Teleskooppinen hydraulisylinterimateriaali 27SiMn-putkenkäsittelytekniikka ennen koneistusta
Esipuhe
Sylinteriputki on avainelementti, joka muodostaa sisäontelon sisältämään nestettä. Siksi sylinterin tynnyrin kokonaisvaltaisella suorituskyvyllä, kuten paineenkestävyys, kulutuskestävyys ja väsymislujuus, on keskeinen rooli teleskooppisen hydraulisylinterin elämässä.
Yleensä sylinteriputken vaaditaan kestämään 22MPa: n (jatkuva paine), jopa 55MPa: n, paine. Siksi teleskooppisen hydraulisen sylinteriputken tuotannossa sylinteritynnyrien teräsputkien tekniset olosuhteet on määritelty selkeästi. Teleskooppisylinterin putkessa käytetään yleensä seuraavia prosesseja: jännityksenpoistohehkutusprosessi, lämpökäsittelyprosessin normalisointi, jäähdytys- ja karkaisulämpökäsittelyprosessi jne. Edellä mainittujen lämpökäsittelyprosessien tuottamilla putkilla on erilaiset tekniset ominaisuudet ja ne soveltuvat hydraulisylintereihin erilaisissa ympäristöissä.
1. Putken teleskooppisylinterin tekniset ehdot
Valmistettaessa 27SiMn-materiaalia teleskooppihydraulisylintereihin, putken tekniset vaatimukset ovat seuraavat.
1.1 Kemiallinen koostumus: 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 Mekaaniset ominaisuudet
Vetolujuus Rm ≥ 860 MPa, myötöraja ReH ≥760MPa; venymäaste A5 ≥ 12%, kutistumisnopeus Ψ ≥ 40%; iskuenergia AkV2 (20 ℃) ≥39J; kovuus 240∼280HBW
1.3 Prosessin suorituskyky
Painetesti huoneenlämmössä kestää 25 ~ 30MPa paineen (jatkuva paine)
1.4 Metallografinen organisaatio
Hiilihapotuskerros ≤0,20 mm; makrostruktuurin kannalta teräsputken yleinen löysyys, keskellä oleva löysyys ja erottelu ovat ≤2, eikä siinä saa olla kutistumisonteloa, ihonalaisia kuplia, valkoisia täpliä, kuorintaa, irtoamista, halkeamia ja muita sulkeumia. ; Metallografinen rakenne on karkaistu sorbiitti + pearliitti, taso 3.
1.5 Pinnan karheus
Pinnan karheus Rа≤12,5 µm
1.6 Geometrian tarkkuus
Sisä- ja ulkohalkaisijan mittatoleranssit ovat molemmat ± 0,15 mm
2. 2/3/4/5 -vaiheinen teleskooppisylinteriputki sammutettu ja karkaistu lämpökäsittelyprosessi
Jotta putkella olisi riittävä lujuus, kovuus, sitkeys, paineenkestävyys ja väsymiskestävyys, on yksi tai kaksitoiminen teleskooppinen hydraulisylinteri, jota käytetään monimutkaisissa olosuhteissa, teknisten vaatimusten täyttäminen on ihanteellisin vaihtoehto käyttää karkaistua ja karkaistua lämpökäsittelyä prosessi materiaalin kattavien mekaanisten ominaisuuksien säätämiseksi
2.1 Tavanomainen sammutus- ja karkaisulämpökäsittelyprosessi
Jotta sylinteriputken putkella olisi erinomaiset ominaisuudet, kuten korkea lujuus, korkea kovuus, hyvä kulutuskestävyys, vahva plastisuus, korkea paineenkestävyys, pieni muodonmuutos, vähemmän hiilihapotusta ja pitkä väsymisikä, putken lämpökäsittely toteutetaan seuraavaa prosessia.
27SiMn-materiaalin ominaisuuksien mukaan karkaisun ja karkaisun erityinen lämpökäsittelyprosessi on: lämmitys 910 ° C: seen∼920 ℃, pitämällä 35 minuuttia ja sitten vesijäähdytys; sitten karkaiseva lämpökäsittely 510 ° C: ssa∼520 ℃ 180min.
