تلسکوپی هیدرولیک سیلندر مواد 27SiMn تکنولوژی پردازش لوله قبل از ماشینکاری
مقدمه
لوله سیلندر عنصر کلیدی است که حفره داخلی را تشکیل می دهد تا حاوی مایع باشد. بنابراین عملکرد جامع بشکه سیلندر مانند مقاومت به فشار، مقاومت سایش، و قدرت خستگی نقش کلیدی در زندگی سیلندر هیدرولیک تلسکوپی دارد.
به طور کلی لوله سیلندر لازم است تا بتواند در برابر فشار درون ۲۲MPa (فشار مداوم)، حتی تا ۵۵MPa مقاومت کند. بنابراین در تولید لوله سیلندر هیدرولیک تلسکوپی شرایط فنی لوله های فولادی برای بشکه های سیلندر به وضوح تعریف شده است. لوله برای سیلندرهای هیدرولیک تلسکوپی معمولاً فرایندهای زیر را اتخاذ می کنند: فرایند بازپشت تسکین استرس، عادی سازی فرایند درمان گرما، کوئنچ کردن و خلق و خوی فرایند درمان گرما و غیره. لوله تولید شده توسط فرایندهای فوق حرارتی خواص فنی متفاوتی دارد و برای سیلندرهای هیدرولیکی که در محیط های مختلف کار می کنند مناسب است.
1 شرایط فنی سیلندر تلسکوپی لوله
در هنگام ساخت مواد 27SiMn به سیلندرهای هیدرولیک محصول، الزامات فنی برای لوله به صورت زیر است.
1.1 ترکیب شیمیایی: 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 خواص مکانیکی
مقاومت کششی کنترل از راه دور 860MPa, قدرت عملکرد ReH≥760MPa; نرخ کشیده شدن A5≥12%, نرخ کوچک شدن Ψ≥40%; انرژی ضربه AkV2(20 درجه سانتی گراد)≥39J; سختی 240∼280HBW
1.3 عملکرد فرایند
آزمایش فشار در دمای اتاق می تواند در برابر فشار 25~30MPa مقاومت کند (فشار مداوم)
1.4 سازمان متالوگرافیک
لایه Decarburization ≤0.20mm; از نظر ساختار کلان، سستی عمومی، سستی مرکز، و جداسازی لوله فولادی ۲≤ است و نباید حفره کوچک شدن، حباب های زیر جلدی، لکه های سفید، پوست کندن، دلامیناسیون، ترک ها و دیگر شمولات وجود داشته باشد. ; ساختار متالوگرافیک سوربیت معتدل + مروارید، سطح 3 است.
1.5 ناهموارگی سطح
زبری سطح Rа≤12.5μm
1.6 دقت هندسه
تحمل ابعاد قطر داخلی و خارج هر دو 0.15mm ±
2 2/3/4/5 مرحله لوله سیلندر تلسکوپی کوئنچ و معتدل فرایند درمان گرما
برای پاسخگویی به الزامات فنی سیلندرهای هیدرولیک تلسکوپی تک یا دو عمل مورد استفاده در محیط های پیچیده، برای ساخت لوله دارای قدرت کافی، سختی، چقرمگی، مقاومت در برابر فشار و مقاومت در برابر خستگی، ایده آل ترین انتخاب برای اتخاذ یک فرایند درمان حرارتی کوئنچ شده و معتدل برای تنظیم خواص مکانیکی جامع مواد است
2.1 معمولی quenching و خلق و خوی فرایند درمان گرما
به منظور ساخت لوله برای لوله سیلندر دارای ویژگی های عالی مانند قدرت بالا، سختی بالا، مقاومت به سایش خوب، شکل پذیری قوی، مقاومت در برابر فشار بالا، تغییر شکل کوچک، دکاربوریزاسیون کمتر و عمر خستگی طولانی، درمان گرمای لوله با توجه به فرایند زیر اجرا می شود.
با توجه به ویژگی های مواد 27SiMn، فرایند خاص کوئنچ و معتدل درمان گرما است: گرمایش به 910∼920 درجه سانتی گراد، نگه داشتن برای 35min و سپس خنک کننده آب؛ سپس اتخاذ درمان گرمای معتدل در 510∼520 درجه سانتی گراد برای 180min.
