EN 
Proizvođač kompresora nedavno nas je zamolio da pregledamo odljev cilindra koji je nastavio pucati na sjedištu ispusnog ventila nakon otprilike 8000 radnih sati. Dio je proizveden od konvencionalnog nodularnog lijeva, a način kvara kombinirao je zamor od udarca i trošenje pri klizanju. Upravo je to situacija u kojoj odljevci od austermiranog nodularnog željeza zaslužuju detaljan pregled prije nego što itko ponovno nacrta komponentu u čeliku.
Austempered nodularno željezo, obično nazvano ADI, nodularno je željezo koje je toplinski obrađeno kako bi se otprilike udvostručila njegova čvrstoća, a da pritom zadrži slobodu oblika lijevanog dijela. U mnogim komponentama koje su trenutno izrađene od kovanog ili proizvedenog čelika, ADI pruža usporediva mehanička svojstva uz nižu cijenu dijela i manju težinu. Ovaj članak objašnjava što je ADI, kako funkcionira proces austemperinga, koja svojstva možete odrediti i gdje biste trebali dvaput razmisliti.
Što je austemperirano nodularno željezo?
ADI počinje kao nodularno željezo, također poznato kao nodularno željezo ili sferoidno grafitno željezo. Grafit u svojoj strukturi oblikuje male sfere, a ne ljuskice koje se nalaze u sivom željezu, a taj sferični oblik je ono što nodularnom željezu daje njegovu žilavost i rastezljivost. Ako trebate osvježiti kako se proizvodi nodularni lij i po čemu se razlikuje od sivog željeza, ovaj pregled nodularnog lijeva objašnjava osnove.
Tretman ausferita transformira metalnu matricu oko tih grafitnih nodula u strukturu koja se naziva ausferit. Ausferit je mješavina finog igličastog ferita i austenita obogaćenog ugljikom. Nije ni perlit, ni bainit, ni kaljeni martenzit. Kombinacija te tvrde matrice otporne na zamor s nodulama duktilnog grafita daje ADI-ju neobičan paket svojstava.
Jedno uobičajeno nesporazum je da je ADI jednostavno jači stupanj nodularnog željeza. Početni materijal je nodularno željezo, ali toplinska obrada je ono što proizvodi visoke čvrstoće. Konvencionalno nodularno željezo nudi vlačnu čvrstoću u rasponu od 400 do 700 MPa; ADI stupnjevi počinju oko 850 MPa i idu iznad 1400 MPa.
Kako funkcionira proces Austempering
Austempering je toplinska obrada u tri stupnja koja zahtijeva daleko veću kontrolu od tipičnog ciklusa kaljenja i temperiranja.
- Austenitizacija: odljevak se zagrijava u području austenita, obično 830 do 930 °C, i drži dok matrica ne postane potpuno austenit.
- Kaljenje: odljevak se brzo prenosi u kupelj rastaljene soli koja se održava na 230 do 400 °C. Solna kupka hladi dio dovoljno brzo da spriječi stvaranje ferita ili perlita, ali dovoljno ravnomjerno da minimalizira izobličenje.
- Izotermna transformacija: odljevak se drži na temperaturi slane kupke određeno vrijeme dok se austenit pretvara u ausferit.
Kupka rastaljene soli je ono što proces čini praktičnim. Kaljenje vodom je preagresivno za složene odljevke, a hlađenje zrakom je presporo za većinu dijelova. Sol osigurava ujednačenu brzinu hlađenja koja se može kontrolirati. Nakon izotermnog držanja, odljevak se uklanja i hladi na sobnu temperaturu.
Temperatura slane kupke ima izravan učinak na konačnu ocjenu. Niže temperature, otprilike 230 do 315 °C, proizvode veću čvrstoću i tvrdoću s manjom duktilnošću. Više temperature, otprilike 315 do 400 °C, proizvode veću žilavost i istezanje. Isti osnovni odljevak može se poboljšati u nekoliko različitih stupnjeva jednostavnim podešavanjem toplinske obrade.
