2.1 Schéma principal

(1) Déterminer la teneur en élément thixotrope Mn en fonction du diamètre de la bille du broyeur en fonte et de la méthode de refroidissement, adopter la conception de composition correcte pour atteindre l'objectif attendu de la structure telle que moulée, renforcer l'effet de modification du composé de terre rare pour réaliser le rétrécissement du carbure, le filet brisé et la transformation de la barre, adopter le microélément d'alliage multi-éléments pour améliorer la base, la ténacité et la dureté du corps, pour améliorer et affiner la structure eutectique et pour former la dureté et la structure très dure.

2) Renforcement de l'effet de raffinage, de désoxydation et de modification pour assurer l'homogénéité et la stabilité de la microstructure une fois moulée.

3) La machine de coulée centrifuge est utilisée pour affiner les grains, compacter la structure de solidification, modifier la taille et la forme des dendrites et réduire l'inclusion.

4) Dans l'ensemble du processus, une grande attention est accordée à la réduction des éventuelles contraintes internes de la bille de broyage, en prenant cela comme centre, des mesures techniques efficaces sont adoptées pour les processus de fusion, de coulée et de solidification, les méthodes de démoulage et de refroidissement, et les paramètres technologiques du processus de traitement à sous-température.

2.2 Exigences relatives aux tests

Le four est un four à moyenne fréquence de 20 kg, du double platine-rhodium est utilisé, le thermocouple est utilisé pour mesurer la température, la température du four est de 1500 ~ 1550 °C, la température de coulée est de 1360 ~ 1410 °C et la bille de broyage de 80 mm est fabriquée par une machine de coulée centrifuge de métal et de moule.

2.3 Conception de la composition

La conception de la composition doit prendre en compte :

1) Pour contrôler la quantité totale de carbures en sélectionnant raisonnablement la teneur en carbone, pour sélectionner Si/C en fonction de la vitesse de refroidissement des boulets de broyeur en fonte de différents diamètres, pour diminuer « l'état de réseau » des carbures, en même temps, la quantité relative de M₇C₃ sera augmenté en raison de la précipitation des atomes de Cr en raison de la dissolution des non-carbures SI, pour renforcer l'effet des carbures hors réseau et de la modification de la tige par une modification graduée du composé, et pour réaliser la structure de phase raisonnable par une distribution de composition appropriée.

2) Affinage, modification et inoculation des joints de grains, purification et raffinage des grains, contrôle de la quantité d'inclusions non métalliques, amélioration de la forme et de la taille des inclusions non métalliques pour améliorer la ténacité.

3) En vue d'obtenir une ténacité élevée, la dureté de la matrice martensitique peut être pleinement exploitée. La dureté du matériau peut être encore améliorée par microalliage.

La cémentite est la phase principale de la structure eutectique de la fonte blanche à teneur moyenne en chrome. Une teneur en carbone trop faible nuit à l'augmentation de la dureté, tandis qu'une teneur en carbone trop élevée peut augmenter le volume de carbures dans la structure, formant ainsi un réseau important, comme les carbures, ce qui affecte directement le degré et la distribution de la formation de martensite. Lorsque la teneur en carbone passe de 3,2% à 2,5%, la quantité d'eutectique et de carbure diminue de 40% à 50%. Le choix du procédé de traitement thermique réduit la quantité de cémentite en raison de la précipitation de cémentite secondaire granulaire dispersée et de l'eutectique. Le carbure eutectique est alors facilement cassable ; il peut se développer davantage en bande et en bloc. Le diamètre des billes du broyeur en fonte et l'état du moule déterminent généralement la teneur en carbone, comprise entre 1,8% et 2,8%. Français D'après la composition chimique de l'eutectique, il existe une certaine correspondance entre CR et C dans l'eutectique, et entre le pourcentage total de carbure Fe, CR dans l'eutectique et la composition chimique de l'eutectique, la relation correspondante peut être grossièrement la suivante : le pourcentage de carbure FE-CR dans l'eutectique (%) = 12,33 × % C + 0,55 × % CR-15. Deux. En général, lorsque la teneur en chrome est d'environ 8%, non seulement il peut se dissoudre complètement en carbures pendant la solidification, mais les carbures d'alliage fer-chrome formés sont également assez stables.