پس از این درمان حرارتی, ناهموار سطح لوله 12.5μm, و ضخامت لایه decarburized 0.10mm; ساختار متالوگرافیک است sorbite معتدل + مروارید + نیمه شبکه, نوار, بلوک, فریت سیکولار (شکل 3), 5 درجه از اندازه دانه; مقاومت در برابر فشار 30 MPa (10s گذشته).
تجزیه و تحلیل نتایج آزمون و دریافت کنید:
(1) پس از لوله سیلندر هیدرولیک تلسکوپی است quenched و معتدل و حرارت درمان, استحکام کششی, قدرت عملکرد, کشیده شدن, کاهش مساحت, انرژی ضربه, پایان سطح, و عمق decarburization همه نیازهای فنی سیلندرهای هیدرولیکی را برآورده;
(2) لوله سیلندر هیدرولیک تلسکوپی پس از کوئنچ و درمان گرمای معتدل به شدت تغییر شکل می دهد، که نمی تواند الزامات فنی سیلندر هیدرولیک را برآورده کند؛
(3) پس از لوله سیلندر هیدرولیک تلسکوپی تحت درمان گرمای فرونچ و معتدل, ساختار متالوگرافیک لوله سوربیت معتدل + مروارید + نیمه شبکه, نوار, عظیم, فریت سیکولار, با اندازه دانه درجه 5, که نتواند برای رسیدن به سطح بشکه سیلندر هیدرولیک. مهارت های مورد نیاز.
2.2 تجزیه و تحلیل دلایل اثر ضعیف فرایند درمان گرمای خدشه دار و معتدل
2.2.1 دقت هندسی لوله فولادی تولید تغییر شکل جدی
هنگامی که لوله در دمای بالا کوئنچ می شود، به دلیل اثر خنک شدن سریع محیط خنک کننده، پدیده انبساط حرارتی و انقباض به صورت لحظه ای رخ می دهد و استرس باقی مانده لوله خود ضعیف است و در نتیجه تغییر شکل جدی لوله با تحمل دقیق پس از کوئنچ شدن و مزاج شدن صورت می گیرد. بنابراین، لازم است که یک فرایند درمان حرارتی اتخاذ شود تا استرس را به طور کامل از بین ببرد و ساختار را قبل از کوئنچ کردن و خلق و خو تثبیت کند که می تواند به طور مؤثری از تغییر شکل لوله در حین کوئنچ کردن و خلق و خو جلوگیری کند.
2.2.2 سازمان متالوگرافی الزامات را برآورده نمی کند
(1) دما در هنگام گرم شدن فرایند کوئنچ و خلق و خوی بالا نمی تواند الزامات تحول ساختار متالوگرافیک را برآورده کند. بیش از حد پایین درجه حرارت فرونچ باعث خواهد شد که فریت به طور کامل حل نمی شود و به طور کامل austenitize. در این حالت خنک سازی و فرونشستگی انجام می شود، به طوری که فریت عظیم که قبل از فرونشستگی بارش کرده است به تدریج با کاهش دما و تمدید زمان افزایش می یابد
(۲) تحول مارتنسیت کامل نیست. آستنیت باید به تبدیل مارتنسیت شروع درجه حرارت Ms با نرخ خنک کننده بیشتر از نرخ خنک کننده بحرانی قبل از تبدیل مارتنسیت می تواند رخ دهد سرد شود. دگرگونی مارتنسیت با دگرگونی مروارید متفاوت است. هنگامی که آستنیت به هر دمای پایین تر از نقطه Ms سرد می شود، به طور کلی نیازی به inoculated ندارد. تحول بلافاصله شروع می شود و خیلی سریع پیش می رود، اما تحول به سرعت متوقف می شود و نمی توان آن را تکمیل کرد. .
