाठी, उष्णता उपचारादरम्यान क्रॉस-सेक्शनल इफेक्ट्स आणि कास्टिंग स्ट्रेस घटकांचा विचार करणे आवश्यक आहे.
4) जेव्हा स्टील कास्टिंगवर उष्णता उपचार केले जातात तेव्हा ते त्याच्या संरचनात्मक वैशिष्ट्यांवर आधारित वाजवी असले पाहिजे आणि कास्टिंगचे विकृत रूप टाळण्याचा प्रयत्न करा.

 

2. स्टील कास्टिंगच्या उष्णतेच्या उपचारांचे मुख्य प्रक्रिया घटक

स्टील कास्टिंगच्या उष्णतेच्या उपचारात तीन टप्पे असतात: गरम करणे, उष्णता संरक्षण आणि थंड करणे. प्रक्रिया पॅरामीटर्सचे निर्धारण उत्पादनाची गुणवत्ता सुनिश्चित करण्याच्या आणि खर्चात बचत करण्याच्या उद्देशावर आधारित असावे.

1) गरम करणे

उष्णता उपचार प्रक्रियेत उष्णता ही सर्वात जास्त ऊर्जा घेणारी प्रक्रिया आहे. हीटिंग प्रक्रियेचे मुख्य तांत्रिक मापदंड म्हणजे योग्य गरम पद्धत, गरम करण्याची गती आणि चार्जिंग पद्धत निवडणे.

(1) गरम करण्याची पद्धत. स्टील कास्टिंगच्या गरम पद्धतींमध्ये प्रामुख्याने रेडियंट हीटिंग, सॉल्ट बाथ हीटिंग आणि इंडक्शन हीटिंगचा समावेश होतो. हीटिंग पद्धतीचे निवड तत्त्व जलद आणि एकसमान, नियंत्रित करणे सोपे, उच्च कार्यक्षमता आणि कमी खर्चाचे आहे. गरम करताना, फाउंड्री सामान्यतः संरचनात्मक आकार, रासायनिक रचना, उष्णता उपचार प्रक्रिया आणि कास्टिंगची गुणवत्ता आवश्यकता विचारात घेते.

(२) तापण्याची गती. सामान्य स्टील कास्टिंगसाठी, हीटिंगची गती मर्यादित असू शकत नाही आणि भट्टीची जास्तीत जास्त शक्ती गरम करण्यासाठी वापरली जाते. गरम फर्नेस चार्जिंगचा वापर गरम करण्याची वेळ आणि उत्पादन चक्र मोठ्या प्रमाणात कमी करू शकतो. खरं तर, जलद गरम होण्याच्या स्थितीत, कास्टिंगची पृष्ठभाग आणि कोर यांच्यामध्ये कोणतेही स्पष्ट तापमान हिस्टेरेसिस नसते. स्लो हीटिंगमुळे उत्पादन कार्यक्षमता कमी होईल, ऊर्जेचा वापर वाढेल आणि कास्टिंगच्या पृष्ठभागावर गंभीर ऑक्सिडेशन आणि डीकार्ब्युरायझेशन होईल. तथापि, गरम प्रक्रियेदरम्यान जटिल आकार आणि संरचना, मोठ्या भिंतीची जाडी आणि मोठ्या थर्मल ताणांसह काही कास्टिंगसाठी, हीटिंगची गती नियंत्रित केली पाहिजे. साधारणपणे, कमी तापमान आणि मंद गरम (600 °C पेक्षा कमी) किंवा कमी किंवा मध्यम तापमानात राहण्याचा वापर केला जाऊ शकतो आणि नंतर उच्च तापमान असलेल्या भागात जलद गरम करणे वापरले जाऊ शकते.

(3) लोडिंग पद्धत. स्टील कास्टिंग्ज भट्टीत ठेवल्या पाहिजेत हे तत्व म्हणजे प्रभावी जागेचा पूर्ण वापर करणे, एकसमान गरम करणे सुनिश्चित करणे आणि कास्टिंग्ज विकृत होण्यासाठी ठेवा.

2) इन्सुलेशन

स्टील कास्टिंगच्या ऑस्टेनिटाइझेशनसाठी होल्डिंग तापमान कास्ट स्टीलच्या रासायनिक रचना आणि आवश्यक गुणधर्मांनुसार निवडले पाहिजे. त्याच रचनेच्या फोर्जिंग स्टीलच्या भागांपेक्षा होल्डिंग तापमान सामान्यतः किंचित जास्त (सुमारे 20 डिग्री सेल्सिअस) असते. युटेक्टॉइड स्टील कास्टिंगसाठी, हे सुनिश्चित केले पाहिजे की कार्बाइड्स ऑस्टेनाइटमध्ये त्वरीत समाविष्ट केले जाऊ शकतात आणि ऑस्टेनाइट सूक्ष्म धान्य राखू शकतात.

