Effekt av borr och nickel på termisk skada motstånd av 4Cr5Mo2V pressgjutning pressstål

4Cr5 Mo2V är ett vanligt gjutstål. Under processen med gjutning av aluminiumlegering kommer formen på grund av erosion och vidhäftning av smält aluminium att drabbas av termisk skada, såsom termisk trötthet och termisk smältförlust, vilket resulterar i en minskning av dess hårdhet och till och med för tidigt fel.

För att undersöka huruvida nickel eller torrhet kan förbättra värmebeständigheten hos gjutformar av aluminiumlegering, förbereddes 4Cr5 Mo2V-stål och 4Cr5Mo2V-stålblock innehållande 1% Ni och 1% Co (massfraktion), och de lades in efter släckande och härdande. I den formgjutna formen i gjutformen gjordes sedan aluminiumlegeringen ADC12 med en temperatur på 800 200 1,000 till XNUMX XNUMX gånger och testblockets makromorfologi och ythårdhet undersöktes.

Resultaten visar att 1,000Cr4Mo5V ståltestblocket vidhäftade hårdast till aluminium efter att gjutet aluminiumlegering hade gjorts 2 gånger och producerade mycket få nätliknande sprickor; det Ni-innehållande stålprovblocket anslöt sig något till aluminium, och det Co-haltiga ståltestblocket anslöt sig minst till aluminium, vilket indikerar att halten av 1% Co 4Cr5Mo2V-stål har den bästa värmebeständigheten mot formgjutna aluminiumlegeringar. Jämfört med hårdheten före gjutning av aluminiumlegering minskade dessutom ythårdheten för 1,000Cr4Mo5V stål, nickelhaltiga och torrhaltiga 2Cr4Mo5V stålprover med 2, 2.8 och 1.8 HRC, det vill säga flera gjutna aluminiumlegeringar. Den negativa effekten på ythårdheten hos det nickelhaltiga och torra 1.4Cr4Mo5V-stålet är mindre än det hos 2Cr4Mo5V-stålet, vilket är relaterat till den fasta lösningsförstärkande effekten av Co och Ni, vilket är fördelaktigt för att förbättra aluminiumvätskans erosionsbeständighet hos formen och gör formen mindre mottaglig för termisk skada.

Gjutning i aluminiumlegering är en komplex högtemperatur- och högtrycksprocess. Det finns många faktorer som påverkar termisk skada (inklusive termisk trötthet och termisk förlust) prestanda hos gjutformar av aluminiumlegering. Bland dem är sammansättningen av varmbearbetat stål särskilt viktigt.

Under normala omständigheter kan misslyckande i gjutformen på grund av sprickor och plastisk deformation undvikas. Mögelsprickor orsakas vanligtvis av oavsiktlig mekanisk överbelastning eller termisk överbelastning, vilket resulterar i allvarlig spänningskoncentration. Tidig sprickbildning i termisk trötthet och svetsförlust (ytvärmeskador) av formgjutningsformar är de viktigaste felmoderna, och de två påverkar ofta varandra. 4Cr5Mo2V stål är ett allmänt använt hett arbetsstål, med bra slitstyrka och plastisk deformationsbeständighet. Borr och nickel är vanligt förekommande legeringselement, som effektivt kan öka stålets hållfasthet och hårdhet och ha en viss effekt på att motstå termiska skador. Därför studeras 4Cr5Mo2V stål, 4Cr5Mo2V innehållande 1% Ni och 1% Co (massfraktion, samma nedan). Stålets motståndskraft mot smält aluminiumskada är av stor betydelse för att styra den faktiska produktionen.

De flesta metoderna för att studera de termiska skadorna av gjutstålsstål före munnen är att simulera uppvärmning och kylning. Stålprovet kommer inte direkt i kontakt med det smälta aluminiumet och involverar inte skurningseffekten av det smälta aluminiumet, såsom direkt induktionsuppvärmning av formstålprovet. -A. I detta papper framställdes trekomponentformblock av formstål och inbäddade i gjutformen för att utföra testet av gjutningstest av ADC12-aluminiumlegering. Skada på smält aluminium.

