2.1 Основная схема

(1) Определение содержания тиксотропного элемента Mn в соответствии с диаметром шара чугунной мельницы и методом охлаждения, принятие правильного состава для реализации ожидаемой цели литой структуры, усиление эффекта модификации соединения редкоземельными элементами для реализации образования шейки карбида, разрыва сетки и трансформации прутка, принятие микроэлемента многоэлементного легирования для улучшения основы, вязкости и твердости тела, для улучшения и очищения эвтектической структуры и формирования твердости и высокотвердой структуры.

2) Усиление эффекта рафинирования, раскисления и модифицирования для обеспечения однородности и стабильности литой микроструктуры.

3) Машина центробежного литья используется для измельчения зерен, уплотнения структуры затвердевания, изменения размера и формы дендритов, а также уменьшения включений.

4) Во всем процессе большое внимание уделяется снижению возможного внутреннего напряжения мелющего шара, принимая это за центральное место, принимаются эффективные технические меры для процессов плавки, литья и затвердевания, методов извлечения из формы и охлаждения, а также технологических параметров процесса обработки при низких температурах.

2.2 Требования к испытаниям

Печь представляет собой среднечастотную печь весом 20 кг, в ней используется двойной платинородий, для измерения температуры используется термопара, температура печи составляет 1500 ~ 1550 °C, температура заливки — 1360 ~ 1410 °C, а мелющий шар диаметром 80 мм изготавливается с помощью центробежной литейной машины для литья металла в формы.

2.3 Композиционный дизайн

При проектировании композиции следует учитывать:

1) Контролировать общее количество карбидов путем обоснованного выбора содержания углерода, подбирать Si/C в соответствии со скоростью охлаждения чугунных шаров разного диаметра, уменьшать «сетчатое состояние» карбидов, в то же время относительное количество M₇С₃ будет увеличено за счет осаждения атомов Cr из-за растворения некарбидных SI, чтобы усилить эффект модификации карбидов вне сетки и стержня путем модификации градиентного рекомбинационного соединения, а также реализовать разумную фазовую структуру путем надлежащего распределения состава.

2) Рафинирование, модификация и модифицирование границ зерен, очистка и измельчение зерен, контроль количества неметаллических включений, улучшение формы и размера неметаллических включений для повышения прочности.

3) При условии получения высокой вязкости можно в полной мере задействовать твердость мартенситной матрицы. Твердость материала можно дополнительно повысить путем микролегирования.

Ведущей фазой эвтектической структуры среднехромистого белого чугуна является цементит; слишком низкое содержание углерода не способствует повышению твердости, а слишком высокое содержание углерода может увеличить объем карбидов в структуре, образуя большую сеть, как карбиды, это напрямую влияет на степень и распределение образования мартенсита. Когда содержание углерода снижается с 3,2% до 2,5%, количество эвтектики и карбида уменьшается на 40% ~ 50%. Когда выбран процесс термообработки, количество цементита уменьшается из-за осаждения дисперсного зернистого вторичного цементита и эвтектики. Затем эвтектический карбид легко отламывается; он может развиваться дальше в направлении полосы и блока. Диаметр шара чугунной мельницы и состояние формы обычно определяют содержание углерода в 1,8% ~ 2,8%. Из химического состава эвтектики, существует определенное соответствие между CR и C в эвтектике, и между общим процентным содержанием карбида Fe, CR в эвтектике, и химическим составом эвтектики, соответствующее соотношение может быть грубым следующим образом: процентное содержание карбида FE-CR в эвтектике (%) = 12,33 ×% C + 0,55 ×% CR-15. Два. В общем, когда содержание хрома составляет около 8%, он не только может полностью раствориться в карбидах во время затвердевания, но и образующиеся сплавы железо-хромовых карбидов являются довольно стабильными.

Обычный белый чугун получают в основном путем регулирования кремния в соответствии с толщиной стенки. Кремний также является очень важным элементом для легированного белого чугуна, поэтому контроль кремния должен быть очень тщательным. Доказано, что при содержании кремния 0,5% ~ 1,0% значение SI/C равно 0. Когда содержание кремния слишком высокое, это невыгодно для образования высокоуглеродистого мартенсита. Сера и фосфор контролируются при ≤0,06%.

Большинство легирующих элементов играют роль в задержке превращения аустенита и превращения в аустенит. При рассмотрении многоэлементного легирования для реализации желаемой литой микроструктуры, в то же время следует избегать частичной перлитной структуры, что обычно происходит, когда степень, в которой многоэлементное легирование замедляет превращение аустенита, не является подходящей, эта смесь мартенсита и перлита вызывает внутреннее напряжение из-за двух различных превращений, потому что в аустените сначала происходит перлитное превращение, а мартенситная матрица преобразуется позже. Установлено, что надлежащее сочетание тиксотропного элемента Mn с Cu, Ni, Mo и V может заставить матрицу шаровой мельницы чугуна получить мелкопластинчатый мартенсит + надлежащее количество аустенита. Затем при последующей субтемпературе во время обработки происходит частичное превращение остатка → m. Матрица получает вторичное упрочнение, и диспергированный мелкозернистый вторичный цементит распределяется в матрице. Количество Mn обычно составляет 2. 0% ~ 3. 5%, что хорошо. Добавление микроэлементов, таких как V, Ti, W и NB, образует карбиды MC с более высокой твердостью. Во-вторых, из-за высокой температуры плавления карбидов типа MC эвтектическая структура очищается за счет диффузионного зародышеобразования на ранней стадии затвердевания. С увеличением времени затвердевания количество зерен увеличивается, жидкая пленка постепенно уменьшается, деформация уменьшается, пластичность увеличивается, а чувствительность к термическому растрескиванию значительно уменьшается.

2.4 Основные технические параметры

Разрыв сетчатых эвтектических карбидов происходит в основном в слабых соединительных частях сетки, таких как некоторые поперечные сечения, резкие изменения, слабые ответвления и т. д., карбид разрушается и превращается в стержень или кусок, а твердость увеличивается за счет твердой матрицы, карбида MC и вторичного цементита.

1) Для усиления рафинирования первичного аустенита принят «двухшаговый метод» для обработки их композитного модификатора, т. е. добавление модификатора в печи, железо и водяные мешки. Таким образом, аустенитный дендрит может быть рафинирован и проконтролирован, может быть создана эвтектика, могут быть сформированы более слабые соединительные части карбида, и может быть усилено и ускорено поведение разрыва сети. Si20Al50Fe + SiC использовался в качестве комплексного раскислителя, CAC2 использовался в качестве десульфуратора, а средняя электромагнитная сила перемешивания использовалась в индукционной печи средней частоты для реализации полного перемешивания элементов сплава и агента обработки.

2) Дефекты шлаковых включений, усадочной пористости и воздушных раковин были полностью устранены с помощью центробежной шаровой литейной машины. Керамическое волокно используется в качестве основы формы, а покрытие и ацетиленовый дым используются в качестве рабочего покрытия для управления скоростью охлаждения отливки, что делает структуру затвердевания мелкой и однородной, а литейное напряжение небольшим.

3) Минералы используются в качестве тиксотропного элемента для повышения стабильности аустенита, литая структура реализуется как остаток М + А

4) Применение процесса обработки при температуре 550 ~ 650 °C, строгий контроль скорости нагрева, для достижения медленного подъема температуры, чтобы предотвратить увеличение напряжения.