Effekt av bor og nikkel på termisk skadesmotstand av 4Cr5Mo2V støpegodsstål

4Cr5 Mo2V er et vanlig brukt støpegodsstål. På grunn av erosjon og vedheft av smeltet aluminium vil formen lide termisk skade, slik som termisk utmattelse og termisk smeltetap, noe som resulterer i en reduksjon i hardhet og til og med for tidlig svikt.

For å undersøke om nikkel eller tørrhet kan forbedre motstandsdyktigheten mot termisk skade på støpeformer av aluminiumslegering, ble 4Cr5 Mo2V stål og 4Cr5Mo2V stål testblokker som inneholder 1% Ni og 1% Co (massefraksjon) fremstilt, og de ble innlagt etter slukking og temperering. I den faste formen til støpeformen ble ADC12 aluminiumslegeringen med en temperatur på 800 ℃ deretter støpt 200 til 1,000 ganger, og makromorfologien og overflatehardheten til testblokken ble undersøkt.

Resultatene viser at etter støping av aluminiumslegering 1,000 ganger, 4Cr5Mo2V stålblokk festet seg til aluminium mest alvorlig og produserte svært få nettlignende sprekker; den Ni-holdige testblokken ble lett festet til aluminium, og den Co-holdige testblokken av stål festet seg minst til aluminium, noe som indikerer at innholdet av 1% Co 4Cr5Mo2V-stål har best motstandsdyktighet mot termisk skade mot støpte aluminiumslegeringer. I tillegg, sammenlignet med hardheten før støping av aluminiumslegering, etter 1,000 ganger støping, reduserte overflatehardheten til 4Cr5Mo2V stål, nikkelholdig og tørrholdig 4Cr5Mo2V stålprøver med 2.8, 1.8 og 1.4 HRC, det vil si flere støpte aluminiumslegeringer. Den negative effekten på overflatehardheten til det nikkelholdige og tørre 4Cr5Mo2V-stålet er mindre enn det for 4Cr5Mo2V-stålet, som er relatert til den faste løsningsforsterkende effekten av Co og Ni, noe som er gunstig for å forbedre erosjonsmotstanden i aluminium formen og gjør formen mindre utsatt for termisk skade.

Støping av aluminiumslegering er en kompleks prosess med høy temperatur og høyt trykk. Det er mange faktorer som påvirker termisk skade (inkludert termisk utmattelse og termisk tap) ytelsen til støpeformer av aluminiumslegering. Blant dem er sammensetningen av varmstålstål spesielt viktig.

Under normale omstendigheter kan svikt i støpegods på grunn av sprekker og plastisk deformasjon unngås. Muggsprengning er vanligvis forårsaket av utilsiktet mekanisk overbelastning eller termisk overbelastning, noe som resulterer i alvorlig spenningskonsentrasjon. Tidlig termisk utmattelsessprengning og sveisetap (overflatetermisk skade) av støpeformer er de viktigste feilmodusene, og de to påvirker ofte hverandre. 4Cr5Mo2V-stål er et mye brukt stål, med god slitestyrke og plastisk deformasjonsmotstand. Bor og nikkel er ofte brukt legeringselementer, som effektivt kan øke stålets styrke og hardhet, og har en viss effekt på å motstå termisk skade. Derfor studeres 4Cr5Mo2V stål, 4Cr5Mo2V som inneholder 1% Ni og 1% Co (massefraksjon, det samme nedenfor). Stålets motstand mot smeltet aluminiumskade er av stor betydning for å styre faktisk produksjon.

Imidlertid er de fleste metodene for å studere termisk skade på støpegodsstål før munnen å simulere oppvarming og kjøling. Stålprøven kommer ikke i direkte kontakt med det smeltede aluminiumet, og involverer ikke skureeffekten av det smeltede aluminiumet, slik som direkte induksjonsoppvarming av prøvestålen. -EN. I denne artikkelen ble tre-komponent testblokker av støpejern fremstilt og innebygd i støpeformen for å utføre støpestøptesten av ADC12 aluminiumslegering. Skadeytelse for smeltet aluminium.

