RO 
Producătorul de compresoare ne-a cerut recent să revizuim un cilindru turnat care a continuat să crape la locul supapei de refulare după aproximativ 8.000 de ore de funcționare. Piesa a fost produsă din fontă ductilă convențională, iar modul de defectare a combinat oboseala la impact cu uzura de alunecare. Aceasta este exact situația în care piesele turnate din fontă ductilă austemperate merită o privire atentă înainte ca cineva să redeseneze componenta în oțel.
Fonta ductilă temperată, numită în mod obișnuit ADI, este fontă ductilă care a fost tratată termic pentru a-și dubla aproximativ rezistența, păstrând în același timp libertatea de formă a unei piese turnate. În multe componente fabricate în prezent din oțel forjat sau fabricat, ADI oferă proprietăți mecanice comparabile la un cost mai mic al piesei și o greutate mai mică. Acest articol explică ce este ADI, cum funcționează procesul de temperare, ce proprietăți puteți specifica și unde ar trebui să vă gândiți de două ori.
Ce este fierul ductil temperat?
ADI începe ca fontă ductilă, cunoscută și sub numele de fier nodular sau fier grafit sferoidal. Grafitul din structura sa formează sfere mici, mai degrabă decât fulgii care se găsesc în fierul cenușiu, iar această formă sferică este ceea ce conferă fierului ductil duritatea și alungirea. Dacă aveți nevoie de o informare cu privire la modul în care se produce fierul ductil și la ce diferă de fierul gri, această privire de ansamblu asupra fierului ductil explică elementele de bază.
Tratamentul de austempering transformă matricea metalică din jurul acelor noduli de grafit într-o structură numită ausferită. Ausferita este un amestec de ferită aciculară fină și austenită îmbogățită cu carbon. Nu este perlită, nu bainită și nu este martensită temperată. Combinația acestei matrice dure, rezistente la oboseală cu noduli de grafit ductil îi conferă ADI pachetul său neobișnuit de proprietăți.
O neînțelegere comună este că ADI este pur și simplu un grad mai puternic de fontă ductilă. Materialul de pornire este fonta ductilă, dar tratamentul termic este cel care produce gradele de înaltă rezistență. Fonta ductilă convențională oferă rezistențe la tracțiune în intervalul 400 până la 700 MPa; Calitățile ADI încep în jurul valorii de 850 MPa și trec peste 1.400 MPa.
Cum funcționează procesul de temperare
Austempering este un tratament termic în trei etape care necesită mult mai mult control decât un ciclu obișnuit de călire și revenire.
- Austenitizare: turnarea este încălzită în intervalul de austenită, de obicei 830 până la 930 °C, și menținută până când matricea este complet austenitică.
- Călire: turnarea este transferată rapid într-o baie de sare topită menținută la 230 până la 400 °C. Baia de sare răcește piesa suficient de repede pentru a preveni formarea de ferită sau perlite, dar suficient de uniform pentru a minimiza distorsiunea.
- Transformare izotermă: turnarea este menținută la temperatura băii de sare pentru un timp definit în timp ce austenita se transformă în ausferită.
Baia de sare topită este ceea ce face procesul practic. Călirea cu apă este prea agresivă pentru turnările complexe, iar răcirea cu aer este prea lentă pentru majoritatea secțiunilor. Sarea oferă o rată de răcire uniformă, controlabilă. După reținerea izotermă, turnarea este îndepărtată și răcită la temperatura camerei.
Temperatura băii de sare are un efect direct asupra notei finale. Temperaturile mai scăzute, de aproximativ 230 până la 315 °C, produc rezistență și duritate mai mari cu o ductilitate mai mică. Temperaturile mai ridicate, de aproximativ 315 până la 400 °C, produc rezistență și alungire mai mari. Aceeași turnare de bază poate fi temperată la mai multe grade diferite prin simpla ajustare a tratamentului termic.