Tämän lämpökäsittelyn jälkeen putken pinnan karheus on 12,5 μm ja hiilettömän kerroksen paksuus on 0,10 mm; metallografinen rakenne on karkaistu sorbiitti + pearliitti +, puoliverkko, nauha, lohko, acicular ferriitti (kuva 3), 5 raekokoa; kestää 30 MPa: n (viimeiset 10 s) painetta.
Analysoi testitulokset ja saat:
① Kun teleskooppinen hydraulisylinteriputki on sammutettu ja karkaistu ja lämpökäsitelty, vetolujuus, myötöraja, venymä, pinta-alan pieneneminen, iskuenergia, pinnan viimeistely ja hiilenpoiston syvyys täyttävät kaikki hydraulisylinterien tekniset vaatimukset;
② Teleskooppinen hydraulisylinteriputki on vakavasti epämuodostunut sammuttamisen ja karkaisun jälkeen, mikä ei voi täyttää hydraulisylinterin teknisiä vaatimuksia
③ Kun teleskooppinen hydraulisylinteriputki on käynyt karkaisu- ja karkaisulämpökäsittelyssä, putken metallografinen rakenne karkaistua sorbiittia + pearliitti + on puoliverkkomainen, nauhamainen, massiivinen, acularinen ferriitti, jonka raekoko on laatu 5, joka ei saavuta hydraulisylinterin tynnyrin tasoa. taitovaatimus.
2.2 Analyysi sammutuksen ja karkaisun lämpökäsittelyprosessin heikon vaikutuksen syistä
2.2.1 Teräsputken geometrinen tarkkuus aiheuttaa vakavia muodonmuutoksia
Kun putki sammutetaan korkeassa lämpötilassa, jäähdytysväliaineen nopean jäähdytyksen vaikutuksesta lämpölaajenemisen ja supistumisen ilmiö tapahtuu välittömästi, ja itse putken jäännösjännitys on heikko, mikä johtaa putken vakavaan muodonmuutokseen tarkalla toleranssilla sen jälkeen, kun se on pysäytetty ja karkaistu. Siksi on tarpeen ottaa käyttöön lämpökäsittelyprosessi stressin täydelliseksi eliminoimiseksi ja rakenteen vakauttamiseksi ennen karkaisua ja karkaisua, mikä voi tehokkaasti estää putken muodonmuutoksen sammutuksen ja karkaisun aikana.
2.2.2 Metallografiaorganisaatio ei täytä vaatimuksia
(1) Lämpötila yllä olevan karkaisu- ja karkaisuprosessin kuumennuksen aikana ei voi täyttää metallografisen rakenteen muutoksen vaatimuksia. Liian alhainen sammutuslämpötila aiheuttaa ferriitin liukenemisen kokonaan tai täydellisen austeniittumisen. Tässä tapauksessa jäähdytys ja sammutus suoritetaan siten, että massiivinen ferriitti, joka on saostunut ennen sammuttamista, kasvaa vähitellen lämpötilan laskiessa ja ajan pidentyessä
(2) Martensiittimuunnos ei ole täydellinen. Austeniitti on jäähdytettävä martensiittimuunnoksen alkulämpötilaan Ms jäähdytysnopeudella, joka on suurempi kuin kriittinen jäähdytysnopeus, ennen kuin martensiittimuunnos voi tapahtua. Martensiittimuunnos on erilainen kuin helmimuutos. Kun austeniitti jäähdytetään mihin tahansa lämpötilaan, joka on alle Ms-pisteen, sitä ei yleensä tarvitse ympätä. Muunnos alkaa välittömästi ja etenee hyvin nopeasti, mutta muunnos pysähtyy nopeasti eikä sitä voida suorittaa loppuun. .