برای ادامه دگرگونی باید دما پایین بیایند. هنگامی که دما به دمای پایانی تحول مارتنسیت افت می کند، تحول مارتنسیت دیگر نمی تواند ادامه یابد. حتی اگر در زیر Mf سرد شود، مقدار تحول مارتنسیت به ۱۰۰٪ نرسیده است، اما تحول مارتنسیت متوقف شده است، و پدیده تحول مارتنسیت ناقص وجود دارد. بنابراین، در این فرایند کوئنچ و خلق و خو، لازم است به طور مناسب افزایش دمای کوئنچ و نگه داشتن زمان برای سرعت بخشیدن و اطمینان از تبدیل آستنیت. در عین حال لوله ۲۷ سیمن هنگام خنک شدن اسپری آب را اتخاذ می کند تا از معایب خنک کننده با مخزن آب خنک کننده جلوگیری شود (لوله سیمن ۲۷ بلافاصله پس از خارج شدن از کوره وارد مخزن آب برای خنک شدن می شود و نمی تواند دمای استحاله مارتنسیت Ms point را تضمین کند. تحول بدن می تواند ادامه یابد. استحاله مارتنسیت تنها به شرط سرد شدن مداوم قابل انجام است. هنگامی که مخزن آب سرد می شود، لوله به طور مستقیم تا دمای آب خنک کننده مخزن آب خنک می شود که نمی تواند به طور مؤثر نقطه Ms را منعکس کند). از آنجا که نقطه Ms این ماده 355 درجه سانتی گراد است، پس از پاشش آب برای خنک شدن به این دمای نقطه Ms، مارتنسیت می تواند به طور موثر و به طور کامل تحت شرایط پاشش مداوم آب تبدیل شود، در غیر این صورت تحول آستنیت ناقص وجود خواهد داشت و سازمان آستنیت حفظ شده
(3) محیط خنک کننده نمی تواند اثر خنک کننده انتشار حرارتی سریع لوله در طول کوئنچ دست یابد. هنگامی که آب شیر به طور مستقیم برای خنک کردن لوله فولادی استفاده می شود، سرعت خنک کننده بیش از حد سریع است، کوچک شدن سرد محلی ناهموار است، ماده در ساختار به اندازه کافی منتشر نمی شود، استرس داخلی بزرگ است، و لوله مستعد ترک خوردگی و تغییر شکل است. به منظور ایجاد محیط خنک کننده کوئنچ ویژگی های دمای خنک کننده یکنواخت، اختلاف دمای کوچک، و سرعت خنک کننده سریع، تکنولوژی کوئنچ عمومی اضافه کردن نمک و مخلوط های دیگر در آب شیر آب، به ویژه در کوئنچ و خنک کننده فولاد alloy است. خنک کننده کوئنچ اقدامات نمکی را اتخاذ می کند که می تواند دمای ایزوترمال مختلف و الزامات نرخ خنک کننده را برآورده کند. بنابراین لازم است برای رسیدن به اثرات دمای یکنواخت، اختلاف دمای کوچک، سرعت خنک کننده سریع، و ساختار یکنواخت داخلی ماده، ۵٪ تا ۱۰٪ نمک صنعتی به آب خنک کننده اضافه شود.
2.2.3 تاثیر نرخ گرمایش و خنک کننده بر ساختار متالوگرافیک و تغییر شکل لوله
میزان گرمایش و خنک کننده در فرایند درمان گرما بسیار بحرانی است. برای قطعات کار بزرگ، قطعات خاص شکل، لوله ها و غیره، نقص های طراحی وجود دارد که برای گرم کردن درمان مساعد نیست. سرعت های گرمایشی و خنک کننده باید به محدوده خاصی محدود شوند، در غیر این صورت باعث تفاوت های دمایی بیش از حد در بخش های مختلف قطعه کار خواهد شد و باعث می شود قطعه کار آسیب تغییر شکل استرس، استرس حرارتی و تغییر شکل را گرم کند و در عین حال می تواند بر کامل بودن فرایند آستنیتیزاسیون تأثیر بگذارد.
(1) محدود کردن نرخ گرمایش. محدود کردن سرعت گرمایش این است که هر بخش از لوله را به طور یکنواخت تر گرم کنید. اگر سرعت گرمایش بیش از حد سریع باشد، بخشی از ساختار آستنیت نخواهد شد، و تروستیت در ابتدای خنک کننده تشکیل خواهد شد که نه تنها بر یکنواختی آستنیتیزاسیون تأثیر خواهد داشت، بلکه باعث درشت شدن دانه ها نیز می شود، حتی ترک های بین دانه ای ظاهر می شوند و لوله فولادی تغییر شکل خواهد داد. در عین حال سرعت گرمایش بر ریز ساختار ماده تأثیر می گذارد. در طول فرایند گرمایش، سرعت سریع است، و بخشی از فاز دوم زمانی برای حل کردن ندارد.
