I. ¿Por qué la resistencia a la tracción y la dureza de las partes de hierro dúctil no mejoran después de la normalización?
1. Materias primas
Composición química no calificada: el contenido de carbono y silicio demasiado alto o demasiado bajo afectará el efecto de normalización. Por ejemplo, si el contenido de carbono es demasiado alto, se producirá demasiado grafito, reduciendo la resistencia de la matriz; Si el contenido de silicio es demasiado bajo, no será propicio para fortalecer la ferrita y no mejorará efectivamente la fuerza y la dureza. Además, el contenido anormal de elementos como el manganeso, el fósforo y el azufre también interferirá con la transformación organizacional durante la normalización.
La mala esferoidización o la inoculación inadecuada: la adición insuficiente de esferoidizador o mala calidad dará como resultado una malveroidización de grafito deficiente, formando escamas o grafito similar a un gusano y reducir las propiedades mecánicas. La selección inadecuada o el uso de inoculantes también afectarán el proceso de grafitización y la organización de la matriz, lo que no dará lugar a una mejora del rendimiento después de la normalización.
2. Proceso de normalización
Temperatura de calentamiento inexacta: si la temperatura de calentamiento es más baja que el rango de temperatura de normalización, la austenitización es insuficiente, la transformación organizacional es incompleta y la organización ideal de troostitas o perlitas no se puede formar, y la resistencia y la dureza son difíciles de mejorar. Si la temperatura de calentamiento es demasiado alta, los granos de austenita serán gruesos, y la estructura obtenida después del enfriamiento también será gruesa, reduciendo la resistencia y la dureza.
Tiempo de mantenimiento insuficiente: si el tiempo de retención es demasiado corto, los carburos y otras fases en el hierro fundido no tendrán tiempo para disolver completamente y homogeneizar, la composición de austenita será desigual y la estructura y el rendimiento serán desiguales después de enfriar, afectando la fuerza y la dureza general.
Velocidad de enfriamiento inapropiada: si la velocidad de enfriamiento de normalización es demasiado lenta, la austenita se transformará en una estructura mixta de ferrita y perlita, y el contenido de perlita es pequeño y el espacio interlamelar es grande, lo que resulta en una resistencia y dureza reducida. Si la velocidad de enfriamiento es demasiado rápida, se puede generar estrés interno, e incluso pueden aparecer grietas, lo que no es propicio para la mejora del rendimiento.
3. Procesamiento posterior
Subsidio de mecanizado excesivo: si la asignación de mecanizado después de la normalización es demasiado grande, se eliminará la capa de fortalecimiento de la superficie, de modo que la resistencia y la dureza medidas reales no puede reflejar el verdadero rendimiento después de la normalización.
Templado inadecuado: si la temperatura de templado es demasiado alta o el tiempo es demasiado largo, la estructura de troostita o perlita formada por normalización se exagerará, y los carburos se agregarán y crecerán, lo que resulta en una disminución de la resistencia y la dureza.
Además, los errores de medición también pueden conducir a la ilusión de que la resistencia a la tracción y la dureza no han aumentado. Por ejemplo, si el instrumento de medición no está calibrado, la posición de medición es incorrecta y la preparación de la muestra no cumple con los requisitos, los resultados de la medición serán inexactos.
2. Razones para la deformación de fundiciones de hierro dúctil después de normalizar
1. Diseño de estructura de fundición
Estructura desigual: el grosor de cada parte de la fundición varía mucho. Durante la normalización de la calentamiento y el enfriamiento, la velocidad de transferencia de calor de la pared gruesa y la pared delgada es diferente, lo que resulta en tensión térmica desigual y deformación.
Forma compleja: las fundiciones con estructuras complejas como muchas protuberancias, surcos y agujeros se restringen entre sí durante el proceso de normalización, lo cual es fácil de deformar.
2. Factores de materia prima
Organización desigual: los nódulos de grafito en el hierro dúctil se distribuyen de manera desigual y la organización de matriz es diferente. La transformación de la organización de diferentes áreas durante la normalización no está sincronizada, lo que causará deformación.
Influencia de los elementos de impureza: la presencia de elementos de impureza como el fósforo y el azufre en las materias primas reducirá la alta resistencia a la temperatura y la tenacidad del hierro fundido, lo que hace que la fundición sea más propensa a la deformación durante la normalización.
2. Problemas con el proceso de normalización
La velocidad de calentamiento es demasiado rápida: el calentamiento rápido provoca una gran diferencia de temperatura entre el interior y el exterior de la fundición, y la tensión térmica aumenta considerablemente, excediendo la resistencia de rendimiento del material, causando la deformación de la fundición.
