Teleskopisk hydraulisk sylindermateriale 27SiMn rørbehandlingsteknologi før maskinering
Forord
Sylinderrøret er nøkkelelementet som danner det indre hulrommet for å inneholde væske. Derfor spiller den omfattende ytelsen til sylinderløpet, for eksempel trykkmotstand, slitestyrke og utmattelsesstyrke, en nøkkelrolle i den teleskopiske hydrauliske sylinderen.
Generelt kreves sylinderrøret for å kunne tåle trykket innen 22 MPa (kontinuerlig trykk), til og med opptil 55 MPa. Derfor, i produksjonen av et teleskopisk hydraulisk sylinderrør, er de tekniske forholdene til stålrørene for sylinderfatene klart definert. Røret for teleskopiske hydrauliske sylindre bruker vanligvis følgende prosesser: spenningsavlastningsprosess, normalisering av varmebehandlingsprosess, slukking og herding av varmebehandlingsprosess etc. Røret produsert av de ovennevnte varmebehandlingsprosessene har forskjellige tekniske egenskaper og er egnet for hydrauliske sylindere jobber i forskjellige miljøer.
1 Tekniske forhold for teleskopisk sylinder
Når du lager 27SiMn-materiale til hydrauliske sylindere, er de tekniske kravene til rør følgende.
1.1 Kjemisk sammensetning: C: 0,24 ～ bai0,32 Si: 1,10 ～ 1,40 Mn: 1,10 ～ 1,40 P: ≤0,035 S: ≤0,035 Cu: ≤0,30 Cr: ≤0 ..
1.2 Mekaniske egenskaper
Strekkstyrke Rm≥ 860 MPa, flytegrense ReH≥760MPa; forlengelsesrate A5≥12%, krympingsrate Ψ≥40%; støtenergi AkV2 (20 ℃) ≥39J; hardhet 240∼280 HK
1.3 Prosessytelse
Tryktest ved romtemperatur tåler 25 ~ 30MPa trykk (kontinuerlig trykk)
1.4 Metallografisk organisasjon
Dekarburiseringslag ≤0,20 mm; når det gjelder makrostruktur, er den generelle løsheten, senterløsheten og segregeringen av stålrøret ≤2, og det skal ikke være krympekavitet, subkutane bobler, hvite flekker, avskalling, delaminering, sprekker og andre inneslutninger. ; Den metallografiske strukturen er herdet sorbit + pearlite, nivå 3.
1.5 Overflateruhet
Overflateruhet Rа≤12,5 µm
1.6 Geometri-nøyaktighet
Dimensjonstoleransene for indre og ytre diameter er begge ± 0,15 mm
2 2/3/4/5 Stage Telescopic Cylinder Tube Slukket og herdet varmebehandlingsprosess
For å oppfylle de tekniske kravene til enkelt- eller dobbeltvirkende teleskopiske hydrauliske sylindere som brukes i komplekse omgivelser, for å få røret til å ha tilstrekkelig styrke, hardhet, seighet, trykkmotstand og utmattelsesmotstand, er det det mest ideelle valget å vedta en slukket og herdet varmebehandling prosess for å justere de omfattende mekaniske egenskapene til materialet
2.1 Konvensjonell slukking og temperering av varmebehandlingsprosessen
For å få røret til sylinderrøret til å ha utmerkede egenskaper som høy styrke, høy hardhet, god slitestyrke, sterk plastisitet, høyt trykkmotstand, liten deformasjon, mindre avkalkning og lang utmattelseslevetid, er rørets varmebehandling implementert i henhold til følgende prosess.
I henhold til egenskapene til 27SiMn-materialet, er den spesifikke slukke- og tempereringsvarmebehandlingsprosessen: oppvarming til 910∼920 ℃, holder i 35 minutter og deretter vannkjøling; deretter vedta temperering varmebehandling på 510∼520 ℃ i 180 minutter.
Etter denne varmebehandlingen er rørets overflateruhet 12,5 μm, og tykkelsen på det avkolfriserte laget er 0,10 mm; den metallografiske strukturen er herdet sorbit + pearlite + semi-nettverk, stripe, blokk, acicular ferrite (figur 3), 5 karakterer av kornstørrelse; tåler trykk på 30 MPa (siste 10-tallet).
Analyser testresultatene og få:
① Etter at det teleskopiske hydrauliske sylinderrøret er slukket og herdet og varmebehandlet, oppfyller strekkfasthet, flytefasthet, forlengelse, reduksjon av areal, slagkraft, overflatebehandling og dybde av avkalking; de tekniske kravene til hydrauliske sylindere;
② Det teleskopiske hydrauliske sylinderrøret er sterkt deformert etter bråkjøling og temperering av varmebehandling, som ikke kan oppfylle de tekniske kravene til den hydrauliske sylinderen;
③ Etter at det teleskopiske hydrauliske sylinderrøret gjennomgår slukking og herding av varmebehandling, er rørets metallografiske struktur herdet sorbitt + pearlite + semi-retikulær, stripe, massiv, acicular ferritt, med en kornstørrelse 5, som ikke når nivået til den hydrauliske sylindertønnen. ferdighetskrav.