1.Testmaterialer og metoder

1.1 Testmateriell

Den kjemiske sammensetningen av 4Cr5Mo2V stål, 4Cr5Mo2V stål som inneholder 1% Ni (heretter referert til som 4Cr5Mo2V + Ni stål) og 4Cr5 Mo2V stål som inneholder 1% Co (heretter referert til som 4Cr5Mo2V + Co stål) er vist i tabell 1. Testen ble støpt med ADC12 Den kjemiske sammensetningen av aluminiumslegering er vist i tabell 2.

1.2 Testmetode

Det glødede 4Cr5Mo2V-stål, 4Cr5Mo2V + Ni-stål og 4Cr5Mo2V + Co-stål ble bearbeidet til testblokker som vist i figur 1. Etter vakuumslokking ble de herdet to ganger, med en hardhet på ca. 47 HRC, og finmalt for å fjerne oksydskala.

Gruppebetegnelsen til testblokken er innebygd i sporet til den faste formen, og hulrommet til den støpte aluminiumslegeringen er satt i den bevegelige formen, som vist i figur 2. En 500 t vannstøpemaskin med kald vannkammer og en egenutformet form ble brukt til støpingstesten av ADC12 aluminiumslegeringsark, og aluminiumlegeringen ble gjenbrukt. Temperaturen på smeltet aluminium er høyere, 800 ° C, for å akselerere testen (vanligvis er støpestøpetemperaturen til ADC12 aluminiumslegering (650 120) ° C). Siden temperaturen på det smeltede aluminiumet er 800 ℃, som ikke når smeltepunktet til den Fe-A1 intermetalliske forbindelse, vil den resulterende forbindelsen eksistere i smeltet aluminium som urenheter etter å ha falt av. Gjentatt bruk av smeltet aluminium vil også føre til økning av urenheter og styrke aluminium. Væskeens skureffekt, og akselererer dermed testen.

Etter støpingstesten ble et stereomikroskop brukt til å observere aluminiums vedheft fenomen på overflaten av testblokken; et ultra-dybdeskarphetsmikroskop ble brukt for å observere graden av aluminiumsadhesjon ytterligere og om det var sprekker på overflaten av testblokken.

2. testresultater og analyse

2. 1 Overflatemorfologi av testblokken

2.1.1 Overflatestikkende aluminium

Figur 3 viser overflatemorfologien til de tre stålblokkene uten støpegods og etter 600,1000 3 ganger støpegods. Det kan sees fra figur 600 (b, e, h) at 4Cr5Mo2V stålblokk har den mest alvorlige aluminiumsstikkingen etter XNUMX ganger støpegods.

Testblokken 4Cr5Mo2V + Co holder seg til minst aluminium. Figur 3 (c, f, i) viser at aluminiumsadhesjonen på overflaten av de tre testblokkene økte etter 1,000 ganger støpegods. Overflaten på 4Cr5Mo2V-stålblokken har åpenbar aluminiumsadhesjon, mens de to andre testblokkene har liten aluminiumsadhesjon. 4Cr5Mo2V + Co-ståltesten Klumpen av aluminium er minst og jevn, noe som indikerer at det diamantholdige 4Cr5Mo2V-stålet har den beste motstanden mot skader i flytende aluminium, mens 4Cr5Mo2V-stålet er det verste. Tilsetningen av bore- og nikkelelementer er gunstig for å stabilisere hardhetstemperaturen til stålstål 9-10, og overflaten er ikke lett å "myke" under gjentatt kontakt med smeltet aluminium, så erosjonsmotstand i flytende aluminium er bedre, og aluminiumsadhesjon er liten. Under støpingstesten kommer det smeltede aluminiumet inn i hulrommet for å komme i kontakt med testblokken, og den ujevne strukturen til testblokken, maskinbehandlingsfeilområdet og andre lokale områder vil holde seg litt til aluminiumet. Aluminiumet i det aluminiumsbundne området vil reagere med stålet for å danne Fe.} Al sprø mellomforbindelse, som vil bli brutt og skrelt under skuring av høytrykksaluminiumvæsken, noe som resulterer i groper på formoverflaten og mer alvorlig aluminiumsbinding under skuring av aluminiumsvæsken.

