Comment optimiser la microstructure des moulages de cadre en acier résistant à la chaleur par le processus de traitement thermique?

Optimisation de la microstructure de pièces moulées à cadre en acier résistant à la chaleur Améliorer leur résistance au fluage et leur résistance à l'oxydation est l'un des principaux objectifs du processus de traitement thermique. Voici les méthodes et principes spécifiques pour atteindre cet objectif par le processus de traitement thermique:

Casteaux de moulage en acier résistant à la chaleur

1. Traitement de la solution
Le traitement de la solution est un processus dans lequel l'alliage est chauffé à une température élevée et maintenu pendant une période de temps pour dissoudre complètement les éléments d'alliage dans la matrice, puis rapidement refroidi pour obtenir une solution solide supersaturée.
Fonction:
Affinez les grains et améliorez la résistance et la ténacité du matériau.
Éliminez la contrainte résiduelle dans la coulée et réduisez le risque de fissures thermiques.
Fournir une base organisationnelle uniforme pour le traitement du vieillissement ultérieur.
Paramètres de processus:
La température de chauffage se situe généralement entre 1000 ℃ et 1150 ℃, et la température spécifique dépend de la composition de l'acier résistant à la chaleur.
Le temps de maintien est déterminé en fonction de la taille et de la forme de la coulée, généralement de 1 à 4 heures.
La méthode de refroidissement utilise généralement le refroidissement par eau ou le refroidissement à l'air, et le refroidissement par eau peut obtenir des grains plus fins.

2. Durcissement des précipitations
Le traitement du vieillissement consiste à chauffer l'alliage qui a subi un traitement de solution solide à une température plus basse et à le maintenir pendant une période de temps, de sorte que les éléments d'alliage précipitent pour former une phase dispersée, améliorant ainsi la résistance et la dureté du matériau.
Fonction:
En précipitant les phases dispersées (telles que les carbures, les nitrures ou les composés intermétalliques), le mouvement de la dislocation est entravé et la résistance au fluage est améliorée.
Stabiliser les joints de grains et réduire le taux d'oxydation à haute température.
Paramètres de processus:
La température de vieillissement est généralement de 550 ℃ ~ 750 ℃, et la température spécifique dépend de la composition en alliage et du type de phase précipitée.
Le temps de maintien est généralement de 2 à 10 heures et le temps spécifique doit être déterminé par expérience.
La méthode de refroidissement est généralement le refroidissement par l'air ou le refroidissement par le four.

3. Tempéring à haute température
La température à haute température consiste à chauffer la coulée à une température plus élevée et à la maintenir pendant une période de temps pour améliorer la ténacité et la résistance aux fissures du matériau tout en maintenant une certaine résistance.
Fonction:
Réduisez le stress de l'extinction et améliorez la ténacité du matériau.
En précipitant une deuxième phase stable, la résistance à haute température et la résistance à l'oxydation du matériau sont améliorées.
Paramètres de processus:
La température de température se situe généralement entre 600 ℃ et 700 ℃.
Le temps de maintien est déterminé en fonction de la taille et de la forme de la coulée, généralement de 2 à 6 heures.
La méthode de refroidissement est le refroidissement à l'air ou le refroidissement du four.

4. Technologie du traitement et du revêtement en surface
En plus de l'optimisation de la microstructure interne, le traitement de surface et la technologie de revêtement peuvent également améliorer considérablement la résistance à l'oxydation des moulages de cadre en acier résistant à la chaleur.
Traitement du film d'oxyde:
En contrôlant les conditions d'oxydation (telles que la température et l'atmosphère), un film d'oxyde dense (comme l'al₂o₃ ou le cr₂o₃) est formé à la surface de la coulée pour éviter une oxydation supplémentaire.
Technologie du revêtement:
Appliquer un revêtement résistant à l'oxydation à haute température (comme le revêtement de mcraly, où M est Ni, CO ou Fe).
Le revêtement peut être préparé par des processus tels que le dépôt physique de vapeur (PVD) ou le dépôt chimique de vapeur (CVD), ce qui améliore considérablement la résistance à l'oxydation de la coulée.

5. Simulation et optimisation
Dans les applications pratiques, les paramètres du processus de traitement thermique peuvent être optimisés pour assurer l'uniformité de la microstructure et la stabilité des performances en combinant le logiciel de simulation (tel que l'analyse par éléments finis) et une vérification expérimentale.
Analyse de simulation:
Utilisez un logiciel de simulation de traitement thermique pour prédire les changements de microstructure sous différents paramètres de processus.
Optimisez les courbes de chauffage et de refroidissement pour obtenir l'organisation et les performances idéales.
Vérification expérimentale:
Vérifiez les résultats de la simulation par analyse métallographique, test de propriétés mécaniques et test de performance anti-oxydation.
Ajustez les paramètres du processus de traitement thermique en fonction de la rétroaction expérimentale.

6. Précautions dans les applications pratiques
Contrôle de la composition: La composition de l'acier résistant à la chaleur est cruciale pour l'effet de traitement thermique, et la teneur en éléments d'alliage doit être strictement contrôlée.
Stabilité du processus: Le processus de traitement thermique doit être stable pour éviter les fluctuations de la température et le temps de maintien insuffisant.
Inspection de la qualité: effectuer régulièrement une inspection de microstructure (telle que l'analyse métallographique) et des tests de performance (tels que le test de traction, le test de fluage) pour assurer l'effet de traitement thermique.