Proprietățile mecanice ale turnărilor ADI
Proprietățile ADI sunt standardizate la nivel internațional, cel mai frecvent sub ASTM A897/A897M. Denumirea gradului conține trei numere: rezistența la tracțiune, rezistența la curgere și procentul de alungire. Tabelul de mai jos rezumă notele standard ADI.
| Nota | Rezistenta la tractiune | Rezistenta la curgere | Alungirea | Duritate |
|---|---|---|---|---|
| 900-650-10 | 900 MPa (130 ksi) | 650 MPa (94 ksi) | 10% | 269-331 HB |
| 1050-700-7 | 1.050 MPa (152 ksi) | 700 MPa (102 ksi) | 7% | 302-375 HB |
| 1200-850-4 | 1.200 MPa (174 ksi) | 850 MPa (123 ksi) | 4% | 341-401 HB |
| 1400-1100-1 | 1.400 MPa (203 ksi) | 1.100 MPa (160 ksi) | 1% | 388-477 HB |
| 1600-1300-1 | 1.600 MPa (232 ksi) | 1.300 MPa (189 ksi) | 1% | 402-512 HB |
Ce înseamnă aceste numere în practică: o calitate 900-650-10 se comportă ca un fier structural dur, cu o rezistență mult peste fierul ductil convențional. Un grad 1400-1100-1 acționează mai mult ca o piesă de uzură care suportă și o sarcină semnificativă.
ADI are, de asemenea, performanțe puternice la oboseală. Matricea ausferitică rezistă la inițierea fisurilor, iar tensiunile reziduale de compresiune lăsate de austempering îmbunătățesc rezistența la oboseală la încovoiere. În general, ADI se compară favorabil cu oțelurile carbon și slab aliate călite și revenite, ceea ce îl face un candidat pentru componente în care forjarea sau fabricarea oțelului este în prezent implicită.
Aplicații ale pieselor turnate din fontă ductilă temperată
ADI apare în sistemele de transmisie auto, echipamente agricole, mașini de minerit, componente de cale ferată și manipularea fluidelor industriale. Filetul comun este o piesă care poartă sarcina, suferă oboseală sau uzură și beneficiază de a fi o turnare mai degrabă decât o sudură sau forjare.
Componentele compresorului
Compresoarele impun cicluri de presiune, contact de alunecare și solicitări locale ridicate. Cilindrii, carterurile, plăcile de supape și scaunele de evacuare au nevoie de un material care nu se va uza, nu se va frea sau crăpa peste zeci de mii de ore. Piesele turnate pentru cilindri ADI beneficiază de combinația dintre duritatea suprafeței alezajului și capacitatea de presiune. O turnătorie care deja produce piese turnate cilindrilor compresorului în fontă ductilă are cunoștințele materiale de bază necesare pentru a evalua o versiune temperată pentru o aplicație cu sarcini severe.
Producători de cilindri de compresor de turnare la comandă, fabrică - Haian Aoyu Machinery Haian Aoyu Machinery Manufacturing Co., Ltd este China turnare compresor cilindru Producători și turnare compresor cilindru Fabrica, w... Vizualizare produs → Piese turnate pentru pompe și supape
Pompele și supapele se confruntă cu eroziunea prin cavitație, medii abrazive și cerințe de menținere a presiunii. Duritatea ridicată a ADI rezistă la cavitație și eroziunea particulelor mai bine decât fonta ductilă standard, în timp ce ductilitatea calităților inferioare menține piesa în siguranță la supratensiune. Rotoarele, inelele de uzură și corpurile supapelor sunt candidați naturali. Pentru piese turnate ale corpului pompei în serviciul cu înălțime înaltă sau cu șlam, specificarea unui grad austemperat poate prelungi semnificativ durata de viață.
Producători de corpuri de pompă de turnare personalizate, fabrică - Haian Aoyu Machinery Manufactu Haian Aoyu Machinery Manufacturing Co., Ltd este producătorii de corp de pompă de turnare din China și fabrica de corp de pompă de turnare, oferim pompe personalizate ... Vizualizare produs → Structuri de mașini-unelte
Sistemele de ghidare a mașinilor-unelte și componentele structurale au nevoie de rigiditate, amortizare și suprafețe rezistente la uzură. Fonta ductilă temperată oferă o duritate mai mare decât fonta convențională, păstrând în același timp caracterul de amortizare a vibrațiilor care face fonta valoroasă în mașinile-unelte. Căile de ghidare, tobogane și piese turnate de bază pentru mașini-unelte poate fi produs cu forma aproape netă a unei turnări și apoi șlefuit sau răzuit până la geometria finală.
