تأثير المثقاب والنيكل على مقاومة التلف الحراري لصلب الصب بالقالب 4Cr5Mo2V

4Cr5 Mo2V عبارة عن فولاذ قالب مصبوب شائع الاستخدام. في عملية صب سبائك الألومنيوم ، بسبب تآكل الألومنيوم المصهور والالتصاق به ، فإن القالب سوف يعاني من أضرار حرارية ، مثل التعب الحراري وفقدان الذوبان الحراري ، مما يؤدي إلى انخفاض في صلابته وحتى فشل سابق لأوانه.

من أجل دراسة ما إذا كان النيكل أو الجفاف يمكن أن يحسن مقاومة التلف الحراري لقوالب الصب بالقالب من سبائك الألومنيوم ، تم تحضير كتل اختبار فولاذية 4Cr5 Mo2V و 4Cr5Mo2V تحتوي على 1٪ Ni و 1٪ Co (جزء الكتلة) ، وتم تطعيمها بعد تبريد وتلطيف. في القالب الثابت لقالب الصب ، تم صب سبائك الألومنيوم ADC12 بدرجة حرارة 800 بعد ذلك 200 إلى 1,000 مرة ، وتم فحص التشكل الكلي والصلابة السطحية لكتلة الاختبار.

تظهر النتائج أنه بعد سبائك الألومنيوم المصبوبة 1,000 مرة ، فإن كتلة الاختبار الفولاذية 4Cr5Mo2V تلتصق بالألمنيوم بشدة وتنتج عددًا قليلاً جدًا من الشقوق الشبيهة بالشبكة ؛ كتلة الاختبار الفولاذية المحتوية على Ni ملتصقة قليلاً بالألمنيوم ، وكتلة اختبار الفولاذ المحتوية على Co تكون ملتصقة بالألمنيوم على أقل تقدير ، مما يشير إلى أن محتوى 1٪ من فولاذ Co 4Cr5Mo2V لديه أفضل مقاومة للتلف الحراري لسبائك الألومنيوم المصبوب. بالإضافة إلى ذلك ، مقارنة بالصلابة قبل سبائك الألومنيوم المصبوبة بالقالب ، بعد 1,000 مرة من الصب بالقالب ، انخفضت صلابة السطح لفولاذ 4Cr5Mo2V وعينات الصلب 4Cr5Mo2V المحتوية على النيكل والجافة بمقدار 2.8 و 1.8 و 1.4 HRC ، أي ، متعددة سبائك الألومنيوم الصب يموت. التأثير الضار على صلابة السطح للفولاذ المحتوي على النيكل والجاف 4Cr5Mo2V أقل من فولاذ 4Cr5Mo2V ، والذي يرتبط بتأثير تقوية المحلول الصلب لـ Co و Ni ، وهو مفيد لتحسين مقاومة تآكل سائل الألمنيوم لـ القالب وجعل القالب أقل عرضة للتلف الحراري.

صب سبائك الألومنيوم هي عملية معقدة ذات درجة حرارة عالية وضغط عالي. هناك العديد من العوامل التي تؤثر على الضرر الحراري (بما في ذلك الإجهاد الحراري والفقد الحراري) لأداء قوالب صب سبائك الألومنيوم. من بينها ، يعتبر تكوين الفولاذ المقولب على الساخن مهمًا بشكل خاص.

في ظل الظروف العادية ، يمكن تجنب فشل قالب الصب بسبب التشقق وتشوه البلاستيك. يحدث تكسير القالب عادةً بسبب الحمل الميكانيكي الزائد العرضي أو الحمل الزائد الحراري ، مما يؤدي إلى تركيز إجهاد شديد. يعد التكسير الناتج عن الإجهاد الحراري المبكر وفقدان اللحام (التلف الحراري السطحي) لقوالب الصب من أنماط الفشل الرئيسية ، وغالبًا ما يؤثر كلاهما على الآخر. 4Cr5Mo2V فولاذ القوالب المستخدمة على نطاق واسع ، مع مقاومة تآكل جيدة ومقاومة تشوه البلاستيك. يشيع استخدام الحفر والنيكل في صناعة السبائك ، والتي يمكن أن تزيد بشكل فعال من قوة وصلابة الفولاذ ، ولها تأثير معين على مقاومة التلف الحراري. لذلك تمت دراسة فولاذ 4Cr5Mo2V و 4Cr5Mo2V المحتوية على 1٪ نيكل و 1٪ كو (جزء الكتلة كما هو موضح أدناه). تعتبر مقاومة الفولاذ لتلف الألمنيوم المصهور ذات أهمية كبيرة لتوجيه الإنتاج الفعلي.