स्टील कास्टिंगच्या उष्णता संरक्षणाच्या वेळेसाठी दोन घटकांचा विचार केला पाहिजे: पहिला घटक म्हणजे कास्टिंग पृष्ठभागाचे तापमान आणि कोर एकसमान बनवणे आणि दुसरा घटक म्हणजे संरचनेची एकसमानता सुनिश्चित करणे. म्हणून, होल्डिंग वेळ प्रामुख्याने कास्टिंगच्या थर्मल चालकता, विभागाच्या भिंतीची जाडी आणि मिश्रधातू घटकांवर अवलंबून असते. सर्वसाधारणपणे, मिश्रधातूच्या स्टीलच्या कास्टिंगला कार्बन स्टीलच्या कास्टिंगपेक्षा जास्त काळ होल्डिंगची आवश्यकता असते. कास्टिंगची भिंत जाडी सामान्यतः होल्डिंग वेळेची गणना करण्यासाठी मुख्य आधार आहे. टेम्परिंग ट्रीटमेंट आणि एजिंग ट्रीटमेंटच्या होल्डिंग टाईमसाठी, उष्मा उपचाराचा उद्देश, धारण तापमान आणि घटक प्रसार दर यासारख्या घटकांचा विचार केला पाहिजे.

3) थंड करणे

मेटॅलोग्राफिक ट्रान्सफॉर्मेशन पूर्ण करण्यासाठी, आवश्यक मेटॅलोग्राफिक रचना प्राप्त करण्यासाठी आणि निर्दिष्ट कार्यप्रदर्शन निर्देशक साध्य करण्यासाठी, स्टील कास्टिंग उष्णता संरक्षणानंतर वेगवेगळ्या वेगाने थंड केले जाऊ शकतात. साधारणपणे सांगायचे तर, शीतलक दर वाढवण्याने चांगली रचना मिळण्यास आणि दाणे परिष्कृत करण्यात मदत होते, ज्यामुळे कास्टिंगचे यांत्रिक गुणधर्म सुधारतात. तथापि, जर शीतकरण दर खूप वेगवान असेल तर, कास्टिंगमध्ये जास्त ताण निर्माण करणे सोपे आहे. यामुळे जटिल संरचनांसह कास्टिंगचे विकृत किंवा क्रॅक होऊ शकते.

स्टील कास्टिंगच्या उष्णतेच्या उपचारांसाठी थंड माध्यमामध्ये सामान्यतः हवा, तेल, पाणी, मीठ पाणी आणि वितळलेले मीठ समाविष्ट असते.

 

 

3. स्टील कास्टिंगची उष्णता उपचार पद्धत

वेगवेगळ्या हीटिंग पद्धतींनुसार, होल्डिंग टाइम आणि कूलिंग परिस्थितीनुसार, स्टील कास्टिंगच्या उष्मा उपचार पद्धतींमध्ये मुख्यत्वे ॲनिलिंग, नॉर्मलायझिंग, क्वेंचिंग, टेम्परिंग, सोल्यूशन ट्रीटमेंट, पर्सिपिटेशन हार्डनिंग, स्ट्रेस रिलीफ ट्रीटमेंट आणि हायड्रोजन रिमूव्हल ट्रिटमेंट यांचा समावेश होतो.

1) एनीलिंग.

एनीलिंग म्हणजे स्टील गरम करणे ज्याची रचना समतोल स्थितीपासून प्रक्रियेद्वारे पूर्वनिर्धारित विशिष्ट तापमानापर्यंत विचलित होते आणि नंतर उष्णता संरक्षणानंतर हळूहळू थंड करणे (सामान्यत: भट्टीसह थंड करणे किंवा चुनामध्ये पुरणे) जवळ उष्णता उपचार प्रक्रिया प्राप्त करणे. संरचनेची समतोल स्थिती. स्टीलच्या रचनेनुसार आणि ॲनिलिंगच्या उद्देशानुसार आणि आवश्यकतांनुसार, ॲनिलिंगला पूर्ण ॲनिलिंग, आइसोथर्मल ॲनिलिंग, स्फेरॉइडाइजिंग ॲनीलिंग, रिक्रिस्टलायझेशन ॲनिलिंग, स्ट्रेस रिलीफ ॲनीलिंग आणि याप्रमाणे विभागले जाऊ शकते.

(1) पूर्ण एनीलिंग. पूर्ण ॲनिलिंगची सामान्य प्रक्रिया अशी आहे: स्टील कास्टिंगला Ac3 पेक्षा 20 °C-30 °C वर गरम करणे, काही कालावधीसाठी ते धरून ठेवणे, जेणेकरून स्टीलमधील रचना पूर्णपणे ऑस्टेनाइटमध्ये बदलेल आणि नंतर हळूहळू थंड होईल (सामान्यतः भट्टीसह) 500 ℃-600 ℃ वर थंड करणे आणि शेवटी हवेत थंड करणे. तथाकथित पूर्ण म्हणजे गरम झाल्यावर संपूर्ण ऑस्टेनाइट रचना प्राप्त होते.

पूर्ण ॲनिलिंगच्या उद्देशामध्ये प्रामुख्याने हे समाविष्ट आहे: प्रथम म्हणजे गरम कामामुळे होणारी खडबडीत आणि असमान रचना सुधारणे; दुसरे म्हणजे मध्यम कार्बन वरील कार्बन स्टील आणि मिश्र धातुच्या कास्टिंगची कडकपणा कमी करणे, ज्यामुळे त्यांची कटिंग कार्यक्षमता सुधारते (सर्वसाधारणपणे, जेव्हा वर्कपीसची कडकपणा 170 HBW-230 HBW च्या दरम्यान असते तेव्हा ते कापणे सोपे असते. जेव्हा कडकपणा या श्रेणीपेक्षा जास्त किंवा कमी आहे, ते कापणे कठीण करेल); तिसरा म्हणजे स्टील कास्टिंगचा अंतर्गत ताण दूर करणे.

