Teleskopický materiál hydraulického válce 27SiMn technologie zpracování trubek před obráběním
Předmluva
Trubka válce je klíčovým prvkem, který tvoří vnitřní dutinu pro zadržování tekutiny. Proto komplexní výkon válce válce, jako je odolnost proti tlaku, odolnost proti opotřebení a únavová pevnost, hraje klíčovou roli v životnosti teleskopického hydraulického válce.
Obecně je požadováno, aby trubka válce vydržela tlak v rozmezí 22 MPa (nepřetržitý tlak), a to až do 55 MPa. Proto jsou při výrobě teleskopických trubek hydraulických válců jasně definovány technické podmínky ocelových trubek pro válce válců. Trubka pro teleskopické hydraulické válce obvykle přijímá následující procesy: proces odlehčení žíhání, normalizace procesu tepelného zpracování, proces kalení a temperování tepelného zpracování atd. Trubka vyrobená výše uvedenými procesy tepelného zpracování má různé technické vlastnosti a je vhodná pro hydraulické válce pracující v různých prostředích.
1 Technické podmínky trubkového teleskopického válce
Při výrobě materiálu 27SiMn k výrobě hydraulických válců jsou technické požadavky na trubky následující.
1.1 Chemické složení: C: 0,24 ～ bai0,32 Si: 1,10 ～ 1,40 Mn: 1,10 ～ 1,40 P: ≤0,035 S: ≤0,035 Cu: ≤0,30 Cr: ≤0 ..
1.2 Mechanické vlastnosti
Pevnost v tahu Rm≥ 860 MPa, mez kluzu ReH≥760MPa; rychlost prodloužení A5≥12%, rychlost smrštění Ψ≥40%; nárazová energie AkV2 (20 ℃) ≥39J; tvrdost 240∼280HBW
1.3 Výkon procesu
Tlaková zkouška při pokojové teplotě vydrží tlak 25 ~ 30 MPa (trvalý tlak)
1.4 Metalografická organizace
Oduhličovací vrstva ≤ 0,20 mm; pokud jde o makrostrukturu, celková volnost, středová volnost a segregace ocelové trubky jsou ≤2 a neměla by být žádná smršťovací dutina, podkožní bubliny, bílé skvrny, odlupování, delaminace, praskliny a další inkluze. ; Metalografická struktura je temperovaný sorbit + perlit, úroveň 3.
1.5 Drsnost povrchu
Drsnost povrchu Rа≤12,5µm
1.6 Přesnost geometrie
Rozměrové tolerance vnitřního a vnějšího průměru jsou oba ± 0,15 mm
2 2/3/4/5 stupňová teleskopická válcová trubka Proces kaleného a temperovaného tepelného zpracování
Ke splnění technických požadavků jednočinných nebo dvojčinných teleskopických hydraulických válců používaných ve složitých prostředích, aby trubka měla dostatečnou pevnost, tvrdost, houževnatost, odolnost proti tlaku a odolnost proti únavě, je nejideálnější volbou použít kalené a temperované tepelné zpracování proces úpravy komplexních mechanických vlastností materiálu
2.1 Konvenční proces tepelného zpracování kalením a temperováním
Aby trubka pro válcovou trubku měla vynikající vlastnosti, jako je vysoká pevnost, vysoká tvrdost, dobrá odolnost proti opotřebení, silná plasticita, vysoká tlaková odolnost, malá deformace, menší oduhličení a dlouhá životnost, je tepelné zpracování trubky provedeno podle následující proces.
Podle charakteristik materiálu 27SiMn je specifický proces kalení a temperování tepelným zpracováním: ohřev na 910∼920 ° C, přidržení po dobu 35 minut a poté vodní chlazení; poté se použije temperovací tepelné zpracování na 510∼520 ℃ po dobu 180 minut.
Po tomto tepelném zpracování je drsnost povrchu trubky 12,5 μm a tloušťka oduhličené vrstvy je 0,10 mm; metalografická struktura je temperovaný sorbit + perlit + polosíť, pás, blok, jehlicovitý ferit (obrázek 3), 5 tříd velikosti zrna; odolat tlaku 30 MPa (posledních 10 s).
Analyzujte výsledky testu a získejte:
① Poté, co je teleskopická trubka hydraulického válce kalena a temperována a tepelně zpracována, pevnost v tahu, mez kluzu, prodloužení, zmenšení plochy, energie nárazu, povrchová úprava a hloubka oduhličení splňují technické požadavky hydraulických válců;
② Trubka teleskopického hydraulického válce je po kalení a temperování tepelně zpracována silně deformována, což nemůže splnit technické požadavky hydraulického válce;
③ Poté, co trubka teleskopického hydraulického válce podstoupí kalení a popouštění tepelným zpracováním, je metalografická struktura trubice temperovaný sorbit + perlit + polosíťovaný, pásový, masivní, jehlicovitý ferit, s velikostí zrna stupně 5, který nedosahuje úrovně válce hydraulického válce. požadavek na dovednosti.