2.1.2 Overflatesprekker

Figur 4 viser superdybden av feltmorfologi av 4Cr5Mo2V stål, 4Cr5Mo2V + Ni stål og 4Cr5Mo2V + Co stålprøver etter 1,000 ganger støpegods. Det kan sees fra fig. 4 (a) at det er et lite antall mikrosprekker fordelt i nesten nettform på overflaten av 4 Cry Mot V-testblokken. Heftet aluminium og smeltet aluminium reagerer med stål for å danne Fe.} Al-forbindelser. Koeffisienten for termisk ekspansjon av Fe.} Al er forskjellig fra matrisen, noe som resulterer i en veldig liten mengde mikrosprekker i det adhererte aluminium og Fe.} Al og forbindelsene. Skureeffekten av det smeltede aluminiumet får mikrosprengene til å forplante seg, og det smeltede aluminiumet trenger inn i sprekken og reagerer videre med matrisen for å danne Fe2Al-forbindelser. I den påfølgende gjentatte støpeprosessen trekker Fe.} Al-forbindelsene på overflaten av testblokken seg av for å danne groper. Etter beising og ultralydrengjøring virket overflaten på testblokken som de nettolignende skuregenskapene i aluminium. Figur 4 (b, c) viser at det ikke er noen sprekker i 4Cr5Mo2V + Co-stål og 4Cr5Mo2V + Ni-testblokker, noe som indikerer at tilsetningen av 1% bor eller molybden ikke bare kan redusere overflateheftet til aluminium, men også redusere sprengningstendensen til formen og forbedrer aluminiumsbestandigheten. Tilsetningen av ikke-karbiddannende elementer av nikkel og diamant kan forbedre hardhetstemperaturen til støpeformen, og diamanten kan også fremme spredning og utfelling av molybdenkarbid under herdingsprosessen og forbedre nedbørsherdende effekt 'z-} 3. Forskningen av Ling Qian et al. har vist at tilsetning av austenittstabiliserende elementer til støpegodsstål kan redusere spenningskonsentrasjonen. Både bor og nikkel er elementer som utvider austenitesonen, slik at 4Cr5Mo2V + Ni-stål og 4Cr5Mo2V + Co-stålstøpeformoverflater ikke er utsatt for sprekker.

Det smeltede aluminiumet i den faktiske støpeprosessen er veldig sterkt mot formen. I henhold til Fe-A1 fasediagrammet er Fe-Al intermetalliske forbindelser dannet ved reaksjonen av stål og smeltet aluminium hovedsakelig FeAlz, Fez A15, FeA13, etc., som er sprø. Den al-rike fasen av aluminiumslegeringen vil bryt deg bort fra matrisen og legg inn det smeltede aluminiumet under skuring av det smeltede aluminiumet, og la groper ligge på overflaten av formen. Kombinasjonen av en del av aluminiumslegeringen og formgropene er relativt sterk og faller ikke av, og danner videre Fe A1-forbindelser. Aluminium, Fe.} Al og forbindelser som fester seg der, er utsatt for mikrosprekker under avkjøling. Støpeplate har mindre flytende aluminium, så det stivner raskere, og reaksjonen mellom formen og det flytende aluminiumet er tregere. Derfor har overflaten av testblokken færre groper på grunn av reaksjonen av Fe og Al, og mer klebrig aluminium produseres ved erosjon av aluminiumsvæsken.