2.2 Analyse av årsakene til den dårlige effekten av slukking og temperering av varmebehandlingsprosessen
2.2.1 Den geometriske nøyaktigheten til stålrøret gir alvorlig deformasjon
Når røret slukkes ved høy temperatur, på grunn av effekten av rask avkjøling av kjølemediet, oppstår fenomenet termisk ekspansjon og sammentrekning øyeblikkelig, og restspenningen i selve røret er dårlig, noe som resulterer i alvorlig deformasjon av røret med nøyaktig toleranse etter å ha blitt slukket og temperert. Derfor er det nødvendig å vedta en varmebehandlingsprosess for å fullstendig eliminere stress og stabilisere strukturen før slukking og herding, noe som effektivt kan forhindre deformasjon av røret under slukking og herding.
2.2.2 Metallografisk organisasjon oppfyller ikke kravene
(1) Temperaturen under oppvarming av den ovennevnte slukke- og herdingsprosessen kan ikke oppfylle kravene til metallografisk strukturtransformasjon. For lav slukketemperatur vil føre til at ferritten ikke oppløses fullstendig og ikke blir austenisert. I dette tilfellet utføres avkjøling og slukking, slik at den massive ferritten som har blitt utfelt før den slukkes gradvis øker med temperaturreduksjonen og forlengelsen av tiden
(2) Martensitt-transformasjonen er ikke fullført. Austenitten må avkjøles til martensitt-transformasjonens starttemperatur Ms med en kjølehastighet større enn den kritiske kjølehastigheten før martensitt-transformasjon kan forekomme. Martensittransformasjon er forskjellig fra perlittransformasjon. Når austenitt avkjøles til en hvilken som helst temperatur under Ms-punktet, trenger det generelt ikke å inokuleres. Transformasjonen starter umiddelbart og fortsetter veldig raskt, men transformasjonen stopper raskt og kan ikke fullføres. .
For at transformasjonen skal fortsette, må temperaturen senkes. Når temperaturen synker til martensittransformasjonens sluttemperatur Mf, kan martensitt-transformasjonen ikke lenger fortsette. Selv om den er avkjølt under Mf, har ikke martensitt-transformasjonsmengden nådd 100%, men martensitt-transformasjonen har stoppet, og det er et ufullstendig fenomen for transformasjon av martensitt. Derfor er det i denne bråkjølings- og herdingsprosessen nødvendig å øke bråkjølingstemperaturen og holdetid for å akselerere og sikre austenitt-transformasjonen på riktig måte. Samtidig vedtar 27 simn-røret vannspraykjøling ved kjøling for å unngå ulempene ved kjøling med en kjølevannstank (27 simn-røret kommer inn i vanntanken for kjøling umiddelbart etter at den er ute av ovnen, og det kan ikke garantere martensittransformasjonstemperatur Ms punkt. Kroppstransformasjonen kan fortsette. Martensitt-transformasjonen kan bare utføres under betingelse av kontinuerlig avkjøling. Når vanntanken er avkjølt, avkjøles røret direkte til temperaturen på vanntankens kjølevann, som kan ikke gjenspeile Ms-poenget effektivt). Fordi Ms-punktet i dette materialet er 355 ℃, etter sprøyting av vann for å avkjøles til denne Ms-punkttemperaturen, kan martensitten transformeres effektivt og fullstendig under betingelse av kontinuerlig vannsprøyting, ellers vil det være ufullstendig austenitt-transformasjon og beholdt austenitt-organisering
(3) Kjølemediet kan ikke oppnå den raske termiske diffusjons-kjøleeffekten av røret under slukking. Når vann fra springen brukes direkte til å kjøle ned stålrøret, er kjølehastigheten for rask, den lokale kaldkrympingen er ujevn, stoffet i strukturen diffunderer ikke nok, den indre spenningen er stor og røret er utsatt for sprekker deformasjon. For å gjøre det slukkende kjølemediet har karakteristikkene av jevn kjøletemperatur, liten temperaturforskjell og rask kjølehastighet, er den generelle slukketeknologien å tilsette salt og andre blandinger i vann fra springen, spesielt i bråkjøling og avkjøling av legert stål. Slukkekjølingen vedtar saltingstiltak, som kan tilfredsstille forskjellige krav til isoterm temperatur og kjølehastighet. Derfor er det nødvendig å tilsette 5% til 10% industrielt salt til kjølevannet for å oppnå effekten av jevn temperatur, liten temperaturforskjell, rask kjølehastighet og ensartet indre struktur av materialet.