ومع ذلك ، فإن معظم طرق دراسة الضرر الحراري لفولاذ الصب بالقالب قبل الفم هي محاكاة التسخين والتبريد. لا تتصل عينة الفولاذ بالقالب مباشرة بالألمنيوم المصهور ، ولا تنطوي على تأثير الجلي للألمنيوم المصهور ، مثل التسخين بالحث المباشر لعينة الصلب بالقالب. -أ. في هذا البحث ، تم تحضير قوالب اختبار فولاذية مكونة من ثلاثة مكونات وتضمينها في قالب الصب بالقالب لإجراء اختبار الصب بالقالب لسبائك الألومنيوم ADC12. أداء الضرر للألمنيوم المصهور.

1. مواد وطرق الاختبار

1.1 مواد الاختبار

يظهر في الجدول 4 التركيب الكيميائي لصلب 5Cr2Mo4V ، فولاذ 5Cr2Mo1V يحتوي على 4٪ Ni (يشار إليه فيما يلي باسم 5Cr2Mo4V + Ni steel) و 5Cr2 Mo1V يحتوي على 4٪ Co (يشار إليه فيما يلي باسم 5Cr2Mo1V + Co steel). يلقي مع ADC12 يظهر التركيب الكيميائي لسبائك الألومنيوم في الجدول 2.

1.2 طريقة الاختبار

تمت معالجة فولاذ 4Cr5Mo2V الملدن ، فولاذ 4Cr5Mo2V + Ni وفولاذ 4Cr5Mo2V + Co إلى كتل اختبار كما هو موضح في الشكل 1. بعد التبريد بالفراغ ، تم تقسيةها مرتين ، بصلابة تبلغ حوالي 47 HRC ، وطحنها جيدًا لإزالة مقياس الأكسيد.

يتم تضمين رقم مجموعة كتلة الاختبار في أخدود القالب الثابت ، ويتم ضبط تجويف سبيكة الألومنيوم المصبوب في القالب المتحرك ، كما هو موضح في الشكل 2. آلة صب القوالب الأفقية بالغرفة الباردة 500 طن وتم استخدام قالب ذاتي التصميم لاختبار الصب بالقالب لصفائح سبائك الألومنيوم ADC12 ، وأعيد استخدام سبائك الألومنيوم. درجة حرارة الألمنيوم المصهور أعلى ، 800 درجة مئوية ، من أجل تسريع الاختبار (بشكل عام ، درجة حرارة صب القوالب لسبائك الألومنيوم ADC12 هي (650) درجة مئوية). نظرًا لأن درجة حرارة الألمنيوم المصهور تبلغ 120 درجة مئوية ، والتي لا تصل إلى نقطة انصهار المركب المعدني Fe-A800 ، فإن المركب الناتج سيوجد في الألومنيوم المصهور على شكل شوائب بعد السقوط. سيؤدي الاستخدام المتكرر للألمنيوم المصهور أيضًا إلى زيادة الشوائب وتقوية الألومنيوم. تأثير الكشط للسائل ، وبالتالي تسريع الاختبار.

بعد اختبار الصب بالقالب ، تم استخدام مجهر ستيريو لمراقبة ظاهرة التصاق الألومنيوم على سطح كتلة الاختبار ؛ تم استخدام مجهر فائق العمق للميدان لمراقبة درجة التصاق الألومنيوم وما إذا كانت هناك تشققات على سطح كتلة الاختبار.