1.Testmaterial och metoder

1.1 Testmaterial

Den kemiska sammansättningen av 4Cr5Mo2V stål, 4Cr5Mo2V stål innehållande 1% Ni (nedan kallat 4Cr5Mo2V + Ni stål) och 4Cr5 Mo2V stål innehållande 1% Co (nedan kallat 4Cr5Mo2V + Co stål) visas i tabell 1. Testet var gjuten med ADC12 Aluminiumlegeringens kemiska sammansättning visas i tabell 2.

1.2 Testmetod

Det glödgade 4Cr5Mo2V -stålet, 4Cr5Mo2V + Ni -stålet och 4Cr5Mo2V + Co -stålet bearbetades till testblock som visas i figur 1. Efter vakuumkylning härdades de två gånger, med en hårdhet på cirka 47 HRC och finmalades för att avlägsna oxidskala.

Testblockets gruppnummer är inbäddat i spåret på den fasta formen, och hålrummet i den gjutna aluminiumlegeringen sätts i den rörliga formen, som visas i figur 2. En 500 t horisontell kallkammargjutmaskin och en egendesignad form användes för gjutprovning av ADC12 aluminiumlegeringsplåt, och aluminiumlegeringen återanvändes. Temperaturen på smält aluminium är högre, 800 ° C, för att påskynda testet (vanligtvis är gjutningstemperaturen för ADC12 aluminiumlegering (650 120) ° C). Eftersom temperaturen på det smälta aluminiumet är 800 ℃, vilket inte når smältpunkten för Fe-A1 intermetalliska föreningar, kommer den resulterande föreningen att existera i det smälta aluminiumet som föroreningar efter att ha fallit av. Upprepad användning av det smälta aluminiumet kommer också att orsaka ökande föroreningar och stärka aluminiumet. Skurningseffekten av vätskan, vilket påskyndar testet.

Efter pressgjutningstestet användes ett stereomikroskop för att observera fenomenet vidhäftning av aluminium på testblockets yta; ett ultradjupsmikroskop användes för att ytterligare observera graden av aluminiumhäftning och om det fanns sprickor på testblockets yta.

2.Testresultat och analys

2. 1 Ytmorfologi i testblocket

2.1.1 Surface Sticking Aluminium

Figur 3 visar ytmorfologin för de tre stålprovblocken utan gjutning och efter 600,1000 gånger gjutning. Det framgår av figur 3 (b, e, h) att efter 600 gånger formgjutning har 4Cr5Mo2V stålprovblocket den allvarligaste aluminiumstickningen.

4Cr5Mo2V + Co ståltestblock håller sig till minst aluminium. Figur 3 (c, f, i) visar att aluminiumhäftningen på ytan av de tre testblocken ökade efter 1,000 gånger gjutning. Ytan på 4Cr5Mo2V ståltestblocket har uppenbar aluminiumhäftning, medan de andra två testblocken har liten aluminiumhäftning. 4Cr5Mo2V + Co-ståltestet Aluminiumklumpen är minst och enhetlig, vilket indikerar att det diamanthaltiga 4Cr5Mo2V-stålet har det bästa motståndet mot flytande aluminiumskador, medan 4Cr5Mo2V-stålet är det värsta. Tillsats av borr- och nickelelement är fördelaktigt för att stabilisera hårdhetstemperaturen i stål 9-10, och ytan är inte lätt att "mjukna" vid upprepad kontakt med smält aluminium, så att erosionsbeständigheten i flytande aluminium är bättre och aluminiumhäftning är lätt. Under gjutningstestet kommer det smälta aluminiumet in i hålrummet för att komma i kontakt med testblocket, och testblockets ojämna struktur, bearbetningsdefektområdet och andra lokala områden kommer att fastna något vid aluminiumet. Aluminiumet i det aluminiumbundna området kommer att reagera med stålet för att bilda Fe.} Al spröd mellanliggande förening, som kommer att brytas och skalas under skuren av högtrycksaluminiumvätskan, vilket resulterar i gropar på formytan och mer allvarlig aluminiumbindning under skurning av aluminiumvätskan.

