연성이 있는 주철에 열처리가 필요한 이유는 무엇입니까?
연성 주철에서 흑연은 구형이며 매트릭스에 대한 약화 및 파괴 효과는 편상 흑연보다 약합니다. 연성주철의 특성은 주로 매트릭스 구조에 따라 달라지며 흑연은 이차적인 영향을 미칩니다. 다양한 열처리를 통해 연성주철의 매트릭스 구조를 개선하면 기계적 특성을 다양한 수준으로 향상시킬 수 있습니다. 화학적 조성, 냉각 속도 및 구상화제와 같은 요인의 영향으로 인해 페라이트, 펄라이트, 시멘타이트 및 흑연의 혼합 조직이 주조 조직, 특히 주조물의 얇은 벽 영역에 나타나는 경우가 많습니다. 열처리의 목적은 원하는 구조를 얻어 기계적 성질을 향상시키는 것입니다.
일반적으로 사용되는 구상흑연주철의 열처리 방법은 다음과 같습니다.
Ⅰ
저온-흑연화 어닐링: 가열 온도 720~760도. 용광로에서 500도 이하로 냉각한 후 공랭-합니다. 이는 공석 시멘타이트를 분해하여 페라이트 매트릭스를 갖는 연성주철을 얻음으로써 인성을 향상시킵니다.
Ⅱ
고온 흑연화 어닐링: 880~930도, 720~760도까지 가열 및 유지. 용광로에서 500도 이하로 냉각한 후 공랭-합니다. 이는 백주철 조직을 제거하고 페라이트 매트릭스를 갖춘 연성주철을 얻고 가소성을 향상시키고 경도를 감소시키며 인성을 증가시킵니다.
Ⅲ
전체 오스테나이트화 노멀라이징: 880~930도, 냉각 방법: 미스트 냉각, 공냉 또는 공냉. 스트레스를 줄이기 위해 500~600도의 템퍼링 공정이 추가됩니다. 펄라이트 + 소량의 페라이트 + 구상흑연을 얻어 강도, 경도, 내마모성이 향상됩니다.
Ⅳ
불완전 오스테나이트화 노멀라이징: 820~860도까지 가열, 냉각 방법: 미스트 냉각, 공냉 또는 건식 공냉. 응력을 줄이기 위해 500~600도의 템퍼링 공정을 추가하여 소량의 페라이트가 분산된 펄라이트 조직을 얻어 더 나은 종합적인 기계적 특성을 얻습니다.
Ⅴ
담금질 및 템퍼링: 840~880도까지 가열, 냉각 방법: 오일 또는 수냉, 담금질 후 템퍼링 온도: 550~600도, 템퍼링된 소르바이트 구조를 얻고 포괄적인 기계적 특성을 향상시킵니다.
Ⅵ
등온 담금질: 840~880도까지 가열하고 250~350도 염욕에서 담금질하여 포괄적인 기계적 특성을 얻고 특히 강도, 인성 및 내마모성을 향상시킵니다.
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특별 참고 사항
열처리 가열 중 주조품의 노 온도는 일반적으로 350도 미만입니다. 가열속도는 주조품의 크기와 복잡성에 따라 달라지며, 30~120도/h 사이에서 선택됩니다. 크고 복잡한 부품의 경우 로 진입 온도가 낮아야 하고 가열 속도도 느려야 합니다. 가열 온도는 매트릭스 구조와 화학 조성에 따라 달라집니다. 유지 시간은 주조 벽 두께에 따라 다릅니다.
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연성이 있는 주철의 어닐링 처리
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다른 방법
또한, 연성주철 주물은 고주파, 중-주파수 또는 화염 방법을 사용하여 표면 경화하여 높은 경도, 내마모성 및 피로 저항성을 얻을 수 있습니다. 주물의 내마모성을 향상시키기 위해 연질화를 사용할 수도 있습니다.
