Il processo per realizzare tubi di colata centrifuga in acciaio inossidabile Martensite

La produzione di tubi di colata centrifuga in acciaio inossidabile martensitico richiede un controllo accurato sulla selezione del materiale, parametri di colata e trattamenti termici post-colata. L'acciaio inossidabile martensitico è noto per la sua elevata resistenza, durezza e resistenza all'usura, ma è più sensibile agli stress termici e alle crepe durante la fusione. Di seguito è un processo consigliato per la produzione di tubi di colata centrifughi in acciaio inossidabile martensitico di alta qualità:

1. Selezione materiale

Composizione in lega

* Acciaio inossidabile martensitico (e.g., AISI 410, 420, 440C):

Alto contenuto di carbonio (in genere da 0.08% a 1.2%) per durezza.

Cromo (12-18%) per resistenza alla corrosione.

Bassi livelli di nichel e molibdeno.

Condizioni:

Scegli una lega martensitica con la composizione adeguata in base alle proprietà meccaniche richieste (ad es., durezza, tenacità o resistenza all'usura).

Assicurati che la lega sia adatta per la colata centrifuga, in particolare la sua fluidità e il comportamento di restringimento durante il raffreddamento.

2. Preparazione stampo

Progettazione di stampi

Materiale: utilizzare stampi realizzati con materiali di alta qualità e resistenti al calore come ghisa o acciaio.

Rivestimenti: applicare un rivestimento refrattario o ceramico allo stampo per garantire un flusso di metallo liscio, ridurre l'incollaggio e ridurre al minimo gli urti termici.

Preriscaldamento: preriscaldare lo stampo per prevenire gli urti termici quando il metallo fuso viene versato. Per acciai inossidabili martensitici, il preriscaldamento a circa 200-300 °C è tipico.

Forma di stampo

Il design dello stampo garantisce che il diametro si adatta alle differenze nel tubo di colata (se necessario).

Progettare lo stampo con transizioni lisce di diametro per prevenire aree ad alto stress che possono portare a screpolature.

3. Fusione e versamento

Fusione della lega

Tipo di forno: utilizzare un forno a induzione o un forno ad arco elettrico per fondere l'acciaio inossidabile martensitico.

Controllo della temperatura: la temperatura di fusione dell'acciaio inossidabile martensitico varia in genere tra 1600 ° c a 1700 ° c, a seconda della lega.

Degasaggio: eseguire il degasaggio per rimuovere i gas disciolti (es.

Lega: controllare la composizione chimica utilizzando la spettrometria per garantire che sia conforme alle specifiche richieste.

Processo di versamento

Versare il metallo fuso nello stampo rotante con attenzione per evitare le turbanze.

Temperatura di colata: mantenere una temperatura di colata nel campo da 1550 ° c a 1600 ° c per ottenere una fluidità adeguata e ridurre al minimo i difetti di restringimento.

Rotazione dello stampo: controlla la velocità di rotazione dello stampo per accelerare la forza centrifuga per una distribuzione uniforme del metallo fuso.

4. Processo di colata centrifuga

Velocità di rotazione dello stampo

Regolare la velocità di rotazione in base al diametro e alla lunghezza del tubo:

Velocità di rotazione più elevate per tubi di diametro ridotto per garantire uno spessore della parete uniforme.

Velocità di rotazione inferiori per diametri più grandi, garantire un riempimento adeguato e un rischio ridotto di difetti.

Intervallo di velocità tipico: 50-200 giri/min, a seconda delle dimensioni del tubo e dei requisiti di fusione.

Distribuzione del metallo

La forza centrifuga generata dalla rotazione dello stampo spinge verso l'esterno il metallo fuso, formando prima le pareti esterne del tubo. Le aree più dense si solidificano prima (la parete esterna), mentre il nucleo interno si solidifica per ultimo.

Garantire che il tubo di colata abbia uno spessore uniforme in tutto.

Raffreddamento

Raffreddamento controllato: raffreddare gradualmente la colata per evitare shock termici e screpolature. Il raffreddamento rapido può portare a microcracking in acciai inossidabili martensitici.

Utilizzare il raffreddamento ad acqua o ad aria controllato esternamente lungo le pareti dello stampo per regolare la velocità di raffreddamento.

Consente una velocità di raffreddamento lenta per sezioni a pareti più spesse per ridurre gli stress interni.

5. Trattamento termico Post-fusione

Ricottura antistress

Obiettivo: alleviare lo stress residuo dal processo di colata per prevenire distorsione e screpolature.

Processo:

Riscaldare la colata a 600-650 ° c e mantenerlo a tale temperatura per poche ore.

Raffreddare lentamente la colata alla temperatura ambiente.

Questo passaggio aiuta a ridurre gli stress interni creati durante il processo di colata centrifuga.

Indurimento (formazione Martensite)

Obiettivo: raggiungere la durezza e le proprietà meccaniche richieste trasformando la microstruttura in martensite.

Processo:

Riscaldare la colata a 900-1000 °C.

Rapido raffreddamento (tempra) in acqua o olio per formare la struttura martensitica.

Nota: la velocità di raffreddamento deve essere controllata per evitare crepe, in particolare per tubi a parete più spessa.

Tempera

Obiettivo: TO riduce la fragili e ottieni la combinazione richiesta di durezza e tenacità.

Processo:

Dopo la tempra, tempera la colata scaldandola a 150-600 ° c, a seconda della durezza richiesta.

Tenere alla temperatura target per 1-2 ore, poi raffreddare a temperatura ambiente.

Il processo di tempera modifichi la durezza e migliora la tenacità pur mantenendo una buona resistenza all'usura.

6. Lavorazione e finitura

Obiettivo: raggiungere precisi limiti dimensionali e finiture di superficie liscia.

Passaggi:

1. Macchina i diametri esterni e interni utilizzando torni CNC.

2. Garantire che la concentricità venga mantenuta tra le due estremità (se i diametri sono diversi).

3. Finitura del tubo mediante molatura o lucidatura per rimuovere qualsiasi difetto superficiale o ossidazione.

7. Controllo e ispezione della qualità

Test Non distruttivo (NDT)

Utilizzare test o radiografia ad ultrasuoni per controllare i difetti interni, come porosità o crepe, che possono derivare problemi di raffreddamento o metallo fuso.

Eseguire l'ispezione visiva per difetti superficiali.

Ispezione dimensionale

Misurare i diametri interni ed esterni, lo spessore della parete e la lunghezza totale per garantire che il tubo soddisfa le specifiche.

Utilizzare CMM (macchina di misura a Coordinate) per analisi dimensionali precise.

Test meccanico

Eseguire prove di trazione, test di durezza (es. Rockwell o Vickers) e test di impatto per testare le proprietà meccaniche.

Controllo della microstruttura (utilizzo della metallografia) per garantire che la struttura martensitica sia uniforme e che la tempera sia stata fatta in modo efficace.

8. Ispezione finale e consegna

Controllare il prodotto finale per la finitura superficiale, la precisione dimensionale e le proprietà meccaniche.

Etichetta e prepara il prodotto per la spedizione, assicurati che sia conforme alle specifiche del cliente e agli standard del settore.

Sintesi dei parametri chiave per tubi di colata centrifuga in acciaio inossidabile martensitico