पूर्ण annealing च्या वापर श्रेणी. 0.25% ते 0.77% पर्यंत कार्बन सामग्रीसह हायपोएटेक्टॉइड रचना असलेल्या कार्बन स्टील आणि मिश्र धातुच्या कास्टिंगसाठी पूर्ण एनीलिंग प्रामुख्याने योग्य आहे. हायपर्युटेक्टॉइड स्टीलला पूर्णपणे जोडले जाऊ नये, कारण जेव्हा हायपर्युटेक्टॉइड स्टील Accm वर गरम केले जाते आणि हळूहळू थंड केले जाते, तेव्हा दुय्यम सिमेंटाइट ऑस्टेनाइट ग्रेन सीमेवर नेटवर्कच्या आकारात अवक्षेपित होईल, ज्यामुळे स्टीलची ताकद, प्लॅस्टिकिटी आणि प्रभाव कडकपणा लक्षणीय होतो. घट

(२) आइसोथर्मल एनीलिंग. Isothermal annealing म्हणजे स्टील कास्टिंगला Ac3 (किंवा Ac1) वर 20 °C - 30 °C पर्यंत गरम करणे, ठराविक कालावधीसाठी धरून ठेवल्यानंतर, सबकूल्ड ऑस्टेनाइट समतापिक परिवर्तन वक्रच्या सर्वोच्च तापमानाला त्वरीत थंड करणे, आणि नंतर काही कालावधीसाठी धरून ठेवणे. वेळ (पर्लाइट ट्रान्सफॉर्मेशन झोन). ऑस्टेनाइटचे परलाइटमध्ये रूपांतर झाल्यानंतर ते हळूहळू थंड होते.

(3) Spheroidizing annealing. Spheroidizing annealing म्हणजे स्टील कास्टिंगला Ac1 पेक्षा किंचित जास्त तापमानात गरम करणे आणि नंतर दीर्घकाळ उष्णता टिकवून ठेवल्यानंतर, स्टीलमधील दुय्यम सिमेंटाइट उत्स्फूर्तपणे दाणेदार (किंवा गोलाकार) सिमेंटाइटमध्ये बदलते आणि नंतर मंद गतीने उष्णता उपचार. खोलीच्या तापमानाला थंड करण्याची प्रक्रिया.
स्फेरॉइडाइजिंग ॲनिलिंगच्या उद्देशामध्ये हे समाविष्ट आहे: कडकपणा कमी करणे; मेटॅलोग्राफिक रचना एकसमान बनवणे; कटिंग कार्यप्रदर्शन सुधारणे आणि शमन करण्याची तयारी करणे.
Spheroidizing annealing प्रामुख्याने eutectoid स्टील्स आणि hypereutectoid स्टील्स (कार्बन सामग्री 0.77% पेक्षा जास्त) जसे की कार्बन टूल स्टील, मिश्र धातु स्प्रिंग स्टील, रोलिंग बेअरिंग स्टील आणि अलॉय टूल स्टील यांना लागू आहे.

(4) तणाव निवारक ॲनिलिंग आणि रीक्रिस्टलायझेशन ॲनिलिंग. स्ट्रेस रिलीफ ॲनिलिंगला लो टेंपरेचर ॲनिलिंग असेही म्हणतात. ही एक अशी प्रक्रिया आहे ज्यामध्ये स्टील कास्टिंग Ac1 तापमानाच्या खाली (400 °C - 500 °C) गरम केले जाते, नंतर काही काळासाठी ठेवले जाते, आणि नंतर हळूहळू खोलीच्या तापमानाला थंड केले जाते. स्ट्रेस रिलीफ एनीलिंगचा उद्देश कास्टिंगचा अंतर्गत ताण दूर करणे हा आहे. स्ट्रेस रिलीफ ॲनिलिंग प्रक्रियेदरम्यान स्टीलची मेटॅलोग्राफिक रचना बदलणार नाही. रीक्रिस्टलायझेशन ॲनिलिंगचा वापर मुख्यत्वे कोल्ड डिफोर्मेशन प्रोसेसिंगमुळे होणारी विकृत रचना काढून टाकण्यासाठी आणि वर्क हार्डनिंग दूर करण्यासाठी केला जातो. रीक्रिस्टलायझेशन ॲनिलिंगसाठी गरम तापमान रीक्रिस्टलायझेशन तापमानापेक्षा 150 °C - 250 °C जास्त आहे. रीक्रिस्टलायझेशन ॲनिलिंगमुळे थंड विकृतीनंतर लांबलचक क्रिस्टल दाणे पुन्हा एकसमान समसमान क्रिस्टल्समध्ये बनू शकतात, ज्यामुळे कामाच्या कडकपणाचा प्रभाव नाहीसा होतो.

2) सामान्यीकरण

सामान्यीकरण ही उष्णता उपचार आहे ज्यामध्ये स्टील Ac3 (हायपोएटेक्टॉइड स्टील) आणि एसीएम (हायपर्युटेक्टॉइड स्टील) वर 30 डिग्री सेल्सिअस - 50 डिग्री सेल्सिअस पर्यंत गरम केले जाते आणि उष्णता संरक्षणाच्या कालावधीनंतर, ते हवेत किंवा खोलीच्या तापमानाला थंड केले जाते. सक्तीची हवा. पद्धत एनीलिंग पेक्षा नॉर्मलाइजिंगमध्ये जलद कूलिंग रेट असतो, त्यामुळे सामान्यीकृत रचना एनेल केलेल्या स्ट्रक्चरपेक्षा बारीक असते आणि तिची ताकद आणि कडकपणा देखील एनील केलेल्या स्ट्रक्चरपेक्षा जास्त असतो. लहान उत्पादन चक्र आणि सामान्यीकरणाच्या उच्च उपकरणांच्या वापरामुळे, विविध स्टील कास्टिंगमध्ये सामान्यीकरण मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते.