Mehanička svojstva ADI odljevaka
Svojstva ADI standardizirana su međunarodno, najčešće prema ASTM A897/A897M. Oznaka stupnja sadrži tri broja: vlačnu čvrstoću, granicu tečenja i postotak istezanja. Donja tablica sažima standardne ADI ocjene.
| Ocjena | Vlačna čvrstoća | Granica razvlačenja | Elongacija | Tvrdoća |
|---|---|---|---|---|
| 900-650-10 | 900 MPa (130 ksi) | 650 MPa (94 ksi) | 10% | 269-331 HB |
| 1050-700-7 | 1050 MPa (152 ksi) | 700 MPa (102 ksi) | 7% | 302-375 HB |
| 1200-850-4 | 1200 MPa (174 ksi) | 850 MPa (123 ksi) | 4% | 341-401 HB |
| 1400-1100-1 | 1400 MPa (203 ksi) | 1100 MPa (160 ksi) | 1% | 388-477 HB |
| 1600-1300-1 | 1600 MPa (232 ksi) | 1300 MPa (189 ksi) | 1% | 402-512 HB |
Što te brojke znače u praksi: klasa 900-650-10 ponaša se kao čvrsto konstrukcijsko željezo s čvrstoćom znatno većom od konvencionalnog nodularnog lijeva. Gradacija 1400-1100-1 djeluje više kao habajući dio koji također nosi značajno opterećenje.
ADI također ima jake performanse na zamor. Ausferitna matrica odolijeva nastanku pukotina, a zaostala tlačna naprezanja koja nastaju austempiranjem poboljšavaju čvrstoću na savijanje. Općenito, ADI ima povoljnu usporedbu s kaljenim i kaljenim ugljičnim i niskolegiranim čelicima, što ga čini kandidatom za komponente gdje je kovanje ili izrada čelika trenutačno zadana.
Primjena austemperiranih odljevaka od nodularnog lijeva
ADI se pojavljuje u automobilskim pogonskim sklopovima, poljoprivrednoj opremi, rudarskim strojevima, željezničkim komponentama i rukovanju industrijskim tekućinama. Zajednička nit je dio koji nosi opterećenje, doživljava zamor ili habanje i ima koristi od toga što je odljevak, a ne zavareni element ili kovanje.
Komponente kompresora
Kompresori nameću cikluse tlaka, klizni kontakt i visoka lokalna naprezanja. Cilindri, kućišta radilice, ploče ventila i sjedišta ispušnih plinova trebaju materijal koji se neće istrošiti, izvijati ili pucati tijekom desetaka tisuća sati. ADI odljevci cilindra imaju koristi od kombinacije tvrdoće površine provrta i sposobnosti pritiska. Ljevaonica koja već proizvodi odljevci cilindra kompresora u nodularnom željezu ima osnovno znanje o materijalima potrebno za procjenu austemperirane verzije za primjenu u teškim uvjetima.
Proizvođači cilindra kompresora za lijevanje po narudžbi, tvornica - strojevi Haian Aoyu Haian Aoyu Machinery Manufacturing Co., Ltd je kineski proizvođač cilindara kompresora za lijevanje i tvornica cilindara kompresora za lijevanje, s... Pogledajte proizvod → Odljevci pumpi i ventila
Pumpe i ventili suočavaju se s kavitacijskom erozijom, abrazivnim medijima i zahtjevima za održavanje tlaka. Visoka tvrdoća ADI-a odupire se kavitaciji i eroziji česticama bolje od standardnog nodularnog lijeva, dok duktilnost nižih razreda održava dio sigurnim pod udarnim opterećenjima. Rotori, habajući prstenovi i tijela ventila prirodni su kandidati. Za odljevci tijela pumpe u radu s velikim naporom ili gnojnicom, navođenje austemperirane kvalitete može značajno produžiti vijek trajanja.
Proizvođači kućišta pumpe za livenje po narudžbi, tvornica - Haian Aoyu Machinery Manufactu Haian Aoyu Machinery Manufacturing Co., Ltd je kineski proizvođač kućišta pumpi za odljevke i tvornica tijela pumpi za odljevke, nudimo prilagođene pumpe ... Pogledajte proizvod → Strukture alatnih strojeva
Sustavi za vođenje alatnih strojeva i strukturne komponente trebaju krutost, prigušivanje i površine otporne na habanje. Austempered duktilno željezo nudi veću tvrdoću od konvencionalnog lijevanog željeza, a istovremeno zadržava karakter prigušivanja vibracija koji čini lijevano željezo vrijednim u alatnim strojevima. Vodilice, tobogani i odljevci baze alatnih strojeva može se proizvesti s gotovo neto oblikom odljevka, a zatim brusiti ili strugati do konačne geometrije.
