EN 
Výrobce kompresoru nás nedávno požádal o přezkoumání odlitku válce, který po zhruba 8 000 provozních hodinách neustále praskal v sedle výtlačného ventilu. Díl byl vyroben z konvenční tvárné litiny a režim porušení kombinoval rázovou únavu s kluzným opotřebením. To je přesně situace, kdy si odlitky z tvrzené litiny zaslouží bližší prozkoumání, než kdokoli překreslí součást do oceli.
Temperovaná tvárná litina, běžně nazývaná ADI, je tvárná litina, která byla tepelně zpracována tak, aby zhruba zdvojnásobila svou pevnost, přičemž si zachovala tvarovou volnost odlitku. V mnoha součástech, které jsou v současnosti vyráběny z kované nebo vyrobené oceli, poskytuje ADI srovnatelné mechanické vlastnosti při nižší ceně součásti a nižší hmotnosti. Tento článek vysvětluje, co je ADI, jak funguje proces austemperingu, jaké vlastnosti můžete specifikovat a kde byste si to měli dvakrát rozmyslet.
Co je temperovaná tvárná litina?
ADI začíná jako tvárná litina, známá také jako tvárná litina nebo litina s kuličkovým grafitem. Grafit ve své struktuře tvoří spíše malé koule než vločky, které se nacházejí v šedé litině, a tento kulovitý tvar dodává tvárné lize její houževnatost a tažnost. Pokud si potřebujete osvěžit informace o tom, jak se vyrábí tvárná litina a jak se liší od šedé litiny, tento přehled tvárné litiny vysvětluje základy.
Ošetřením ausferitem transformuje kovovou matrici kolem těchto grafitových uzlů na strukturu zvanou ausferrit. Ausferrit je směs jemného jehličkovitého feritu a uhlíkem obohaceného austenitu. Není to perlit, bainit ani temperovaný martenzit. Kombinace této tvrdé matrice odolné proti únavě s kuličkami z tvárného grafitu dává ADI jeho neobvyklý balíček vlastností.
Jedním z běžných nedorozumění je, že ADI je prostě silnější třída tvárné litiny. Výchozím materiálem je tvárná litina, ale tepelným zpracováním se získávají třídy s vysokou pevností. Konvenční tvárná litina nabízí pevnost v tahu v rozmezí 400 až 700 MPa; Třídy ADI začínají kolem 850 MPa a jdou nad 1 400 MPa.
Jak funguje proces temperování
Austempering je třístupňové tepelné zpracování, které vyžaduje mnohem větší kontrolu než typický cyklus kalení a temperování.
- Austenitizace: odlitek se zahřeje na austenitickou oblast, obvykle 830 až 930 °C, a udržuje se, dokud matrice není plně austenitická.
- Kalení: odlitek se rychle přenese do roztavené solné lázně udržované na 230 až 400 °C. Solná lázeň ochlazuje součást dostatečně rychle, aby se zabránilo tvorbě feritu nebo perlitu, ale dostatečně rovnoměrně, aby se minimalizovala deformace.
- Izotermická přeměna: odlitek je udržován při teplotě solné lázně po definovanou dobu, zatímco austenit se přeměňuje na ausferit.
Lázeň s roztavenou solí je to, co dělá proces praktickým. Kalení vodou je pro složité odlitky příliš agresivní a chlazení vzduchem je pro většinu sekcí příliš pomalé. Sůl poskytuje rovnoměrnou, regulovatelnou rychlost chlazení. Po izotermickém zadržení se odlitek vyjme a ochladí na pokojovou teplotu.
Teplota solné lázně má přímý vliv na výslednou kvalitu. Nižší teploty, zhruba 230 až 315 °C, produkují vyšší pevnost a tvrdost s menší tažností. Vyšší teploty, zhruba 315 až 400 °C, způsobují větší houževnatost a prodloužení. Stejný základní odlitek může být temperován na několik různých jakostí jednoduše úpravou tepelného zpracování.