सामान्यीकरणाचा उद्देश खालील तीन श्रेणींमध्ये विभागलेला आहे:

(1) अंतिम उष्णता उपचार म्हणून सामान्यीकरण
कमी ताकदीच्या आवश्यकतेसह मेटल कास्टिंगसाठी, सामान्यीकरण अंतिम उष्णता उपचार म्हणून वापरले जाऊ शकते. सामान्यीकरणामुळे दाणे परिष्कृत होतात, संरचनेत एकसंधता येते, हायपोएटेक्टॉइड स्टीलमधील फेराइट सामग्री कमी होते, परलाइट सामग्री वाढते आणि परिष्कृत होते, ज्यामुळे स्टीलची ताकद, कडकपणा आणि कडकपणा सुधारतो.

(२) प्री-हीट ट्रीटमेंट म्हणून सामान्यीकरण
मोठ्या विभागांसह स्टील कास्टिंगसाठी, क्वेंचिंग किंवा क्वेंचिंग आणि टेम्परिंग (शमन आणि उच्च तापमान टेम्परिंग) करण्यापूर्वी सामान्यीकरण केल्याने विडमॅनस्टॅटन संरचना आणि बँडेड संरचना नष्ट होऊ शकते आणि एक सुरेख आणि एकसमान संरचना प्राप्त होऊ शकते. 0.77% पेक्षा जास्त कार्बन सामग्री असलेल्या कार्बन स्टील्स आणि अलॉय टूल स्टील्समध्ये असलेल्या नेटवर्क सिमेंटाइटसाठी, सामान्यीकरण दुय्यम सिमेंटाइटची सामग्री कमी करू शकते आणि त्याला सतत नेटवर्क तयार करण्यापासून रोखू शकते, स्फेरॉइडिंग ॲनिलिंगसाठी संघटना तयार करते.

(3) कटिंग कामगिरी सुधारा
सामान्यीकरण कमी कार्बन स्टीलचे कटिंग कार्यप्रदर्शन सुधारू शकते. एनीलिंगनंतर लो कार्बन स्टील कास्टिंगची कडकपणा खूप कमी आहे आणि कापताना चाकूला चिकटविणे सोपे आहे, परिणामी पृष्ठभागावर जास्त खडबडीतपणा येतो. उष्मा उपचार सामान्य करून, कमी कार्बन स्टील कास्टिंगची कठोरता 140 HBW - 190 HBW पर्यंत वाढवता येते, जे इष्टतम कटिंग कडकपणाच्या जवळ आहे, ज्यामुळे कटिंग कार्यप्रदर्शन सुधारते.

3) शमन करणे

क्वेंचिंग ही उष्णता उपचार प्रक्रिया आहे ज्यामध्ये स्टील कास्टिंग Ac3 किंवा Ac1 वरील तापमानाला गरम केले जाते आणि नंतर पूर्ण मार्टेन्सिटिक संरचना प्राप्त करण्यासाठी काही कालावधीसाठी दाबून ठेवल्यानंतर वेगाने थंड केले जाते. पोलाद कास्टिंगला उष्णतेनंतर वेळेत टेम्पर केले पाहिजे जेणेकरून शमन करणारा ताण दूर होईल आणि आवश्यक सर्वसमावेशक यांत्रिक गुणधर्म प्राप्त होतील.

(1) शमन तापमान
हायपोएटेक्टॉइड स्टीलचे शमन गरम तापमान Ac3 पेक्षा 30℃-50℃ आहे; eutectoid स्टील आणि hypereutectoid स्टीलचे क्वेंचिंग हीटिंग तापमान Ac1 पेक्षा 30℃-50℃ आहे. हायपोएटेक्टॉइड कार्बन स्टील बारीक दाणेदार ऑस्टेनाइट मिळविण्यासाठी वर नमूद केलेल्या शमन तापमानात गरम केले जाते आणि शमन केल्यानंतर बारीक मार्टेन्साइट रचना मिळवता येते. eutectoid स्टील आणि hypereutectoid स्टील शमन आणि गरम करण्यापूर्वी गोलाकार आणि ऍनिल केले गेले आहे, म्हणून Ac1 वरील 30℃-50℃ पर्यंत गरम केल्यानंतर आणि अपूर्णपणे ऑस्टेनिटाइज केल्यानंतर, रचना ऑस्टेनाईट आणि अंशतः विरघळलेले सूक्ष्म-दाणेदार घुसखोरी कार्बन बॉडी कण आहे. शमन केल्यानंतर, ऑस्टेनाइटचे मार्टेन्साइटमध्ये रूपांतर होते आणि न विरघळणारे सिमेंटाइटचे कण टिकून राहतात. सिमेंटाइटच्या उच्च कडकपणामुळे, ते केवळ स्टीलची कडकपणा कमी करत नाही तर त्याची पोशाख प्रतिरोधक क्षमता देखील सुधारते. हायपर्युटेक्टॉइड स्टीलची सामान्य विझलेली रचना बारीक फ्लॅकी मार्टेन्साइट असते आणि बारीक दाणेदार सिमेंटाइट आणि थोड्या प्रमाणात राखून ठेवलेले ऑस्टेनाइट मॅट्रिक्सवर समान रीतीने वितरीत केले जातात. या संरचनेत उच्च सामर्थ्य आणि पोशाख प्रतिरोध आहे, परंतु काही प्रमाणात कडकपणा देखील आहे.