2.1.2 Ytsprickor

Figur 4 visar superdjupet av fältmorfologi för 4Cr5Mo2V-stål, 4Cr5Mo2V + Ni-stål och 4Cr5Mo2V + Co-stålprover efter 1,000 gånger gjutning. Det framgår av Fig. 4 (a) att det finns ett litet antal mikrosprickor fördelade i en nästan nätform på ytan av 4 Cry Mot V ståltestblocket. Det vidhäftade aluminiumet och det smälta aluminiumet reagerar med stål för att bilda Fe.} Al -föreningar. Den termiska expansionskoefficienten för Fe.} Al skiljer sig från matrisens, vilket resulterar i en mycket liten mängd mikrosprickor i det vidhäftade aluminiumet och Fe.} Al och föreningarna. Skurningseffekten av det smälta aluminiumet får mikrosprickorna att sprida sig och det smälta aluminiumet tränger in i sprickan och reagerar vidare med matrisen för att bilda Fe2Al -föreningar. I den efterföljande upprepade gjutningsprocessen avlägsnas Fe.} Al-föreningarna på ytan av testblocket för att bilda gropar. Efter betning och ultraljudsrengöring såg testblockets yta ut liknande de nätliknande skuregenskaperna för aluminiumvätska. Figur 4 (b, c) visar att det inte finns några sprickor i stålblocken 4Cr5Mo2V + Co och 4Cr5Mo2V + Ni, vilket indikerar att tillsatsen av 1% borr eller molybden inte bara kan minska ytanhäftning av aluminium utan också minska formens sprickbildningstendens och förbättra aluminiummotståndet Flytande skador. Tillsatsen av icke-karbidbildande element av nickel och diamant kan förbättra formens hårdhet vid hög temperatur, och diamanten kan också främja dispergering och utfällning av molybdenkarbid under härdningsprocessen och öka utfällningshärdningseffekten 'z-} 3. Forskningen av Ling Qian et al. har visat att tillsats av austenitstabiliserande element till formgjutstål kan minska spänningskoncentrationen. Både borr och nickel är element som utvidgar austenitzonen, så 4Cr5Mo2V + Ni -stål och 4Cr5Mo2V + Co -gjutformsytor av stål är inte benägna att spricka.

Det smälta aluminiumet i själva pressgjutningen är mycket starkt mot formen. Enligt Fe-A1-fasdiagrammet är de Fe-Al-intermetalliska föreningarna som bildas genom reaktionen av stål och smält aluminium huvudsakligen FeAlz, Fez A15, FeA13, etc., som är spröda. Aluminiumlegeringens alrika fas kommer att bryt dig loss från matrisen och gå in i det smälta aluminiumet under skurningen av det smälta aluminiumet och lämna gropar på formens yta. Kombinationen av en del av aluminiumlegeringen och formgroparna är relativt stark och faller inte av och bildar ytterligare Fe A1 -föreningar. Aluminium, Fe.} Al och föreningar som vidhäftar där är benägna att mikrosprickor under kylning. Gjutplåt har mindre flytande aluminium, så det stelnar snabbare och reaktionen mellan formen och det flytande aluminiumet är långsammare. Därför har testblockets yta färre gropar på grund av reaktionen mellan Fe och Al, och mer klibbigt aluminium produceras genom erosion av aluminiumvätskan.