2. نتائج الاختبار والتحليل

2. 1 الشكل السطحي لكتلة الاختبار

2.1.1 ألومنيوم يلتصق بالسطح

يوضح الشكل 3 الشكل المورفولوجي السطحي لكتل ​​الاختبار الفولاذية الثلاثة بدون صب القالب وبعد 600,1000،3 مرة من صب القالب. يمكن أن نرى من الشكل 600 (ب ، هـ ، ح) أنه بعد 4 مرة من الصب ، فإن كتلة اختبار الصلب 5Cr2MoXNUMXV لديها أخطر التصاق الألومنيوم.

تلتصق كتلة الاختبار الفولاذية 4Cr5Mo2V + Co بأقل قدر من الألومنيوم. يوضح الشكل 3 (ج ، و ، ط) أن التصاق الألومنيوم على سطح كتل الاختبار الثلاثة زاد بعد 1,000 مرة من الصب بالقالب. يتميز سطح كتلة الاختبار الفولاذية 4Cr5Mo2V بالتصاق واضح بالألمنيوم ، في حين أن كتلتي الاختبار الأخريين لها التصاق خفيف بالألمنيوم. اختبار 4Cr5Mo2V + Co للصلب إن كتلة الألومنيوم هي الأقل وتوحيدًا ، مما يشير إلى أن فولاذ 4Cr5Mo2V المحتوي على الماس لديه أفضل مقاومة لتلف الألومنيوم السائل ، في حين أن فولاذ 4Cr5Mo2V هو الأسوأ. تعد إضافة عناصر الحفر والنيكل مفيدة في تثبيت صلابة درجة الحرارة العالية للفولاذ القوالب 9-10 ، وليس من السهل "تنعيم" السطح أثناء التلامس المتكرر مع الألومنيوم المصهور ، لذا فإن مقاومة تآكل الألومنيوم السائل أفضل ، والتصاق الألمنيوم طفيف. أثناء اختبار الصب بالقالب ، يدخل الألمنيوم المصهور إلى التجويف ليلامس كتلة الاختبار ، والبنية غير المستوية لكتلة الاختبار ، ومنطقة عيب المعالجة وغيرها من المناطق المحلية سوف تلتصق قليلاً بالألمنيوم. يتفاعل الألمنيوم الموجود في المنطقة المربوطة بالألمنيوم مع الفولاذ لتشكيل Fe.} مركب وسيط هش ، والذي سيتم تكسيره وتقشيره تحت جلي سائل الألومنيوم عالي الضغط ، مما ينتج عنه حفر على سطح القالب ، وأكثر من ذلك ترابط ألومنيوم خطير تحت تجليخ سائل الألمنيوم.

2.1.2 الشقوق السطحية

يوضح الشكل 4 العمق الفائق لمورفولوجيا المجال لصلب 4Cr5Mo2V و 4Cr5Mo2V + Ni steel و 4Cr5Mo2V + Co بعد 1,000 مرة من صب القالب. يمكن أن نرى من الشكل 4 (أ) أن هناك عددًا صغيرًا من الشقوق الدقيقة موزعة في شكل شبه صافي على سطح كتلة اختبار الصلب 4 Cry Mot V. يتفاعل الألمنيوم الملتصق والألمنيوم المصهور مع الفولاذ لتشكيل مركبات Fe.} Al. معامل التمدد الحراري لـ Fe.} Al يختلف عن معامل المصفوفة ، مما ينتج عنه كمية صغيرة جدًا من التشققات الدقيقة في الألومنيوم الملصق والحديد.} Al والمركبات. يتسبب تأثير الجلي للألمنيوم المصهور في انتشار الشقوق الدقيقة ، ويخترق الألمنيوم المصهور في الكراك ويتفاعل مع المصفوفة لتشكيل مركبات Fe 2 Al. في عملية الصب المتكرر اللاحقة ، تنزع مركبات Fe.} Al على سطح كتلة الاختبار لتشكيل حفر. بعد التنظيف بالتخليل والتنظيف بالموجات فوق الصوتية ، ظهر سطح كتلة الاختبار مشابهًا لخصائص تنظيف سائل الألومنيوم الشبيه بالشبكة. يوضح الشكل 4 (ب ، ج) أنه لا توجد تشققات في فولاذ 4Cr5Mo2V + Co وكتل اختبار 4Cr5Mo2V + Ni من الصلب ، مما يشير إلى أن إضافة 1٪ مثقاب أو موليبدينوم لا يمكن أن تقلل فقط من التصاق سطح الألمنيوم ، بل تقلل أيضًا اتجاه تكسير القالب وتحسين مقاومة الألمنيوم لأداء تلف السوائل. يمكن أن تؤدي إضافة عناصر تشكيل غير كربيد من النيكل والماس إلى تحسين صلابة القالب بدرجة حرارة عالية ، ويمكن أن يعزز الماس أيضًا تشتت وترسيب كربيد الموليبدينوم أثناء عملية التقسية ، وتعزيز تأثير تصلب الترسيب 'z-} 3. البحث الذي أجراه لينغ تشيان وآخرون. أظهر أن إضافة عناصر تثبيت الأوستينيت إلى فولاذ الصب المصبوب يمكن أن يقلل من تركيز الإجهاد. يعتبر كل من المثقاب والنيكل من العناصر التي تعمل على توسيع منطقة الأوستينيت ، لذا فإن أسطح قوالب الصب بالقالب 4Cr5Mo2V + Ni و 4Cr5Mo2V + Co ليست عرضة للتشققات.