Producători de baze de mașini de turnare personalizate, fabrică - Haian Aoyu Machinery Manufa Haian Aoyu Machinery Manufacturing Co., Ltd este China producători de baze de mașini de turnare și fabrica de bază de mașini de turnare, oferim personalizate... Vizualizare produs → Costuri și considerații de proiectare
ADI nu este automat răspunsul potrivit pentru fiecare casting. Tratamentul termic adaugă costuri, iar costul adăugat trebuie justificat.
Reducere în greutate
Deoarece ADI este aproximativ de două ori mai puternic decât fonta ductilă convențională, secțiunile pot fi făcute mai subțiri. Reducerile de greutate de 20 până la 30 la sută sunt realiste atunci când o parte din fontă ductilă existentă este reproiectată în ADI. Când înlocuiți o fabricație din oțel, costul pe kilogram de ADI este mai mic și economisiți sudura și prelucrarea post-sudare pe care o necesită o sudură din oțel.
Prelucrare după Austempering
Fierul temperat este dur, de obicei 300 HB și mai mult. Găurirea, filetarea și frezarea după tratamentul termic necesită scule din carbură și crește costul de prelucrare. Mulți producători prelucrați piesa în stare de fier ductil și apoi o temperează ca o etapă aproape finală. Acest lucru funcționează atunci când tratamentul termic nu distorsionează piesa dincolo de toleranță. Dacă prelucrarea trebuie să aibă loc după temperare, păstrați rezervele de stoc mici și planificați unelte mai dure.
Dimensiunea secțiunii și sensibilitatea procesului
Răspunsul la temperare depinde de grosimea secțiunii. Secțiunile grele se pot răci prea încet în centru, producând o structură mixtă cu proprietăți mai mici decât indică cuponul de testare. Grosimea uniformă a peretelui și tranzițiile netede vă protejează de acest risc. Turnatoria dvs. ar trebui să confirme că gradul ales poate fi atins în secțiunea cea mai groasă a piesei.
Verificarea calității
Proprietățile ADI nu pot fi verificate doar prin măsurarea durității. Cupoanele de testare de la aceeași căldură, încercări de tracțiune, evaluare metalografică și studii de duritate în întreaga turnare sunt suita normală de verificare. Dacă un furnizor nu poate furniza acea documentație, tratați specificația materialului cu precauție. Etapa de tratament termic este în cazul în care calitatea ADI este realizată sau pierdută.
Parteneriat cu o turnătorie care cunoaște fierul ductil
Turnarea de bază determină cât de departe vă poate duce austempering. Calitatea topiturii, nodularitatea, controlul contracției și compoziția chimică consistentă sunt toate stabilite în turnătorie înainte ca piesa să ajungă într-o baie de sare. Aici adaugă valoare o turnătorie de fontă ductilă dedicată.
Haian Aoyu Machinery Manufacturing Co., Ltd. este o turnătorie de fontă ductilă și fontă gri din Nantong, China, care furnizează piese turnate pentru compresoare, pompe, supape și mașini-unelte clienților din America de Nord, Europa și Asia. Cu o capacitate anuală de 20.000 de tone, compania produce exact familiile de componente în care ADI este aplicat cel mai frecvent, inclusiv corpuri și cilindri de compresoare, corpuri de pompe și baze de mașini-unelte. Echipa sa de ingineri analizează condițiile de încărcare și mediile de service pentru fiecare proiect, ceea ce face ca etapa de cotație să fie momentul potrivit pentru a se întreba dacă un grad temperat merită luat în considerare.
Când abordați o turnătorie despre ADI, aduceți trei lucruri: istoricul complet de încărcare a piesei, mecanismul de uzură așteptat și toleranțele dimensionale care trebuie să supraviețuiască tratamentului termic. Multe componente fabricate în prezent din fontă ductilă convențională sau forjate din oțel ar putea fi produse ca piese turnate din fontă ductilă austemperata. Materialul a fost dovedit în producție de zeci de ani și singura modalitate de a ști dacă se potrivește cu componenta dvs. este să aveți acea discuție cu o turnătorie care înțelege procesul.