2. 2 Ythårdhet

Tabell 3 är medelvärdet av ythårdheten för de tre formstålstestblocken efter olika tider av formgjutning. Data i tabell 3 visar att ythårdheten för de tre typerna av testblock alla minskar något. När antalet gjutformar ökar motsvarar det upprepad härdning av testblocket, så hårdheten minskar. Efter 1,000 gånger pressgjutning har hårdheten hos 4Cr5Mo2V + Co ståltestblocket den minsta minskningen, vilket är 1.4 HRC; 4Cr5Mo2V ståltestblocket har den mest uppenbara minskningen.

Uppenbarligen har det sjunkit med 2 HRC; ythårdheten på 8Cr4Mo5V + Ni -testblocket har sjunkit med 2 HRC. Stabil mögelhårdhet är fördelaktigt för att minska aluminiumhäftning, det vill säga det är fördelaktigt att motstå formgjutning av termisk skada.

Efter lång tid härdning av formstålet sönderdelas martensiten och sekundärkarbiderna blir grövre, vilket resulterar i en minskning av ythårdheten. Både borr och nickel är icke-hårdmetallbildande element, som kan ersätta Fe-atomer för att få den fasta stållösningen att förstärka '5 till' 8, så att formen har högre hög temperaturhållfasthet och bibehåller högre hårdhet efter upprepad snabb uppvärmning och kylning. China Die Casting Association har studerat elementfördelningen i det släckta och härdade Cr-Mo-V-Ni-stålet och funnit att under härdningsprocessen kommer Ni-element att berikas runt karbiderna och därmed hindra kolatomerna i ferrit runt karbiderna Den kontinuerliga spridningen av karbiderna ökar aktiveringsenergin för hårdmetallförhärdning, hindrar tillväxten av karbider, vilket minskar hårdhetsminskningen av nickelinnehållande 4Cr5Mo2V-stål och förbättrar dess motståndskraft mot smält aluminiumskada.

China Die Casting Association har studerat termisk stabilitet och mikrostrukturförändringar av formstål med 1% Ni och utan Ni, och fann att i det senare skedet av värmestabilitetstestet kommer nickel att sakta ner stålets hårdhet, vilket gör stålet bättre termiskt stabilt Sex. Borrning är ett element som utökar austenitfaszonen. Att lägga till borr till 4Cr5Mo2V -stål kan främja upplösning av karbider under austenitiseringsprocessen, öka kolinnehållet i austenit och öka stabiliteten för austenit, och därigenom öka den kvarhållna austeniten Mängden tensit och hårdheten hos martensit, och borren kan också främja dispersion och utfällning av molybdenkarbid under härdningsprocessen, och öka utfällningshärdningseffekten z'-1.

Den förstärkande effekten av nickel och borr på matrisen gör att testblocket av formstål fortfarande har en högre ythårdhet efter upprepad skurning av det smälta aluminiumet, så att det är mer motståndskraftigt mot erosion, vilket är fördelaktigt för att förbättra testblockets motstånd. skador på smält aluminium. Testblockets ythårdhet och graden av aluminiumhäftning visar också (se figur 3, tabell 3): Det borrade 4Cr5 Mo2V stålprovblocket har minst ytgropar och aluminiumhäftning efter 1,000 gånger gjutning, det vill säga motståndet mot aluminiumvätskeskador är det bästa. Därför är den förstärkande effekten av tillsats av 1% Co till stål större än tillsats av 1% Ni, som båda bidrar till att förbättra stålets stålskydd mot aluminiumskador.

3.Conclusion

• Efter att ha gjutit aluminiumlegering 1 000 gånger, stickar 4Cr5 Mo2V-stålprovet med borr minst aluminium, och 4Cr5Mo2V-stålprovet fastnar mest aluminium, det vill säga 4Cr5 Mo2V-stål med borr har det bästa värmebeständighetsmotståndet.
• Efter gjutning av aluminiumlegering 1,000 gånger kan ythårdheten för 4Cr5Mo2V-stål, 4Cr5Mo2V + Ni-stål och 4Cr5Mo2V + Co-stålprover minskas med 2.8, 1.8 och 1.4 HRC, det vill säga tillsats av nickel eller borr kan avsevärt förbättra värmeskador av 4Cr5Mo2V pressgjutstål.