(2) افزایش نرخ خنک کننده. در هنگام بازپشت، سرعت خنک کننده باید کند باشد، اما در حین کوئنچ و خنک شدن، تحت فرض اطمینان از تغییر شکل میکرو و بدون ترک خوردگی، سریع تر بهتر می شود. سرعت خنک کننده به طور مستقیم بر ساختار تشکیل شده توسط کوئنچ کردن تأثیر می گذارد، و مارتنسیت ساختار کوئنچ شده تنها با سرعت خاصی قابل به دست آوردن است.
بنابراین سرعت گرمایش و خنک کننده به طور مستقیم بر میزان تبلور و احتمال تغییر شکل لوله فولادی تأثیر می گذارد. تنها با کنترل دقیق سرعت گرمایش و خنک کننده در این فرایند حرارتی می توان از ساختار متالورژی ماده فلزی تضمین و از تغییر شکل لوله اجتناب کرد.
2.3 بهبود کوئنچ و خلق و خوی فرایند درمان گرما
با توجه به تجزیه و تحلیل بالا، فرایند درمان حرارت برای لوله فولاد برای لوله به طور کامل از بین بردن استرس و تثبیت ساختار اتخاذ شده است؛ سپس فرایند کوئنچ و خلق و خو برای لوله فولاد به تصویب رسید.
پس از بالا quenching و خلق و خوی فرایند درمان حرارت، لوله مورد آزمایش قرار می گیرد، و دقت ابعاد هندسی آن، راست و عملکرد بسیار خوب است؛ زبری سطح لوله است 12.5μm, ضخامت لایه decarburization 0.15mm; لوله فولاد تا به هیچ کوچک شدن باقی مانده، حباب های زیر جلدی، لکه های سفید، پوست کندن، delamination، ترک، و غیره، تخلخل مرکز و جداسازی همه در سطح 2، و ساختار متالوگرافیک در سطح 3 (سوربیت معتدل + فریت) (شکل 7)؛ مقاومت در برابر فشار 35∼38MPa( Lasts 10s).
پس از لوله سیلندر هیدرولیک تلسکوپی تحت درمان گرمای کوئنچ و خو، به جز تغییر در راست، شاخص های جامع دیگر به طور کامل نیازهای فنی لوله سیلندر هیدرولیک را برآورده و رسیدن به هدف مورد انتظار است. دلیل تغییر در راست بودن لوله فولادی این است که به دلیل تفاوت تنش باقی مانده در هر قسمت از لوله، و در هنگام فرونشستگی با دمای بالا، تحت تأثیر خنک شدن سریع محیط خنک کننده قرار می گرفته و باعث انبساط و انقباض حرارتی فوری می شود و باعث خم شدن لوله فولادی پس از فرونشستگی و خلق و خو می شود.
اقدامات موثر برای حل خم شدن جدی لوله پس از کوئنچ و خلق و خوی هستند:
لوله نیاز به قبل از اصلاح اولیه. پس از اتمام فرایند کوئنچ و خلق و خو، لوله فولادی در معرض اتمام نهایی قرار خواهد گرفت تا لوله فولادی بتواند به طور کامل الزامات فنی سیلندر هیدرولیک تلسکوپی را برآورده کند.
نتیجه
فرایند کوئنچ و خلق و خوی تعدیل شده بسیاری از آزمایش های عملی مکرر را پشت سر زده و تحلیل و تظاهرات انجام داده است. این باعث می شود استفاده کامل از فولاد alloy حاوی عناصر alloying و دارای ویژگی های سخت پذیری قوی, اتخاذ فرایند کوئنچ و خلق و خوی برای بهبود عملکرد جامع از مواد, و اتخاذ لوله قبل از کوئنچ و خلق و خو. فرایند درمان حرارتی به طور کامل از بین بردن استرس و تثبیت ساختار در مرحله اول، و سپس اتخاذ کوئنچ و خلق و خو (quenching + خلق و خو) فرایند درمان حرارت برای تنظیم خواص مکانیکی جامع از مواد، به طوری که لوله فولاد دارای قدرت بالا، سختی بالا، مقاومت در برابر سایش خوب، پلاستیسیته قوی، و فشار مزایای عملکرد جامع مانند اندازه بزرگ ، کمتر decarburization ، و تغییر شکل اندک ، به طور کامل برآورده الزامات فنی از هیدرا تلسکوپی