(२) उष्मा उपचार प्रक्रियेसाठी शीतकरण माध्यम
शमन करण्याचा उद्देश संपूर्ण मार्टेन्साइट प्राप्त करणे आहे. म्हणून, क्वेंचिंग दरम्यान कास्ट स्टीलचा शीतकरण दर कास्ट स्टीलच्या गंभीर शीतकरण दरापेक्षा जास्त असणे आवश्यक आहे, अन्यथा मार्टेन्साइट संरचना आणि संबंधित गुणधर्म मिळू शकत नाहीत. तथापि, खूप जास्त शीतकरण दर सहजपणे कास्टिंगचे विकृत किंवा क्रॅक होऊ शकते. वरील गरजा एकाच वेळी पूर्ण करण्यासाठी, कास्टिंगच्या सामग्रीनुसार योग्य कूलिंग माध्यम निवडले पाहिजे किंवा स्टेजेड कूलिंगची पद्धत अवलंबली पाहिजे. 650℃-400℃ तापमान श्रेणीमध्ये, स्टीलच्या सुपरकूल्ड ऑस्टेनाइटचा समतापीय परिवर्तन दर सर्वात मोठा आहे. म्हणून, जेव्हा कास्टिंग शमवले जाते, तेव्हा या तापमान श्रेणीमध्ये जलद कूलिंग सुनिश्चित केले पाहिजे. Ms बिंदूच्या खाली, विकृत होणे किंवा क्रॅक होऊ नये म्हणून थंड होण्याचा वेग कमी असावा. शमन माध्यम सहसा पाणी, जलीय द्रावण किंवा तेलाचा अवलंब करते. स्टेज शमन किंवा ऑस्टेम्परिंगमध्ये, सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या माध्यमांमध्ये गरम तेल, वितळलेले धातू, वितळलेले मीठ किंवा वितळलेले अल्कली यांचा समावेश होतो.

650 ℃-550 ℃ च्या उच्च तापमान झोनमध्ये पाण्याची कूलिंग क्षमता मजबूत आहे आणि 300 ℃-200 ℃ च्या कमी तापमानाच्या झोनमध्ये पाण्याची कूलिंग क्षमता खूप मजबूत आहे. साध्या आकार आणि मोठ्या क्रॉस-सेक्शनसह कार्बन स्टीलच्या कास्टिंगला शमन आणि थंड करण्यासाठी पाणी अधिक योग्य आहे. शमन आणि थंड करण्यासाठी वापरल्यास, पाण्याचे तापमान सामान्यतः 30 डिग्री सेल्सियसपेक्षा जास्त नसते. म्हणून, पाण्याचे तापमान वाजवी मर्यादेत ठेवण्यासाठी पाण्याचे परिसंचरण मजबूत करण्यासाठी सामान्यतः अवलंब केला जातो. याव्यतिरिक्त, मीठ (NaCl) किंवा अल्कली (NaOH) पाण्यात गरम केल्याने द्रावणाची थंड क्षमता मोठ्या प्रमाणात वाढेल.

कूलिंग माध्यम म्हणून तेलाचा मुख्य फायदा असा आहे की 300℃-200℃ च्या कमी तापमानाच्या झोनमध्ये कूलिंग रेट पाण्याच्या तुलनेत खूपच कमी आहे, ज्यामुळे शमन केलेल्या वर्कपीसचा अंतर्गत ताण मोठ्या प्रमाणात कमी होतो आणि विकृतीची शक्यता कमी होते. आणि कास्टिंगचे क्रॅकिंग. त्याच वेळी, 650℃-550℃ या उच्च तापमान श्रेणीमध्ये तेलाची शीतकरण क्षमता तुलनेने कमी आहे, जे शमन माध्यम म्हणून तेलाचा मुख्य तोटा देखील आहे. शमन तेलाचे तापमान सामान्यतः 60 ℃-80 ℃ वर नियंत्रित केले जाते. तेलाचा वापर मुख्यत्वे क्लिष्ट आकारांसह मिश्रधातूच्या स्टीलच्या कास्टिंगला शमन करण्यासाठी आणि लहान क्रॉस-सेक्शन आणि जटिल आकारांसह कार्बन स्टील कास्टिंग्स शमन करण्यासाठी केला जातो.

याव्यतिरिक्त, वितळलेले मीठ देखील सामान्यतः शमन माध्यम म्हणून वापरले जाते, जे यावेळी मीठ बाथ बनते. मीठ स्नान उच्च उकळत्या बिंदूद्वारे वैशिष्ट्यीकृत आहे आणि त्याची थंड क्षमता पाणी आणि तेल यांच्यामध्ये आहे. सॉल्ट बाथ बहुतेक वेळा ऑस्टेम्परिंग आणि स्टेज शमन करण्यासाठी, तसेच जटिल आकार, लहान आकारमान आणि कठोर विकृती आवश्यकता असलेल्या कास्टिंगच्या उपचारांसाठी वापरला जातो.