Prilagođeni proizvođači baze strojeva za lijevanje, tvornica - Haian Aoyu Machinery Manufa Haian Aoyu Machinery Manufacturing Co., Ltd je kineski proizvođač baze strojeva za lijevanje i tvornica baze strojeva za lijevanje, nudimo prilagođene... Pogledajte proizvod → Razmatranja troškova i dizajna
ADI nije automatski pravi odgovor za svaki casting. Toplinska obrada povećava troškove, a dodatni trošak mora biti opravdan.
Smanjenje težine
Budući da je ADI otprilike dvostruko jači od konvencionalnog nodularnog lijeva, profili se mogu izraditi tanji. Smanjenje težine od 20 do 30 posto realno je kada se postojeći dio od nodularnog željeza redizajnira u ADI. Prilikom zamjene čelične konstrukcije, cijena po kilogramu ADI-ja je niža, a vi štedite zavarivanje i strojnu obradu nakon zavarivanja koju zahtijeva čelični zavar.
Strojna obrada nakon kaljenja
Austemperirano željezo je tvrdo, obično 300 HB i više. Bušenje, narezivanje navoja i glodanje nakon toplinske obrade zahtijeva alate od karbida i povećava troškove strojne obrade. Mnogi proizvođači strojno obrađuju dio u stanju nodularnog lijeva, a zatim ga austemperiraju kao predzadnji korak. To funkcionira kada toplinska obrada ne izobliči dio izvan tolerancije. Ako se strojna obrada mora izvršiti nakon austempiranja, neka rezerve budu male i planirajte tvrđi alat.
Veličina odjeljka i osjetljivost procesa
Odziv austempera ovisi o debljini presjeka. Teški dijelovi mogu se presporo hladiti u središtu, stvarajući mješovitu strukturu s nižim svojstvima nego što pokazuje ispitni kupon. Jednaka debljina stijenke i glatki prijelazi štite vas od ovog rizika. Vaša ljevaonica trebala bi potvrditi da se odabrani stupanj može postići u najdebljem dijelu dijela.
Provjera kvalitete
ADI svojstva ne mogu se potvrditi samo mjerenjem tvrdoće. Ispitni kuponi iz iste topline, ispitivanje rastezanja, metalografska procjena i ispitivanje tvrdoće cijelog odljevka uobičajeni su paket za provjeru. Ako dobavljač ne može osigurati tu dokumentaciju, pažljivo postupajte sa specifikacijom materijala. Korak toplinske obrade je mjesto gdje se stvara ili gubi ADI kvaliteta.
Partnerstvo s ljevaonicom koja poznaje nodularni ljevak
Osnovni odljev određuje koliko daleko vas može dovesti austempering. Kvaliteta taline, nodularnost, kontrola skupljanja i konzistentan kemijski sastav uspostavljaju se u ljevaonici prije nego što dio dospije u slanu kupelj. Ovdje namjenska ljevaonica nodularnog lijeva dodaje vrijednost.
Haian Aoyu Machinery Manufacturing Co., Ltd. je ljevaonica nodularnog i sivog lijeva u Nantongu, Kina, koja isporučuje odljevke kompresora, pumpi, ventila i alatnih strojeva kupcima u Sjevernoj Americi, Europi i Aziji. S godišnjim kapacitetom od 20.000 tona, tvrtka proizvodi točno one obitelji komponenti gdje se ADI najčešće primjenjuje, uključujući tijela kompresora i cilindre, tijela pumpi i baze alatnih strojeva. Njegov inženjerski tim pregledava uvjete opterećenja i radna okruženja na svakom projektu, što čini fazu ponude pravim trenutkom za pitanje zaslužuje li razmatranje austempered stupanj.
Kada se obratite ljevaonici u vezi ADI-ja, ponesite tri stvari: potpunu povijest opterećenja dijela, očekivani mehanizam trošenja i tolerancije dimenzija koje moraju preživjeti toplinsku obradu. Mnoge komponente koje se trenutno izrađuju od konvencionalnog nodularnog željeza ili čeličnih otkovaka mogu se proizvesti kao austemperirani odljevci od nodularnog željeza. Materijal je dokazan u proizvodnji desetljećima, a jedini način da znate odgovara li vašoj komponenti je razgovor s ljevaonicom koja razumije proces.