Tiempo de mantenimiento excesivo: el tiempo de retención excesivo hará que los granos de austenita crezcan, reduzcan la alta resistencia a la temperatura de la fundición y facilitarán la deformación bajo estrés térmico.
Enfriamiento desigual: durante la normalización del enfriamiento, el contacto entre diferentes partes de la fundición y el medio de enfriamiento es diferente, y la velocidad de enfriamiento es diferente, lo que resulta en la contracción y la deformación desiguales.
2. Factores de carga y operación del horno
Método de carga de horno inadecuado: la fundición se coloca inestable y desigual en el horno de calefacción, o se aprieta entre sí, lo que causará calentamiento desigual de varias partes y causará deformación.
Uso irracional de accesorios: los accesorios utilizados no son lo suficientemente rígidos o el método de sujeción es inadecuado, lo que no puede restringir efectivamente la deformación de la fundición durante el proceso de normalización, o los accesorios en sí se ven afectados por la deformación de calor y afectar la fundición.
2. Pretratamiento de moldes
No se elimina el estrés de fundición: el estrés interno generado durante el proceso de fundición no se elimina por completo a través del envejecimiento y otros tratamientos, y se superpone con el estrés térmico durante la normalización, lo que hace que la fundición se deforma.
Subsidio de mecanizado desigual: la asignación de mecanizado excesiva y desigual causará diferentes condiciones de disipación de calor y calor en diferentes partes del fundición durante la normalización, lo que resulta en una deformación.
3. Razones para defectos de grietas en partes de hierro dúctil después de normalizar
1. Estructura y diseño de fundición
Cambio repentino en el grosor de la pared: el grosor de la pared del fundido cambia demasiado drásticamente. Durante la normalización, la unión entre la pared gruesa y la pared delgada produce un estrés térmico grande debido a la diferencia en la transferencia de calor. Cuando el estrés excede el límite de resistencia del material, se causarán grietas.
Concentración de estrés: hay estructuras como esquinas afiladas, muescas y agujeros profundos en la fundición. Estas partes son propensas a la concentración de estrés durante la normalización y se convierten en fuentes de grietas.
2. Problemas de materia prima
Contenido excesivo de azufre: el azufre reducirá la dureza del hierro dúctil, aumentará la fragilidad y hará que la fundición sea propensa a las grietas bajo la acción de normalizar el estrés térmico.
Mala esferoidización: la mala calidad o la dosis inadecuada del esferoidizador conducirán a un mal efecto de esferoidización de grafito, formando escamas o grafito similar a un gusano, lo que reducirá la resistencia y la dureza del fundición y se agrietará fácilmente durante la normalización.
3. Factores de proceso de normalización
La velocidad de calentamiento es demasiado rápida: la velocidad de calentamiento demasiado rápida hace que la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior de la fundición sea demasiado grande, lo que resulta en un enorme estrés térmico, lo que puede exceder la capacidad de soporte del material, lo que causa grietas.
La velocidad de enfriamiento es demasiado rápida: durante la normalización del enfriamiento, la velocidad de enfriamiento es demasiado rápida, lo que hará que la contracción de la superficie y el núcleo de la fundición sea inconsistente, formando un gran estrés por tracción, causando grietas, especialmente para las fundiciones de hierro dúctiles de alto carbono y alto silicio.
El templado no es oportuno: si el templamiento no es oportuno después de la normalización, no se puede eliminar el gran estrés interno dentro de la fundición. Durante la colocación o uso posterior, la liberación de estrés interno puede causar grietas.
4. Problemas sobrantes del proceso de lanzamiento
Defectos de fundición: hay cavidades de contracción, porosidad de contracción, poros y otros defectos en el lanzamiento durante el proceso de fundición. Estos defectos se convertirán en puntos de concentración de estrés durante la normalización, lo que provocará la formación de grietas y la expansión.
Estrés residual: el estrés residual generado durante el proceso de fundición es grande, y el proceso de normalización no logra eliminarlo de manera efectiva. En cambio, se superpone con el estrés térmico normalizador, lo que hace que la fundición se rompa.
5. Problemas de operación y equipo
Carga inadecuada: los moldes se colocan irrazonablemente en el horno de calefacción, como chocar, apretar o estar demasiado cerca del elemento de calefacción, lo que resulta en calefacción desigual, sobrecalentamiento local y grietas.
Falla del equipo: el control de temperatura inexacto del horno de calefacción, las fluctuaciones de temperatura excesiva o las anormalidades de la temperatura local harán que el proceso de normalización de fundición se salga de control y cause grietas.