2. 2 Overflatehardhet

Tabell 3 er gjennomsnittsverdien av overflatehardheten til de tre prøveblokkene av stålstål etter forskjellige tider for støping. Dataene i tabell 3 viser at overflatehardheten til de tre typene testblokker alle reduseres noe. Når antallet støpeformer øker, tilsvarer det gjentatt herding av testblokken, slik at hardheten avtar. Etter 1,000 ganger støping har hardheten til testblokken 4Cr5Mo2V + Co stål den minste reduksjonen, som er 1.4 HRC; 4Cr5Mo2V stålblokk har den mest åpenbare reduksjonen.

Åpenbart har den falt med 2. 8 HRC; overflatehardheten til testblokken 4Cr5Mo2V + Ni-stål har falt med 1. 8 HRC. Stabil moldhardhet er gunstig for å redusere aluminiumsfasthet, det vil si at det er gunstig å motstå termisk skade på støping.

Etter en lang tid herding av formstålet, spaltes martensitt og de sekundære karbidene blir grovere, noe som resulterer i en reduksjon i overflatehardhet. Både bor og nikkel er ikke-karbiddannende elementer, som kan erstatte Fe-atomer for å gjøre den faste stålløsningen styrke '5 til' 8, slik at formen har høyere høy temperaturstyrke og opprettholder høyere hardhet etter gjentatt rask oppvarming og avkjøling. China Die Casting Association har studert elementfordelingen i det herdede og herdede Cr-Mo-V-Ni-stål, og funnet at Ni-tempereringsprosessen under anløpningsprosessen vil bli beriket rundt karbidene, og derved hindre karbonatomer i ferritten rundt karbidene Den kontinuerlige diffusjonen av karbidene øker aktiviseringsenergien til grovmetall av karbid, hindrer veksten av karbider, og reduserer dermed hardhetsnedgangen for nikkelholdig 4Cr5Mo2V stål, og forbedrer motstanden mot smeltet aluminiumskade.

China Die Casting Association har studert termisk stabilitet og mikrostrukturendringer av stål med 1% Ni og uten Ni, og fant at i det senere stadiet av termisk stabilitetstest vil nikkel redusere hardheten til støpestålet, og dermed gjøre stålet bedre termisk stabil Sex. Boring er et element som utvider austenittfasesonen. Tilsetning av bor til 4Cr5Mo2V-stål kan fremme oppløsningen av karbider under austeniseringsprosessen, øke karboninnholdet i austenitt og øke stabiliteten til austenitt, og derved øke den beholdte austenitt Mengden tensitt og hardheten til martensitt, og boret kan også fremme spredning og utfelling av molybdenkarbid under herdingsprosessen, og forbedre nedbørsherdende effekt z'-1.

Den forsterkende effekten av nikkel og bor på matrisen gjør at teststålblokken fortsatt har en høyere overflatehardhet etter gjentatt skuring av smeltet aluminium, slik at den er mer motstandsdyktig mot erosjon, noe som er gunstig for å forbedre motstanden til testblokken til skade på smeltet aluminium. Overflatehårdheten til testblokken og graden av aluminiumsadhesjon viser også (se figur 3, tabell 3): Den borede 4Cr5 Mo2V-testblokken av stål har minst overflatehull og aluminiumsadhesjon etter 1,000 ganger støpegods, det vil si motstanden mot væskeskader i aluminium er best. Derfor er forsterkningseffekten av å tilsette 1% Co til stål større enn tilsetning av 1% Ni, som begge bidrar til å forbedre ytelsen til aluminiumsskader på støpestål.

3.Conclusion

• Etter støping av aluminiumslegering 1 ganger, stikker 000Cr4 Mo5V stålprøven med bor minst aluminium, og 2Cr4Mo5V stålprøven stikker mest aluminium, det vil si at 2Cr4 Mo5V stål med bor har best motstand mot termisk skade.
• Etter støping av aluminiumslegering 1,000 ganger, reduserte overflatehardheten til 4Cr5Mo2V stål, 4Cr5Mo2V + Ni stål og 4Cr5Mo2V + Co stålprøver med 2.8, 1.8 og 1.4 HRC, det vil si at tilsetning av nikkel eller bor kan forbedre motstanden mot termisk skade av 4Cr5Mo2V støpegodsstål.