연성이 있는 주철 주물의 담금질 및 템퍼링 처리
베어링으로 사용되는 연성 주철 주조에는 더 높은 경도가 필요합니다. 따라서 저온에서 담금질 및 템퍼링되는 경우가 많습니다. 이 공정에는 주물을 860-900도까지 가열하고 이 온도에서 유지하여 원래 매트릭스가 완전히 오스테나이트화되도록 한 다음 오일이나 용융염으로 냉각하여 담금질하는 과정이 포함됩니다. 그 후, 250-350도에서 템퍼링되어 원래 매트릭스를 템퍼링된 마르텐사이트와 잔류 오스테나이트로 변환하는 반면 원래의 구형 흑연 형태는 변경되지 않은 상태로 유지됩니다. 처리된 주물은 높은 경도와 어느 정도의 인성을 가지며, 흑연의 윤활 특성을 유지하고 향상된 내마모성을 나타냅니다.
디젤 엔진의 크랭크샤프트 및 커넥팅 로드와 같은 샤프트 부품으로 사용되는 연성이 있는 주철 주조품은 높은 강도와 우수한 전반적인 기계적 특성을 요구하므로 담금질 및 템퍼링 처리가 필요합니다. 공정은 다음과 같습니다. 주철 부품을 860-900도까지 가열하고 이 온도에서 유지하여 매트릭스를 오스테나이트화한 다음 오일이나 용융염으로 담금질한 다음 500~600도에서 템퍼링하여 템퍼링된 소르바이트 구조(일반적으로 소량의 블록형 페라이트 포함)를 얻습니다. 반면 원래의 구형 흑연 형태는 변경되지 않습니다. 처리 후 강도와 인성이 잘 일치하여 샤프트 부품의 작업 조건에 적합합니다.
인성을 향상시키기 위한 연성철의 어닐링
연성이 있는 주철은 주조 과정에서 일반 회주철보다 백화되는 경향이 더 크며 내부 응력도 상대적으로 높습니다. 주철 부품에서는 순수한 페라이트나 펄라이트 매트릭스를 얻는 것이 어렵습니다. 주철 부품의 연성이나 인성을 개선하기 위해 종종 900-950도까지 재가열되고 고온 어닐링을 위해 충분한 시간 동안 해당 온도에서 유지된 다음 용광로에서 제거되기 전에 600도까지 용광로 냉각됩니다. 이 과정에서 매트릭스의 시멘타이트는 흑연으로 분해되어 오스테나이트에서 침전됩니다. 이 흑연은 원래의 구상 흑연 주위에 쌓이고, 매트릭스 전체가 페라이트로 변태됩니다.
주조 미세조직이 (페라이트 + 펄라이트) 매트릭스와 구상 흑연으로 구성된 경우 인성을 향상시키기 위해서는 펄라이트 내의 시멘타이트를 페라이트와 구상 흑연으로 분해하기만 하면 됩니다. 이를 위해 주철 부품은 공석 온도 약 700-760도까지 재가열되어 해당 온도를 유지한 다음 600도까지 노 냉각한 후 노에서 꺼내어 추가로 냉각합니다.
연성이 있는 철의 강도를 향상시키기 위한 노멀라이징
연성철을 정규화하는 목적은 매트릭스 미세구조를 미세한 펄라이트 미세구조로 변형시키는 것입니다. 이 공정에는 페라이트 및 펄라이트 매트릭스가 포함된 연성주철 주물을 850-900도까지 재가열하는 과정이 포함됩니다. 원래의 페라이트와 펄라이트는 오스테나이트로 변환되고, 일부 구상 흑연은 오스테나이트로 용해됩니다. 열 보존 및 공냉 후, 오스테나이트는 미세한 펄라이트로 변태되어 연성주철 주물의 강도를 증가시킵니다.
회사소개
중국 산시성에 위치한 Shanxi Jintai Hongye Casting & Forging Machinery Co., Ltd.는 지역의 풍부한 산업 원자재를 최대한 활용하여 연성 철관 피팅, 파이프, 각종 밸브 및 캡을 생산하는 선도적인 제조업체입니다.
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