La fonte blanche courante est principalement obtenue en ajustant le silicium en fonction de l'épaisseur de paroi. Le silicium est également un élément essentiel pour la fonte blanche alliée ; son contrôle doit donc être rigoureux. Il a été démontré qu'une teneur en silicium comprise entre 0,51 TP3T et 1,01 TP3T donne un rapport SI/C de 0. Une teneur trop élevée en silicium nuit à la formation de martensite à haute teneur en carbone. Le soufre et le phosphore sont contrôlés à ≤ 0,061 TP3T.

La plupart des éléments d'alliage contribuent à retarder la transformation de l'austénite et à la transformer en austénite. Si l'on envisage l'alliage multi-éléments pour obtenir la microstructure brute de coulée souhaitée, il convient d'éviter la structure perlitique partielle, généralement observée lorsque l'alliage multi-éléments ne ralentit pas la transformation de l'austénite de manière appropriée. Ce mélange de martensite et de perlite provoque des contraintes internes dues à deux transformations différentes, car dans l'austénite, la transformation perlitique a lieu en premier, puis la matrice martensitique. Il a été démontré qu'une combinaison appropriée de l'élément thixotrope Mn avec Cu, Ni, Mo et V permet d'obtenir une matrice de billes de broyeur en fonte contenant de la martensite lamellaire fine et la quantité adéquate d'austénite. Lors de la sous-température suivante, lors du traitement, une transformation résiduelle partielle → m se produit. La matrice subit un durcissement secondaire et la cémentite secondaire fine dispersée s'y répartit. La teneur en manganèse est généralement comprise entre 2,0% et 3,5%. L'ajout d'oligo-éléments tels que V, Ti, W et NB permet d'obtenir des carbures MC d'une dureté supérieure. De plus, grâce à leur point de fusion élevé, la structure eutectique est affinée par nucléation par diffusion dès le début de la solidification. Avec l'allongement du temps de solidification, le nombre de grains augmente, le film liquide diminue progressivement, la déformation diminue, la plasticité augmente et la sensibilité à la fissuration thermique diminue significativement.

2.4 Les principaux paramètres techniques

La déconnexion des carbures eutectiques réticulés se produit principalement dans les parties de connexion faibles du réseau, telles que certaines sections transversales, les changements brusques et les branches faibles, etc., le carbure a été cassé et transformé en tige ou en morceau, et la dureté a été augmentée par la matrice dure, le carbure MC et la cémentite secondaire.

1) Afin de renforcer l'affinage de l'austénite primaire, la méthode en deux étapes a été adoptée pour traiter son modificateur composite, c'est-à-dire l'ajout du modificateur dans le four, de fer et de poches d'eau. De cette manière, les dendrites d'austénite peuvent être affinées et contrôlées, l'eutectique peut être réalisé, des liaisons carbure plus faibles peuvent être formées et le comportement à la rupture du réseau peut être renforcé et accéléré. Si20Al50Fe + SiC a été utilisé comme désoxydant complet, CAC2 comme désulfurant, et une force d'agitation électromagnétique moyenne a été utilisée dans un four à induction moyenne fréquence pour réaliser l'agitation complète des éléments d'alliage et de l'agent de traitement.

2) Les défauts d'inclusion de scories, de porosité de retrait et de trous d'air ont été complètement éliminés grâce à l'utilisation d'une machine de coulée centrifuge à billes métalliques. La fibre céramique est utilisée comme base du moule, tandis que le revêtement et la fumée d'acétylène servent de revêtement de travail pour contrôler la vitesse de refroidissement de la pièce, ce qui permet d'obtenir une structure de solidification fine et uniforme et de faibles contraintes de coulée.

3) Les minis sont utilisés comme élément thixotrope pour augmenter la stabilité de l'austénite, la structure telle que coulée est réalisée sous forme de résidu M + A

4) L'application d'un processus de traitement sous-température de 550 ~ 650 °C, un contrôle strict de la vitesse de chauffage, pour obtenir une montée en température lente, afin d'éviter l'augmentation du stress.