Jotta muunnos voisi jatkua, lämpötilaa on laskettava. Kun lämpötila laskee martensiittimuunnoksen loppulämpötilaan Mf, martensiittimuunnos ei voi enää jatkua. Vaikka se jäähdytettäisiin alle Mf: n, martensiittimuunnosmäärä ei ole saavuttanut 100%, mutta martensiittimuunnos on pysähtynyt, ja martensiittimuunnos on epätäydellinen. Siksi tässä sammutus- ja karkaisuprosessissa on välttämätöntä lisätä sopivasti sammutuslämpötilaa ja pitoaikaa austeniittimuutoksen nopeuttamiseksi ja varmistamiseksi. Samanaikaisesti 27 simn-putki käyttää vesisuihkujäähdytystä jäähdytyksessä välttääkseen jäähdytysvesisäiliöllä jäähdyttämisen haitat (27 simn -putki menee vesisäiliöön jäähdytystä varten heti uunista poistumisen jälkeen, eikä se voi taata martensiittimuunnoslämpötila Ms-piste. Rungon muutos voi jatkua. Martensiittimuunnos voidaan suorittaa vain jatkuvan jäähdytyksen olosuhteissa. Kun vesisäiliö jäähdytetään, putki jäähdytetään suoraan vesisäiliön jäähdytysveden lämpötilaan, joka ei voi tehokkaasti heijastaa Ms-kohtaa). Koska tämän materiaalin Ms-piste on 355 ℃, sen jälkeen, kun on suihkutettu vettä jäähtymään tähän Ms-pistelämpötilaan, martensiitti voidaan muuntaa tehokkaasti ja täydellisesti jatkuvan vesisuihkutuksen olosuhteissa, muuten austeniitti muuttuu epätäydellisesti ja austeniittiorganisaatio säilyy
(3) Jäähdytysväliaine ei voi saavuttaa putken nopeaa lämpödiffuusiojäähdytysvaikutusta sammutuksen aikana. Kun vesijohtovettä käytetään suoraan teräsputken jäähdyttämiseen, jäähdytysnopeus on liian nopea, paikallinen kylmäkutistuminen on epätasaista, rakenteen aine ei ole levinnyt tarpeeksi, sisäinen jännitys on suuri ja putki on taipuvainen murtumaan ja muodonmuutos. Jotta jäähdytysväliaineella olisi tasaisen jäähdytyslämpötilan, pienen lämpötilaeron ja nopean jäähdytysnopeuden ominaisuudet, yleinen sammutustekniikka on lisätä suolaa ja muita seoksia vesijohtovedessä, erityisesti seosteräksen sammutuksessa ja jäähdytyksessä. Sammutusjäähdytyksessä käytetään suolausmenetelmiä, jotka voivat täyttää erilaiset isotermisen lämpötilan ja jäähdytysnopeuden vaatimukset. Siksi on tarpeen lisätä 5-10% teollisuussuolaa jäähdytysveteen tasaisen lämpötilan, pienen lämpötilaeron, nopean jäähdytysnopeuden ja tasaisen sisäisen materiaalirakenteen vaikutusten saavuttamiseksi.
2.2.3 Lämmitys- ja jäähdytysnopeuden vaikutus metallografiseen rakenteeseen ja putken muodonmuutokseen
Lämmitys- ja jäähdytysnopeus on erittäin kriittinen lämpökäsittelyprosessissa. Suurille työkappaleille, erikoismuotoisille osille, putkille jne. On suunnitteluvirheitä, jotka eivät edistä lämpökäsittelyä. Lämmitys- ja jäähdytysnopeudet on rajoitettava tietylle alueelle, muuten se aiheuttaa liiallisia lämpötilaeroja työkappaleen eri osissa ja aiheuttaa työkappaleen kuumenemisen. vaikuttaa siihen, onko austeni- sointiprosessi täydellinen.
(1) Rajoita lämmitysnopeutta. Lämmitysnopeuden rajoittaminen on lämmittää putken kutakin osaa tasaisemmin. Jos lämmitysnopeus on liian nopea, osaa rakenteesta ei austeniitita, ja jäähdytyksen alkaessa muodostuu troostiitti, joka ei vain vaikuta austeni- soinnin tasaisuuteen, vaan myös aiheuttaa sammutuksen jälkeen. Jyvät ovat karkeita, jopa rakeita halkeamia ja teräsputki vääristyy. Samalla lämmitysnopeus vaikuttaa materiaalin mikrorakenteeseen. Lämmitysprosessin aikana nopeus on nopea, ja osalla toista vaihetta ei ole aikaa liueta.