2.2 Analýza důvodů špatného účinku procesu tepelného zpracování kalením a temperováním
2.2.1 Geometrická přesnost ocelové trubky způsobuje vážné deformace
Když je trubka kalena při vysoké teplotě, vlivem rychlého ochlazení chladicího média dochází okamžitě k fenoménu tepelné roztažnosti a kontrakce a zbytkové napětí samotné trubky je špatné, což má za následek vážnou deformaci trubky s přesnou tolerancí po kalení a temperování. Proto je nutné přijmout proces tepelného zpracování, který zcela eliminuje napětí a stabilizuje konstrukci před kalením a popouštěním, což může účinně zabránit deformaci trubky během kalení a popouštění.
2.2.2 Metalografická organizace nesplňuje požadavky
(1) Teplota během zahřívání výše uvedeného procesu kalení a popouštění nemůže splnit požadavky transformace metalografické struktury. Příliš nízká teplota kalení způsobí, že se ferit úplně nerozpustí a nebude plně austenitizován. V tomto případě se provádí chlazení a kalení, takže masivní ferit, který byl vysrážen před kalením, se postupně zvyšuje s poklesem teploty a prodloužením času
(2) Transformace martenzitu není dokončena. Než může dojít k transformaci martenzitu, musí být austenit ochlazen na počáteční teplotu transformace martenzitu Ms rychlostí chlazení větší než kritická rychlost chlazení. Transformace martenzitu se liší od transformace perlitu. Když je austenit ochlazen na jakoukoli teplotu pod bodem Ms, obvykle ho není nutné naočkovat. Transformace začíná okamžitě a probíhá velmi rychle, ale transformace se rychle zastaví a nelze ji dokončit. .
Aby mohla transformace pokračovat, musí být teplota snížena. Když teplota klesne na konečnou teplotu transformace martenzitu Mf, transformace martenzitu již nemůže pokračovat. I když je ochlazení pod Mf, množství transformace martenzitu nedosáhlo 100%, ale transformace martenzitu se zastavila a dochází k neúplnému fenoménu transformace martenzitu. Proto je v tomto procesu kalení a popouštění nutné vhodně zvýšit teplotu kalení a dobu zdržení, aby se urychlila a zajistila transformace austenitu. Současně trubice 27 simn přijímá chlazení vodním postřikem při chlazení, aby se předešlo nevýhodám chlazení pomocí nádrže na chladicí vodu (trubice 27 simn vstupuje do nádrže na vodu pro chlazení ihned po vyjmutí z pece a nemůže zaručit teplota transformace martenzitu Ms bod. Transformace těla může pokračovat. Transformaci martenzitu lze provést pouze za podmínky nepřetržitého chlazení. Když je vodní nádrž ochlazena, je trubka přímo ochlazena na teplotu chladicí vody vodní nádrže, která nemůže účinně odrážet bod paní). Protože bod Ms tohoto materiálu je 355 °, po rozprašování vody k ochlazení na tuto teplotu bodu Ms může být martenzit účinně a úplně transformován za podmínek kontinuálního rozprašování vody, jinak dojde k neúplné transformaci austenitu a zadržení austenitické organizace
(3) Chladicí médium nemůže dosáhnout rychlého efektu tepelné difúze chlazení trubky během kalení. Pokud se k chlazení ocelové trubky přímo používá voda z vodovodu, rychlost chlazení je příliš rychlá, místní smrštění za studena je nerovnoměrné, látka ve struktuře není dostatečně rozptýlená, vnitřní napětí je velké a trubka je náchylná k praskání a deformace. Aby kalicí chladicí médium mělo vlastnosti rovnoměrné teploty chlazení, malého teplotního rozdílu a rychlé rychlosti chlazení, je obecnou technologií kalení přidání soli a dalších směsí do vodovodní vody, zejména při kalení a chlazení legované oceli. Chladicí chlazení přijímá solící opatření, která mohou uspokojit různé požadavky na izotermickou teplotu a rychlost chlazení. Proto je nutné do chladicí vody přidat 5% až 10% průmyslové soli, aby se dosáhlo účinků rovnoměrné teploty, malého teplotního rozdílu, vysoké rychlosti chlazení a rovnoměrné vnitřní struktury materiálu.