Mechanické vlastnosti odlitků ADI
Vlastnosti ADI jsou mezinárodně standardizovány, nejčastěji podle ASTM A897/A897M. Označení třídy obsahuje tři čísla: pevnost v tahu, mez kluzu a procento prodloužení. Níže uvedená tabulka shrnuje standardní stupně ADI.
| stupeň | Pevnost v tahu | Mez kluzu | Prodloužení | Tvrdost |
|---|---|---|---|---|
| 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 | 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 | 1 600 MPa (232 ksi) | 1300 MPa (189 ksi) | 1 % | 402-512 HB |
Co tato čísla znamenají v praxi: třída 900-650-10 se chová jako houževnatá konstrukční litina s pevností výrazně vyšší než konvenční tvárná litina. Třída 1400-1100-1 působí spíše jako opotřebitelný díl, který také nese značné zatížení.
ADI má také silný únavový výkon. Ausferitická matrice odolává iniciaci trhlin a zbytková tlaková napětí zanechaná ausferitickým kalením zlepšují pevnost v ohybu. Celkově je ADI ve srovnání s kalenými a temperovanými uhlíkovými a nízkolegovanými ocelmi příznivý, což z něj činí kandidáta pro součásti, kde je v současné době standardem ocelový výkovek nebo výroba.
Aplikace odlitků z temperované tvárné litiny
ADI se objevuje v automobilových hnacích ústrojích, zemědělských zařízeních, důlních strojích, železničních součástech a při manipulaci s průmyslovými kapalinami. Společný závit je část, která přenáší zatížení, je vystavena únavě nebo opotřebení a těží z toho, že je spíše odlitkem než svařencem nebo výkovkem.
Komponenty kompresoru
Kompresory způsobují cyklování tlaku, kluzný kontakt a vysoké místní napětí. Válce, klikové skříně, ventilové talíře a výfuková sedla potřebují materiál, který se nebude opotřebovávat, dřít ani praskat po desítky tisíc hodin. Odlitky válců ADI těží z kombinace tvrdosti povrchu vývrtu a tlakové schopnosti. Slévárna, která již vyrábí odlitky válců kompresoru v tvárné litině má základní materiálové znalosti potřebné k vyhodnocení tvrzené verze pro náročné aplikace.
Výrobci kompresorových válců na zakázku, továrna - Haian Aoyu Machinery Haian Aoyu Machinery Manufacturing Co., Ltd je Čína výrobce lití válců kompresoru a továrna na lití válců kompresoru, w... Zobrazit produkt → Odlitky čerpadel a ventilů
Čerpadla a ventily čelí kavitační erozi, abrazivním médiím a požadavkům na udržování tlaku. Vysoká tvrdost ADI odolává kavitaci a erozi částic lépe než standardní tvárná litina, zatímco tažnost nižších jakostí udržuje součást v bezpečí při rázovém zatížení. Oběžná kola, otěrové kroužky a tělesa ventilů jsou přirozenými kandidáty. pro odlitky tělesa čerpadla v provozu s vysokým tlakem nebo v kalu může specifikování austpered grade významně prodloužit životnost.
Custom Casting Pump body Manufacturers, Factory - Haian Aoyu Machinery Manufactu Haian Aoyu Machinery Manufacturing Co., Ltd je Čína odlévání Tělo čerpadla Výrobci a odlévání Tělo čerpadla Factory, nabízíme vlastní čerpadlo ... Zobrazit produkt → Struktury obráběcích strojů
Vodicí systémy obráběcích strojů a konstrukční součásti vyžadují tuhost, tlumení a povrchy odolné proti opotřebení. Temperovaná tvárná litina nabízí vyšší tvrdost než konvenční litina, přičemž si zachovává charakter tlumení vibrací, díky kterému je litina cenná v obráběcích strojích. Vodicí dráhy, skluzavky a základní odlitky obráběcích strojů mohou být vyrobeny s téměř čistým tvarem odlitku a poté broušeny nebo škrábány do konečné geometrie.