الألمنيوم المصهور في عملية الصب الفعلي قوي جدًا ضد القالب. وفقًا لمخطط الطور Fe-A1 ، فإن مركبات Fe-Al المعدنية المتكونة من تفاعل الفولاذ والألمنيوم المصهور هي أساسًا FeAlz و Fez A15 و FeA13 وما إلى ذلك ، وهي هشة. الابتعاد عن المصفوفة وإدخال الألمنيوم المصهور تحت تجفيف الألمنيوم المصهور ، تاركًا حفرًا على سطح القالب. يعتبر الجمع بين جزء من سبائك الألومنيوم وحفر القالب قويًا نسبيًا ولا يسقط ، ويشكل أيضًا مركبات Fe A1. الألمنيوم ، Fe.} Al والمركبات الملصقة هناك عرضة للتشقق الصغيرة أثناء التبريد. يحتوي لوح الصب بالقالب على كمية أقل من الألومنيوم السائل ، لذلك فهو يتصلب بشكل أسرع ، ويكون التفاعل بين القالب والألمنيوم السائل أبطأ. لذلك ، يحتوي سطح كتلة الاختبار على عدد أقل من الحفر بسبب تفاعل Fe و Al ، وينتج المزيد من الألمنيوم اللزج عن طريق تآكل سائل الألومنيوم.

2. 2 صلابة السطح

الجدول 3 هو متوسط ​​قيمة صلابة السطح لكتل ​​اختبار الصلب الثلاث بعد أوقات مختلفة من صب القالب. توضح البيانات الواردة في الجدول 3 أن صلابة السطح للأنواع الثلاثة من كتل الاختبار جميعها تنخفض قليلاً. مع زيادة عدد قوالب الصب بالقالب ، فإنه يعادل التقسية المتكررة لكتلة الاختبار ، وبالتالي تقل الصلابة. بعد 1,000 مرة من الصب بالقالب ، فإن صلابة كتلة الاختبار الفولاذية 4Cr5Mo2V + Co لها أقل انخفاض ، وهو 1.4 HRC ؛ كتلة الاختبار الفولاذية 4Cr5Mo2V لديها الانخفاض الأكثر وضوحًا.

من الواضح أنه انخفض بمقدار 2. 8 HRC ؛ صلابة سطح كتلة الاختبار 4Cr5Mo2V + Ni الصلب قد انخفضت بمقدار 1. 8 HRC. تعد صلابة القالب المستقرة مفيدة لتقليل التصاق الألومنيوم ، أي أنها مفيدة لمقاومة التلف الحراري المصبوب.