 

 

4) टेम्परिंग

टेम्परिंग म्हणजे उष्मा उपचार प्रक्रियेचा संदर्भ आहे ज्यामध्ये शांत केलेले किंवा सामान्यीकृत स्टील कास्टिंग गंभीर बिंदू Ac1 पेक्षा कमी निवडलेल्या तापमानात गरम केले जाते आणि काही काळ धरून ठेवल्यानंतर, ते योग्य दराने थंड केले जातात. टेम्परिंग हीट ट्रीटमेंट तणाव दूर करण्यासाठी आणि स्टील कास्टिंगची प्लॅस्टिकिटी आणि कडकपणा सुधारण्यासाठी शांततेनंतर किंवा सामान्यीकरणानंतर प्राप्त झालेल्या अस्थिर संरचनेचे एका स्थिर संरचनेत रूपांतर करू शकते. सामान्यतः, क्वेंचिंग आणि उच्च तापमान टेम्परिंग उपचारांच्या उष्णता उपचार प्रक्रियेस क्वेंचिंग आणि टेम्परिंग उपचार म्हणतात. विझवलेले स्टील कास्टिंग वेळेत टेम्पर केले पाहिजे आणि जेव्हा आवश्यक असेल तेव्हा सामान्यीकृत स्टील कास्टिंग टेम्पर केले जावे. टेम्परिंगनंतर स्टील कास्टिंगचे कार्यप्रदर्शन टेम्परिंग तापमान, वेळ आणि वेळेच्या संख्येवर अवलंबून असते. टेम्परिंग तापमानात वाढ आणि कोणत्याही वेळी होल्डिंगची वेळ वाढवण्यामुळे केवळ स्टीलच्या कास्टिंगच्या शमन तणावापासून मुक्त होऊ शकत नाही, तर अस्थिर क्वेंच्ड मार्टेन्साइटचे टेम्पर्ड मार्टेन्साइट, ट्रोस्टाइट किंवा सॉर्बाइटमध्ये रूपांतर होते. स्टील कास्टिंगची ताकद आणि कडकपणा कमी केला जातो आणि प्लास्टिसिटी लक्षणीयरीत्या सुधारली जाते. कार्बाइड्स (जसे की क्रोमियम, मॉलिब्डेनम, व्हॅनेडियम आणि टंगस्टन इ.) मिश्रित घटकांसह काही मध्यम मिश्रधातूच्या स्टील्ससाठी, 400℃-500℃ तापमानात असताना कडकपणा वाढतो आणि कडकपणा कमी होतो. या घटनेला दुय्यम हार्डनिंग म्हणतात, म्हणजेच, टेम्पर्ड अवस्थेत कास्ट स्टीलची कठोरता जास्तीत जास्त पोहोचते. वास्तविक उत्पादनात, दुय्यम कडकपणा वैशिष्ट्यांसह मध्यम मिश्र धातु कास्ट स्टीलला अनेक वेळा टेम्पर करणे आवश्यक आहे.

(1) कमी तापमानात टेम्परिंग
कमी तापमान टेम्परिंगची तापमान श्रेणी 150℃-250℃ आहे. कमी तापमानाच्या टेम्परिंगमुळे टेम्पर्ड मार्टेन्साइट रचना मिळू शकते, जी मुख्यतः उच्च कार्बन स्टील आणि उच्च मिश्र धातुचे स्टील शमन करण्यासाठी वापरली जाते. टेम्पर्ड मार्टेन्साइट म्हणजे क्रिप्टोक्रिस्टलाइन मार्टेन्साइट अधिक बारीक ग्रॅन्युलर कार्बाइड्सची रचना. कमी तापमान टेम्परिंग नंतर हायपोएटेक्टॉइड स्टीलची रचना टेम्पर्ड मार्टेन्साइट आहे; कमी तापमानाच्या टेम्परिंगनंतर हायपर्युटेक्टॉइड स्टीलची रचना टेम्पर्ड मार्टेन्साइट + कार्बाइड्स + रिटेन्ड ऑस्टेनाइट असते. कमी तापमानाच्या टेम्परिंगचा उद्देश उच्च कडकपणा (58HRC-64HRC), उच्च ताकद आणि पोशाख प्रतिरोध राखून शमन केलेल्या स्टीलची कडकपणा योग्यरित्या सुधारणे हा आहे, तसेच स्टीलच्या कास्टिंगचा शमन तणाव आणि ठिसूळपणा लक्षणीयरीत्या कमी करणे.

(२) मध्यम तपमान टेम्परिंग
मध्यम तापमानाचे टेम्परिंग तापमान सामान्यतः 350℃-500℃ दरम्यान असते. मध्यम तापमानात टेम्परिंगनंतरची रचना म्हणजे फेराइट मॅट्रिक्सवर, म्हणजेच टेम्पर्ड ट्रोस्टाइट स्ट्रक्चरवर विखुरलेले आणि वितरीत केलेले सूक्ष्म-दाणेदार सिमेंटाइट. टेम्पर्ड ट्रोस्टाइट रचनेतील फेराइट अजूनही मार्टेन्साइटचा आकार राखून ठेवतो. टेम्परिंगनंतर स्टीलच्या कास्टिंगचा अंतर्गत ताण मुळात काढून टाकला जातो, आणि त्यांची लवचिक मर्यादा आणि उत्पन्न मर्यादा, उच्च सामर्थ्य आणि कडकपणा आणि चांगली प्लॅस्टिकिटी आणि कडकपणा आहे.