2.2.3 Påvirkningen av varme og kjølehastighet på metallografisk struktur og deformasjon av røret
Oppvarmings- og kjølehastigheten er veldig kritisk i varmebehandlingsprosessen. For store arbeidsstykker, spesialformede deler, rør osv. Er det designfeil som ikke bidrar til varmebehandling. Oppvarmings- og kjølehastighetene må begrenses til et visst område, ellers vil det føre til store temperaturforskjeller i forskjellige deler av arbeidsstykket og føre til at arbeidsstykket varmes opp. Deformasjonsskade, termisk stress og deformasjon, og kan samtidig påvirke om austeniseringsprosessen er fullført.
(1) Begrens oppvarmingshastigheten. Å begrense oppvarmingshastigheten er å varme opp hver del av røret mer jevnt. Hvis oppvarmingshastigheten er for rask, vil en del av strukturen ikke bli austenisert, og troostitt vil bli dannet i begynnelsen av avkjølingen, noe som ikke bare vil påvirke ensartetheten av austenisering, men også forårsake etter slukking. Kornene er grove, til og med intergranular sprekker vises, og stålrøret vil bli deformert. Samtidig påvirker oppvarmingshastigheten materialets mikrostruktur. Under oppvarmingsprosessen er hastigheten rask, og en del av den andre fasen har ikke tid til å oppløses.
(2) Øk kjølehastigheten. Under glødingen bør kjølehastigheten være treg, men under slukking og avkjøling, under forutsetning av å sikre mikrodeformasjon og ingen sprekker, jo raskere jo bedre. Kjølehastigheten påvirker direkte strukturen som dannes ved å slukke, og den slukkede strukturen martensitt kan bare oppnås med en viss hastighet.
Derfor påvirker oppvarmings- og kjølehastigheten direkte krystallisasjonshastigheten og sannsynligheten for deformasjon av stålrøret. Bare ved nøyaktig å kontrollere oppvarmings- og kjølehastigheten i denne varmebehandlingsprosessen kan metallurgisk struktur av metallmaterialet garanteres og deformasjon av røret kan unngås.
2.3 Forbedret slukking og temperering av varmebehandlingsprosessen
I henhold til analysen ovenfor er varmebehandlingsprosessen for stålrøret for rør for å eliminere spenningen fullstendig og stabilisere strukturen vedtatt; deretter blir slukkings- og herdingsprosessen for stålrøret vedtatt.
Etter ovennevnte slukking og temperering av varmebehandlingsprosessen blir røret testet, og dens geometriske dimensjonsnøyaktighet, retthet og ytelse er veldig god; rørets overflateruhet er 12,5 μm, tykkelsen på avfarkingslaget er 0,15 mm; stålrøret har ingen gjenværende krymping, subkutane bobler, hvite flekker, avskalling, delaminering, sprekker, etc., senterporøsitet og segregering er alt på nivå 2, og den metallografiske strukturen er på nivå 3 (herdet sorbit + ferrit ) (Figur 7); tåle press 35∼38MPa (varer 10 sekunder).
Etter at det teleskopiske hydrauli-sylinderrøret gjennomgår slukking og herding av varmebehandling, bortsett fra endringen i retthet, oppfyller de andre omfattende indikatorene fullt ut de tekniske kravene til det hydrauliske sylinderrøret og oppnår det forventede formålet. Årsaken til endringen i stålrørets retthet er at på grunn av forskjellen i restspenning i hver del av røret, og under avkjøling ved høy temperatur, påvirkes det av rask avkjøling av kjølemediet, noe som forårsaker øyeblikkelig termisk ekspansjon og sammentrekning, noe som får stålrøret til å bøye seg etter bråkjøling og herding.
De effektive tiltakene for å løse den alvorlige bøyningen av røret etter bråkjøling og herding er:
Røret må gjennomgå foreløpig forkorrigering. Etter at bråkjølings- og herdingsprosessen er fullført, vil stålrøret bli utsatt for sluttbehandling slik at stålrøret fullt ut kan oppfylle de tekniske kravene til den teleskopiske hydrauliske sylinderen.
Konklusjon
Den justerte slukke- og herdeprosessen har bestått mange gjentatte praktiske tester og gjennomført analyser og demonstrasjoner. Den bruker fullstendig legeringsstål som inneholder legeringselementer og har sterke herdbarhetsegenskaper, vedtar slokkings- og herdingsprosessen for å forbedre materialets omfattende ytelse, og vedtar røret før det slukkes og herdes. Varmebehandlingsprosessen for å eliminere spenningen fullstendig og stabilisere strukturen i det første trinnet, og deretter vedta den slukkende og herdende (slukkende + herdende) varmebehandlingsprosessen for å justere materialets omfattende mekaniske egenskaper, slik at stålrør har høy styrke, høy hardhet, god slitestyrke, sterk plastisitet og trykk. Omfattende ytelsesfordeler som stor størrelse, mindre avkalkning og liten deformasjon, oppfyller fullt ut de tekniske kravene til teleskopisk hydra