بعد فترة طويلة من تلطيف القالب الصلب ، يتحلل المارتنسيت وتصبح الكربيدات الثانوية أكثر خشونة ، مما يؤدي إلى انخفاض في صلابة السطح. كل من المثقاب والنيكل عبارة عن عناصر تشكيل غير كربيد ، والتي يمكن أن تحل محل ذرات الحديد لجعل المحلول الصلب الصلب يقوي من "5 إلى" 8 ، بحيث يتمتع القالب بقوة درجة حرارة عالية ويحافظ على صلابة أعلى بعد التسخين والتبريد السريع المتكرر. درست جمعية China Die Casting توزيع العناصر في فولاذ Cr-Mo-V-Ni المروى والمخفف ، ووجدت أنه أثناء عملية التقسية ، سيتم إثراء عناصر Ni حول الكربيدات ، وبالتالي إعاقة ذرات الكربون في الفريت حولها. الكربيدات: يزيد الانتشار المستمر للكربيدات من طاقة التنشيط لخشونة الكربيد ، ويعيق نمو الكربيدات ، وبالتالي يقلل من انخفاض الصلابة في فولاذ 4Cr5Mo2V المحتوي على النيكل ، ويحسن مقاومته لتلف الألمنيوم المصهور.

درست جمعية الصب بالقالب الصينية الاستقرار الحراري وتغيرات البنية المجهرية للصلب بالقالب بنسبة 1٪ نيكل وبدون نيكل ، ووجدت أنه في المرحلة اللاحقة من اختبار الثبات الحراري ، سيبطئ النيكل صلابة فولاذ القالب ، مما يجعل الصلب أفضل الجنس مستقرة حراريا. الحفر هو عنصر يوسع منطقة طور الأوستينيت. يمكن أن تؤدي إضافة المثقاب إلى فولاذ 4Cr5Mo2V إلى تعزيز إذابة الكربيدات أثناء عملية الأوستينيت ، وزيادة محتوى الكربون في الأوستينيت ، وزيادة استقرار الأوستينيت ، وبالتالي زيادة الأوستينيت المحتفظ به. تعزيز تشتت وترسيب كربيد الموليبدينوم أثناء عملية التقسية ، وتعزيز تأثير تصلب الترسيب z'-1.

إن تأثير تقوية النيكل والحفر على المصفوفة يجعل كتلة اختبار الصلب لا تزال تتمتع بصلابة سطح أعلى بعد التجفيف المتكرر للألمنيوم المصهور ، بحيث يكون أكثر مقاومة للتآكل ، وهو أمر مفيد لتحسين مقاومة كتلة الاختبار لتلف الألمنيوم المصهور. تظهر أيضًا صلابة سطح كتلة الاختبار ودرجة التصاق الألومنيوم (انظر الشكل 3 ، الجدول 3): تحتوي كتلة الاختبار الفولاذية 4Cr5 Mo2V المحفورة على أقل حفر سطحية وتصاق الألمنيوم بعد 1,000 مرة من الصب بالقالب ، أي ، مقاومة تلف سائل الألومنيوم هي الأفضل. لذلك ، فإن تأثير تقوية إضافة 1٪ Co إلى الفولاذ يكون أكبر من إضافة 1٪ Ni ، وكلاهما يساعد على تحسين أداء تلف الألمنيوم لفولاذ القالب.

3.Conclusion

• بعد سبائك الألومنيوم المصبوبة 1 مرة ، فإن عينة الفولاذ 000Cr4 Mo5V مع عصي الحفر تلتصق بأقل قدر من الألمنيوم ، وتلتصق عينة الفولاذ 2Cr4Mo5V بمعظم الألومنيوم ، أي أن فولاذ 2Cr4 Mo5V مع المثقاب لديه أفضل مقاومة للتلف الحراري.
• بعد سبائك الألومنيوم المصبوبة 1,000 مرة ، انخفضت صلابة سطح فولاذ 4Cr5Mo2V و 4Cr5Mo2V + Ni steel و 4Cr5Mo2V + Co بنسبة 2.8 و 1.8 و 1.4 HRC ، أي أن إضافة النيكل أو الحفر يمكن أن تحسن بشكل كبير مقاومة التلف الحراري من 4Cr5Mo2V يموت الصب الصلب.