(3) उच्च तापमान tempering
उच्च तापमान टेम्परिंग तापमान सामान्यतः 500°C-650°C असते आणि उष्णता उपचार प्रक्रिया जी शमन करणे आणि त्यानंतरचे उच्च तापमान टेम्परिंग एकत्र करते त्याला सामान्यतः क्वेंचिंग आणि टेम्परिंग उपचार म्हणतात. उच्च तापमान टेम्परिंग नंतरची रचना टेम्पर्ड सॉर्बाइट आहे, म्हणजेच सूक्ष्म-दाणेदार सिमेंटाइट आणि फेराइट. टेम्पर्ड सॉर्बाइटमधील फेराइट हे बहुभुज फेराइट आहे जे पुनर्क्रियीकरणातून जाते. उच्च तापमान टेम्परिंगनंतर स्टील कास्टिंगमध्ये सामर्थ्य, प्लॅस्टिकिटी आणि कणखरपणाच्या बाबतीत चांगले सर्वसमावेशक यांत्रिक गुणधर्म असतात. मध्यम कार्बन स्टील, कमी मिश्रधातूचे पोलाद आणि जटिल शक्तींसह विविध महत्त्वपूर्ण संरचनात्मक भागांमध्ये उच्च तापमान टेम्परिंगचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो.

 

 

5) ठोस उपाय उपचार

सोल्युशन ट्रीटमेंटचा मुख्य उद्देश म्हणजे सुपरसॅच्युरेटेड सिंगल-फेज स्ट्रक्चर मिळविण्यासाठी घन द्रावणात कार्बाईड्स किंवा इतर अवक्षेपित टप्पे विरघळवणे. ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील, ऑस्टेनिटिक मँगनीज स्टील आणि पर्सिपिटेशन हार्डनिंग स्टेनलेस स्टीलच्या कास्टिंगवर सामान्यतः सॉलिड सोल्युशन उपचार केले पाहिजेत. सोल्यूशनच्या तापमानाची निवड कास्ट स्टीलच्या रासायनिक रचना आणि फेज आकृतीवर अवलंबून असते. ऑस्टेनिटिक मँगनीज स्टील कास्टिंगचे तापमान सामान्यतः 1000 ℃ - 1100 ℃ असते; ऑस्टेनिटिक क्रोमियम-निकेल स्टेनलेस स्टील कास्टिंगचे तापमान सामान्यतः 1000℃-1250℃ असते.

कास्ट स्टीलमध्ये कार्बनचे प्रमाण जितके जास्त आणि अघुलनशील मिश्रधातूचे घटक जितके जास्त तितके त्याच्या घन द्रावणाचे तापमान जास्त असावे. तांबे असलेल्या स्टील कास्टिंगच्या कडकपणासाठी, स्टीलच्या कास्टिंगची कडकपणा शीतकरणाच्या वेळी-कास्ट अवस्थेत कडक तांबे-समृद्ध अवस्थेतील पर्जन्यवृष्टीमुळे वाढते. रचना मऊ करण्यासाठी आणि प्रक्रिया कार्यप्रदर्शन सुधारण्यासाठी, स्टील कास्टिंगवर ठोस द्रावणाचा उपचार करणे आवश्यक आहे. त्याचे घन द्रावण तापमान 900℃-950℃ आहे.

6) पर्जन्य कठोर उपचार

पर्सिपिटेशन हार्डनिंग ट्रीटमेंट ही टेम्परिंग तापमान रेंजमध्ये चालणारी फैलाव मजबूत करणारी उपचार आहे, ज्याला कृत्रिम वृद्धत्व देखील म्हणतात. पर्सिपिटेशन हार्डनिंग ट्रीटमेंटचा सार असा आहे की उच्च तापमानात, कार्बाईड्स, नायट्राइड्स, इंटरमेटॅलिक कंपाऊंड्स आणि इतर अस्थिर इंटरमीडिएट टप्पे सुपरसॅच्युरेटेड सॉलिड सोल्युशनमधून प्रक्षेपित होतात आणि मॅट्रिक्समध्ये विखुरले जातात, त्यामुळे कास्ट स्टील सर्वसमावेशक बनते यांत्रिक गुणधर्म आणि कडकपणा.

वृद्धत्व उपचारांचे तापमान स्टील कास्टिंगच्या अंतिम कार्यक्षमतेवर थेट परिणाम करते. वृद्धत्वाचे तापमान खूप कमी असल्यास, पर्जन्य कडक होण्याचा टप्पा हळूहळू अवक्षेपित होईल; जर वृद्धत्वाचे तापमान खूप जास्त असेल तर, अवक्षेपित अवस्थेचे संचय जास्त वृद्धत्वास कारणीभूत ठरेल आणि सर्वोत्तम कामगिरी प्राप्त होणार नाही. म्हणून, कास्ट स्टील ग्रेड आणि स्टील कास्टिंगच्या निर्दिष्ट कामगिरीनुसार फाउंड्रीने योग्य वृद्धत्वाचे तापमान निवडले पाहिजे. ऑस्टेनिटिक उष्णता-प्रतिरोधक कास्ट स्टीलचे वृद्धत्व तापमान सामान्यतः 550℃-850℃ असते; उच्च-शक्ती पर्जन्य कठोर कास्ट स्टीलचे वृद्धत्व तापमान सामान्यतः 500℃ असते.