2.2.3 Vliv rychlosti ohřevu a chlazení na metalografickou strukturu a deformaci trubice
Rychlost ohřevu a chlazení je v procesu tepelného zpracování velmi důležitá. U velkých obrobků, dílů zvláštního tvaru, trubek atd. Existují konstrukční vady, které neprospívají tepelnému zpracování. Rychlosti ohřevu a chlazení je třeba omezit na určitý rozsah, jinak to způsobí nadměrné teplotní rozdíly v různých částech obrobku a způsobí ohřev obrobku. ovlivnit, zda je proces austenitizace dokončen.
(1) Omezte rychlost ohřevu. Omezením rychlosti ohřevu je ohřívat každou část trubice rovnoměrněji. Pokud je rychlost ohřevu příliš rychlá, část struktury nebude austenitizována a na začátku ochlazování se vytvoří troostit, což ovlivní nejen rovnoměrnost austenitizace, ale také způsobí po kalení Zrna jsou hrubá, dokonce mezikrystalová objeví se praskliny a ocelová trubka se zdeformuje. Rychlost ohřevu současně ovlivňuje mikrostrukturu materiálu. Během procesu ohřevu jsou otáčky vysoké a část druhé fáze nemá čas se rozpustit.
(2) Zvyšte rychlost chlazení. Během žíhání by měla být rychlost ochlazování pomalá, ale během kalení a ochlazování, za předpokladu zajištění mikroformace a bez praskání, čím rychleji, tím lépe. Rychlost ochlazování přímo ovlivňuje strukturu vytvořenou kalením a martenzit kalené struktury lze získat pouze při určité rychlosti.
Rychlost ohřevu a chlazení proto přímo ovlivňuje rychlost krystalizace a pravděpodobnost deformace ocelové trubky. Pouze přesným řízením rychlosti ohřevu a ochlazování v tomto procesu tepelného zpracování lze zaručit metalurgickou strukturu kovového materiálu a zabránit deformaci trubky.
2.3 Vylepšený proces kalení a temperování tepelným zpracováním
Podle výše uvedené analýzy je přijat proces tepelného zpracování ocelové trubky pro trubku, aby se zcela eliminovalo napětí a stabilizovala struktura; poté je přijat proces kalení a popouštění ocelové trubky.
Po výše uvedeném procesu kalení a temperování je trubka testována a její geometrická rozměrová přesnost, přímost a výkon jsou velmi dobré; drsnost povrchu trubky je 12,5 μm, tloušťka oduhličovací vrstvy je 0,15 mm; ocelová trubka nemá žádné zbytkové smrštění, podkožní bubliny, bílé skvrny, odlupování, delaminaci, praskliny atd., pórovitost a segregace ve středu jsou na úrovni 2 a metalografická struktura je na úrovni 3 (temperovaný sorbit + ferit ) (Obrázek 7); vydržet tlak 35∼38 MPa (trvá 10 s).
Poté, co teleskopická trubka hydraulického válce prochází kalením a temperováním, kromě změny přímosti, ostatní komplexní ukazatele plně splňují technické požadavky trubky hydraulického válce a dosahují očekávaného účelu. Důvodem změny přímosti ocelové trubky je to, že kvůli rozdílu zbytkového napětí v každé části trubky a při vysokoteplotním kalení je ovlivněna rychlým ochlazením chladicího média, které způsobí okamžité tepelné roztažení a smrštění, což způsobí ohnutí ocelové trubky po kalení a popouštění.
Efektivní opatření k řešení vážného ohybu trubky po kalení a popouštění jsou:
Trubice musí podstoupit předběžnou předběžnou korekci. Po dokončení procesu kalení a popouštění bude ocelová trubka podrobena konečnému dokončení, aby ocelová trubka mohla plně splňovat technické požadavky teleskopického hydraulického válce.
Závěr
Upravený proces kalení a popouštění prošel mnoha opakovanými praktickými testy a provedl analýzu a demonstraci. Plně využívá legovací prvky obsahující legovanou ocel a má silné vlastnosti kalitelnosti, přijímá proces kalení a popouštění pro zlepšení komplexního výkonu materiálu a přijímá trubku před kalením a popouštěním. Proces tepelného zpracování, který v první fázi zcela eliminuje pnutí a stabilizuje strukturu, a poté přijímá proces tepelného zpracování kalením a popouštěním (kalením + temperování), aby upravil komplexní mechanické vlastnosti materiálu tak, ocelová trubka má vysokou pevnost, vysokou tvrdost, dobrou odolnost proti opotřebení, silnou plasticitu a tlak Komplexní výkonnostní výhody, jako je velká velikost, menší oduhličování a mírná deformace, plně splňují technické požadavky teleskopické hydra