يرجى الاحتفاظ بمصدر وعنوان هذه المقالة لإعادة طبعه:  تأثير المثقاب والنيكل على مقاومة التلف الحراري لصلب الصب بالقالب 4Cr5Mo2V

مينجي شركة يموت الصب مكرسة لتصنيع وتوفير أجزاء الصب عالية الجودة والأداء (تشمل مجموعة أجزاء الصب بالقالب المعدني بشكل أساسي صب يموت رقيقة الجدار,صب الغرفة الساخنة يموت الصب,صب الغرفة الباردة يموت الصب) ، خدمة مستديرة (خدمة صب القوالب ،التصنيع باستخدام الحاسب الآلي,صنع القالب، المعالجة السطحية). نرحب بأي صب قوالب مخصصة من الألومنيوم أو المغنيسيوم أو الزاماك / الزنك وغيرها من متطلبات المسبوكات للتواصل معنا.

تحت سيطرة ISO9001 و TS 16949 ، يتم تنفيذ جميع العمليات من خلال مئات من آلات صب القوالب المتقدمة ، وآلات ذات 5 محاور ، وغيرها من المرافق ، بدءًا من المسدسات إلى غسالات Ultra Sonic. فريق من المهندسين والمشغلين والمفتشين ذوي الخبرة لجعل تصميم العميل حقيقة.

عقد الشركة المصنعة للمسبوكات. تشمل الإمكانيات أجزاء من الألمنيوم المصبوب بالغرفة الباردة من 0.15 رطل. إلى 6 أرطال ، وتغيير سريع الإعداد ، والتشغيل الآلي. تشمل الخدمات ذات القيمة المضافة التلميع ، والاهتزاز ، وإزالة الحواف ، والتفجير بالرصاص ، والطلاء ، والطلاء ، والطلاء ، والتجميع ، والأدوات. تشمل المواد التي تم العمل بها سبائك مثل 360 و 380 و 383 و 413.

المساعدة في تصميم صب الزنك بالقالب / الخدمات الهندسية المتزامنة. مصنع مخصص لمصبوبات الزنك الدقيقة. يمكن تصنيع مصبوبات مصغرة ، مصبوبات قوالب عالية الضغط ، مصبوبات قوالب متعددة الشرائح ، مصبوبات قوالب تقليدية ، قوالب قوالب مستقلة ، مصبوبات مختومة تجويف. يمكن تصنيع المصبوبات بأطوال وعروض تصل إلى 24 بوصة في +/- 0.0005 بوصة.  

شهادة ISO 9001: 2015 مُصنِّع مُصنَّع للمغنيسيوم المصبوب ، وتشمل القدرات صب قوالب المغنيسيوم عالية الضغط حتى 200 طن غرفة ساخنة وغرفة باردة 3000 طن ، وتصميم الأدوات ، والتلميع ، والقولبة ، والقطع ، والمسحوق والطلاء السائل ، وضمان الجودة الكامل مع إمكانات CMM والتجميع والتعبئة والتسليم.

ITAF16949 معتمد. تشمل خدمة الصب الإضافية الاستثمار الصب,صب الرمل,صب الجاذبية, فقدت صب الرغوة,صب الطرد المركزي,صب الفراغ,صب القالب الدائموتشمل القدرات التبادل الإلكتروني للبيانات ، والمساعدة الهندسية ، والنمذجة الصلبة والمعالجة الثانوية.

صناعات الصب دراسات حالة قطع الغيار لـ: السيارات ، الدراجات ، الطائرات ، الآلات الموسيقية ، المركبات المائية ، الأجهزة البصرية ، المستشعرات ، النماذج ، الأجهزة الإلكترونية ، المرفقات ، الساعات ، الآلات ، المحركات ، الأثاث ، المجوهرات ، الرقص ، الاتصالات ، الإضاءة ، الأجهزة الطبية ، أجهزة التصوير ، الروبوتات والمنحوتات وأجهزة الصوت والمعدات الرياضية والأدوات والألعاب وأكثر من ذلك. 

ما الذي يمكننا مساعدتك في القيام به بعد ذلك؟

∇ الذهاب إلى الصفحة الرئيسية للحصول على يموت الصب الصين

By شركة Minghe لصناعة قوالب الصب | الفئات: مقالات مفيدة |الخامة الوسوم (تاج): صب الألمنيوم, صب الزنك, صب المغنيسيوم, صب التيتانيوم, صب الفولاذ المقاوم للصدأ, صب النحاس,صب البرونز,صب الفيديو,تاريخ الشركة,صب الألومنيوم يموت | التعليقات مغلقة