Behåll källan och adressen till den här artikeln för omtryck:  Effekt av borr och nickel på termisk skada motstånd av 4Cr5Mo2V pressgjutning pressstål

Minghe Formgjutningsföretag är dedikerade till tillverkning och tillhandahåller högkvalitativa och högpresterande gjutningsdelar (metallgjutningsdelar omfattar främst Gjutning av tunn vägg,Gjutning av het kammare,Gjutning av kall kammare), Round Service (Die Casting Service,Cnc-bearbetning,Mold MakingYtbehandling). Alla anpassade gjutgods av aluminium, magnesium eller Zamak / zinkgjutning och andra gjutningskrav är välkomna att kontakta oss.

Under kontroll av ISO9001 och TS 16949 utförs alla processer genom hundratals avancerade gjutmaskiner, 5-axliga maskiner och andra anläggningar, allt från blaster till Ultra Sonic tvättmaskiner.Minghe har inte bara avancerad utrustning utan har också professionell team av erfarna ingenjörer, operatörer och inspektörer för att förverkliga kundens design.

Kontraktstillverkare av gjutgods. Funktioner inkluderar gjutgods av kallkammar aluminium från 0.15 kg. till 6 kg, snabbinställning och bearbetning. Mervärdestjänster inkluderar polering, vibrering, avgradning, sprängning, målning, plätering, beläggning, montering och verktyg. Material som bearbetas inkluderar legeringar som 360, 380, 383 och 413.

Designhjälp för zinkgjutning / samtidiga tekniska tjänster. Anpassad tillverkare av precisionsgjutgods av zink. Miniatyrgjutgods, gjutgods med högt tryck, gjutgods med flera glider, konventionella gjutgods, gjutgods och oberoende gjutgods och hålrumsförseglade gjutgods kan tillverkas. Gjutgods kan tillverkas i längder och bredder upp till 24 tum i +/- 0.0005 tum tolerans.  

ISO 9001: 2015 certifierad tillverkare av pressgjutet magnesium, kapacitet inkluderar högtrycksgjutform för magnesium upp till 200 ton varmkammare & 3000 ton kallkammare, verktygsdesign, polering, gjutning, bearbetning, pulver- och vätskefärgning, full QA med CMM-funktioner , montering, förpackning & leverans.

ITAF16949 certifierad. Ytterligare gjutningstjänster inkluderar investering gjutning,sandgjutning,Gravity Casting, Förlorat skumgjutning,Centrifugal gjutning,Vakuumgjutning,Permanent gjutning, .Kapacitet inkluderar EDI, teknisk assistans, solid modellering och sekundär bearbetning.

Casting Industries Delar Fallstudier för: Bilar, Cyklar, Flygplan, Musikinstrument, Vattenfarkoster, Optiska apparater, Sensorer, Modeller, Elektroniska apparater, Kapslingar, Klockor, Maskiner, Motorer, Möbler, Smycken, Jigg, Telekom, Belysning, Medicinsk utrustning, Fotografiska apparater, Robotar, skulpturer, ljudutrustning, sportutrustning, verktyg, leksaker och mer. 

Vad kan vi hjälpa dig att göra nästa gång?

∇ Gå till hemsidan för Gjutning Kina

By Minghe gjutningstillverkare | Kategorier: Nyttiga artiklar |Material Taggar: Aluminiumgjutning, Zink gjutning, Magnesiumgjutning, Titangjutning, Gjutning i rostfritt stål, Gjutning i mässing,Bronsgjutning,Casta video,Företagets historia,Gjutning av aluminium | Kommentarer inaktiverade