Oppbevar kilden og adressen til denne artikkelen for omtrykk:  Effekt av bor og nikkel på termisk skadesmotstand av 4Cr5Mo2V støpegodsstål

Minghe Die Casting Company er dedikert til å produsere og tilby kvalitet og høy ytelse Støpedeler (metallstøpte deler inkluderer hovedsakelig Tynnveggstøping,Hot Chamber Die Casting,Støping av kaldkammer), Round Service (Die Casting Service,Cnc-maskinering,Forming, Overflatebehandling). Eventuelle tilpassede aluminiumstøpegods, magnesium- eller Zamak / sinkstøpegods og andre støpekrav er velkomne til å kontakte oss.

Under kontroll av ISO9001 og TS 16949, utføres alle prosesser gjennom hundrevis av avanserte støpemaskiner, 5-akse maskiner og andre fasiliteter, alt fra blasters til Ultra Sonic vaskemaskiner.Minghe har ikke bare avansert utstyr, men har også profesjonelt team av erfarne ingeniører, operatører og inspektører for å gjøre kundens design til virkelighet.

Kontraktprodusent av støpegods. Funksjoner inkluderer støpegodsdeler med kaldt kammer aluminium fra 0.15 kg. til 6 kg., hurtigoppsett og maskinering. Verditilførte tjenester inkluderer polering, vibrering, avfelling, sprengning, maling, plating, belegg, montering og verktøy. Materialer som det arbeides med inkluderer legeringer som 360, 380, 383 og 413.

Sink-støping designassistanse / samtidige ingeniørtjenester. Tilpasset produsent av presisjonsstøpegods. Miniatyrstøperier, høytrykksstøpegods, støpegods med flere lysbilder, konvensjonelle støpegods, støpegods og uavhengige støpegods og hulromsforseglede støpegods kan produseres. Støpegods kan produseres i lengder og bredder opp til 24 tommer i +/- 0.0005 tommer toleranse.  

ISO 9001: 2015-sertifisert produsent av presstøpt magnesium, evner inkluderer høytrykksstøpegodsstøping på opptil 200 tonn varmekammer og 3000 tonn kaldkammer, verktøydesign, polering, støping, maskinering, pulver- og væskemaling, full kvalitetssikring med CMM-funksjoner , montering, emballasje og levering.

ITAF16949 sertifisert. Ekstra castingtjeneste inkluderer investering avstøpning,sandstøping,Gravity Casting, Mistet skumstøping,Sentrifugalstøping,Vakuumstøping,Permanent støping av støpeformFunksjoner inkluderer EDI, teknisk assistanse, solid modellering og sekundær prosessering.

Casting Industries Deler Casestudier for: Biler, Sykler, Luftfartøy, Musikkinstrumenter, Vannfartøy, Optiske apparater, Sensorer, Modeller, Elektroniske apparater, Kapslinger, Klokker, Maskiner, Motorer, Møbler, Smykker, Jigs, Telekom, Belysning, Medisinsk utstyr, Fotografisk utstyr, Roboter, skulpturer, lydutstyr, sportsutstyr, verktøy, leker og mer. 

Hva kan vi hjelpe deg med å gjøre videre?

∇ Gå til hjemmesiden for Die Casting Kina

By Minghe støpeprodusent | Kategorier: Nyttige artikler |Materiale Tags: Aluminiumsstøping, Sinkstøping, Magnesiumstøping, Titanstøping, Støping i rustfritt stål, Messingstøping,Bronsestøping,Casting video,Selskapets historie,Aluminium Die Casting | Kommentarer av