7) तणावमुक्ती उपचार

स्ट्रेस रिलीफ हीट ट्रीटमेंटचा उद्देश कास्टिंग स्ट्रेस, मशीनिंगद्वारे तयार होणारा ताण आणि तणाव दूर करणे आहे, जेणेकरून कास्टिंगचा आकार स्थिर होईल. तणावमुक्त उष्णता उपचार सामान्यतः Ac1 च्या खाली 100°C-200°C पर्यंत गरम केले जाते, नंतर काही काळासाठी ठेवले जाते आणि शेवटी भट्टीसह थंड केले जाते. तणावमुक्तीच्या प्रक्रियेदरम्यान स्टील कास्टिंगची रचना बदलली नाही. कार्बन स्टील कास्टिंग, लो-अलॉय स्टील कास्टिंग आणि हाय-अलॉय स्टील कास्टिंग या सर्वांवर तणावमुक्ती उपचार केले जाऊ शकतात.

 

 

4. स्टील कास्टिंग्जच्या गुणधर्मांवर उष्णता उपचारांचा प्रभाव

रासायनिक रचना आणि कास्टिंग प्रक्रियेवर अवलंबून स्टील कास्टिंगच्या कार्यप्रदर्शनाव्यतिरिक्त, उत्कृष्ट सर्वसमावेशक यांत्रिक गुणधर्म बनवण्यासाठी विविध उष्णता उपचार पद्धती देखील वापरल्या जाऊ शकतात. उष्मा उपचार प्रक्रियेचा सामान्य हेतू म्हणजे कास्टिंगची गुणवत्ता सुधारणे, कास्टिंगचे वजन कमी करणे, सेवा आयुष्य वाढवणे आणि खर्च कमी करणे. कास्टिंगचे यांत्रिक गुणधर्म सुधारण्यासाठी उष्णता उपचार हे एक महत्त्वाचे साधन आहे; कास्टिंगचे यांत्रिक गुणधर्म हे उष्मा उपचारांच्या परिणामाचे मूल्यांकन करण्यासाठी एक महत्त्वाचे सूचक आहेत. खालील गुणधर्मांव्यतिरिक्त, फाऊंड्रीमध्ये प्रक्रिया प्रक्रिया, कटिंग परफॉर्मन्स आणि उष्मा-उपचार करणारे स्टील कास्टिंग करताना कास्टिंगच्या वापराच्या आवश्यकता यासारख्या घटकांचा देखील विचार करणे आवश्यक आहे.

1) कास्टिंगच्या सामर्थ्यावर उष्णतेच्या उपचारांचा प्रभाव
समान कास्ट स्टील रचनेच्या स्थितीत, वेगवेगळ्या उष्णता उपचार प्रक्रियेनंतर स्टील कास्टिंगची ताकद वाढण्याची प्रवृत्ती असते. सामान्यतः, कार्बन स्टील कास्टिंग आणि लो मिश्रित स्टील कास्टिंगची तन्य शक्ती उष्णता उपचारानंतर 414 MPa-1724 MPa पर्यंत पोहोचू शकते.

2) स्टील कास्टिंगच्या प्लॅस्टिकिटीवर उष्णता उपचारांचा प्रभाव
स्टीलच्या कास्टिंगची रचना खरखरीत आहे आणि प्लास्टीसिटी कमी आहे. उष्णता उपचारानंतर, त्याची सूक्ष्म रचना आणि प्लॅस्टिकिटी त्यानुसार सुधारली जाईल. विशेषत: क्वेंचिंग आणि टेम्परिंग ट्रीटमेंट (क्वेंचिंग + उच्च तापमान टेम्परिंग) नंतर स्टील कास्टिंगची प्लॅस्टिकिटी लक्षणीयरीत्या सुधारली जाईल.

3) स्टील कास्टिंगची कडकपणा
स्टील कास्टिंगच्या कडकपणा निर्देशांकाचे मूल्यमापन प्रभाव चाचण्यांद्वारे केले जाते. स्टील कास्टिंगची ताकद आणि कणखरपणा ही परस्परविरोधी निर्देशकांची जोडी असल्याने, ग्राहकांना आवश्यक असलेले सर्वसमावेशक यांत्रिक गुणधर्म प्राप्त करण्यासाठी फाऊंड्रीने योग्य उष्णता उपचार प्रक्रिया निवडण्यासाठी सर्वसमावेशक विचार करणे आवश्यक आहे.

4) कास्टिंग्जच्या कडकपणावर उष्णतेच्या उपचारांचा प्रभाव
जेव्हा कास्ट स्टीलची कठोरता समान असते, तेव्हा उष्णता उपचारानंतर कास्ट स्टीलची कठोरता कास्ट स्टीलची ताकद अंदाजे प्रतिबिंबित करू शकते. म्हणून, उष्णता उपचारानंतर कास्ट स्टीलच्या कार्यक्षमतेचा अंदाज घेण्यासाठी कठोरता अंतर्ज्ञानी निर्देशांक म्हणून वापरली जाऊ शकते. सामान्यतः, कार्बन स्टील कास्टिंगची कडकपणा उष्णता उपचारानंतर 120 HBW - 280 HBW पर्यंत पोहोचू शकते.