Výrobci základny odlévacího stroje na zakázku, továrna - Haian Aoyu Machinery Manufa Haian Aoyu Machinery Manufacturing Co., Ltd je Čína základna odlévacího stroje Výrobci a základna odlévacího stroje Factory, nabízíme vlastní... Zobrazit produkt → Úvahy o ceně a designu
ADI není automaticky správnou odpovědí pro každý casting. Tepelné zpracování zvyšuje náklady a dodatečné náklady musí být odůvodněny.
Redukce hmotnosti
Protože ADI je zhruba dvakrát silnější než konvenční tvárná litina, mohou být profily vyrobeny tenčí. Snížení hmotnosti o 20 až 30 procent je reálné, když je stávající díl z tvárné litiny přepracován v ADI. Při výměně ocelového výrobku jsou náklady na kilogram ADI nižší a ušetříte svařování a obrábění po svařování, které vyžaduje ocelový svařenec.
Obrábění po temperování
Temperované železo je tvrdé, typicky 300 HB a více. Vrtání, závitování a frézování po tepelném zpracování vyžaduje tvrdokovové nástroje a zvyšuje náklady na obrábění. Mnoho výrobců obrábí součást ve stavu z tvárné litiny a poté ji austemeruje jako téměř konečný krok. To funguje, když tepelné zpracování nezdeformuje součást nad rámec tolerance. Pokud musí obrábění proběhnout po izotermickém kalení, udržujte malé přídavky zásob a plánujte tvrdší nástroje.
Velikost sekce a citlivost procesu
Odezva izotermického kalení závisí na tloušťce řezu. Těžké sekce se mohou ve středu ochlazovat příliš pomalu a vytvářet smíšenou strukturu s nižšími vlastnostmi, než uvádí testovací kupón. Stejná tloušťka stěny a hladké přechody vás před tímto rizikem chrání. Vaše slévárna by měla potvrdit, že zvoleného stupně lze dosáhnout v nejtlustší části součásti.
Ověření kvality
Vlastnosti ADI nelze ověřit pouze měřením tvrdosti. Běžnou ověřovací sadou jsou zkušební kupony ze stejného tepla, zkoušky tahem, metalografické vyhodnocení a průzkumy tvrdosti napříč odlitkem. Pokud dodavatel nemůže poskytnout tuto dokumentaci, zacházejte se specifikací materiálu opatrně. Krok tepelného zpracování je tam, kde se kvalita ADI vytváří nebo ztrácí.
Partnerství se slévárnou, která zná tvárnou litinu
Základní odlitek určuje, jak daleko vás může izotermické kalení dostat. Kvalita taveniny, nodularita, kontrola smrštění a konzistentní chemické složení jsou stanoveny ve slévárně předtím, než díl dosáhne solné lázně. Zde přidává hodnotu specializovaná slévárna tvárné litiny.
Haian Aoyu Machinery Manufacturing Co., Ltd. je slévárna tvárné litiny a šedé litiny v Nantongu v Číně, která dodává odlitky z kompresorů, čerpadel, ventilů a obráběcích strojů zákazníkům v Severní Americe, Evropě a Asii. S roční kapacitou 20 000 tun společnost vyrábí přesné rodiny komponentů, kde se ADI nejčastěji používá, včetně těles a válců kompresorů, těles čerpadel a základen obráběcích strojů. Jeho inženýrský tým posuzuje podmínky zatížení a servisní prostředí u každého projektu, což činí fázi nabídky správným okamžikem k otázce, zda si austpered grade zaslouží pozornost.
Když se obrátíte na slévárnu ohledně ADI, vezměte si tři věci: kompletní historii zatížení součásti, očekávaný mechanismus opotřebení a rozměrové tolerance, které musí přežít tepelné zpracování. Mnohé součásti, které se v současnosti vyrábějí z konvenční tvárné litiny nebo ocelových výkovků, by mohly být vyráběny jako odlitky z temperované tvárné litiny. Materiál je osvědčený ve výrobě po celá desetiletí a jediný způsob, jak zjistit, zda se hodí pro vaši součást, je diskutovat se slévárnou, která tomuto procesu rozumí.