(2) Lisää jäähdytysnopeutta. Hehkutuksen aikana jäähdytysnopeuden tulisi olla hidas, mutta sammutuksen ja jäähdytyksen aikana, sillä edellytyksellä, että varmistetaan mikro-muodonmuutos eikä halkeilua, sitä nopeammin, sitä parempi. Jäähdytysnopeus vaikuttaa suoraan sammutuksen muodostamaan rakenteeseen, ja sammutetun rakenteen martensiitti voidaan saada vain tietyllä nopeudella.
Siksi lämmitys- ja jäähdytysnopeus vaikuttaa suoraan teräsputken kiteytymisnopeuteen ja muodonmuutostodennäköisyyteen. Vain säätämällä tarkasti lämmitys- ja jäähdytysnopeutta tässä lämpökäsittelyprosessissa voidaan taata metallimateriaalin metallurginen rakenne ja putken muodonmuutos voidaan välttää.
2.3 Parannettu jäähdytys- ja karkaisuprosessi
Edellä esitetyn analyysin mukaisesti käytetään putken teräsputken lämpökäsittelyprosessia stressin täydelliseksi eliminoimiseksi ja rakenteen vakauttamiseksi; sitten teräsputken karkaisu- ja karkaisuprosessi hyväksytään.
Edellä mainitun sammutus- ja karkaisuprosessin jälkeen putki testataan, ja sen geometrinen mittatarkkuus, suoruus ja suorituskyky ovat erittäin hyvät; putken pinnan karheus on 12,5 μm, hiilihapotuskerroksen paksuus on 0,15 mm; teräsputkessa ei ole jäännöskutistumista, ihonalaisia kuplia, valkoisia pilkkuja, kuoriutumista, irtoamista, halkeamia jne., keskihuokoisuus ja erottuminen ovat kaikki tasolla 2 ja metallografinen rakenne on tasolla 3 (karkaistu sorbiitti + ferriitti ) (Kuva 7); kestää painetta 35∼38MPa (kestää 10 sekuntia).
Sen jälkeen, kun teleskooppinen hydrauli-sylinteriputki on käynyt sammuttamalla ja karkaisemalla lämpökäsittelyä, lukuun ottamatta suoruuden muutosta, muut kattavat osoittimet täyttävät täysin hydraulisylinteriputken tekniset vaatimukset ja saavuttavat odotetun tarkoituksen. Syy teräsputken suoruuden muutokseen on, että jäännösjännityksen eron vuoksi putken kussakin osassa ja korkean lämpötilan sammutuksen aikana siihen vaikuttaa jäähdytysväliaineen nopea jäähdytys aiheuttaen välittömän lämpöjännitteen laajeneminen ja supistuminen, jolloin teräsputki taipuu sammutuksen ja karkaisun jälkeen.
Tehokkaat toimenpiteet putken vakavan taipumisen ratkaisemiseksi sammutuksen ja karkaisun jälkeen ovat:
Putkeen on tehtävä alustava esikorjaus. Kun karkaisu- ja karkaisuprosessi on saatu päätökseen, teräsputkelle tehdään lopullinen viimeistely niin, että teräsputki voi täysin täyttää teleskooppisen hydraulisylinterin tekniset vaatimukset.
Johtopäätös
Säädetty karkaisu- ja karkaisuprosessi on läpäissyt useita toistuvia käytännön testejä ja suorittanut analyysin ja esittelyn. Se käyttää täysimääräisesti seosterästä, joka sisältää seosaineita, ja sillä on vahvat kovettuvuusominaisuudet, hyväksyy karkaisu- ja karkaisuprosessin materiaalin kattavan suorituskyvyn parantamiseksi ja hyväksyy putken ennen sammutusta ja karkaisua. Lämpökäsittelyprosessi kuormituksen täydelliseksi eliminoimiseksi ja rakenteen vakauttamiseksi ensimmäisessä vaiheessa ja sitten karkaisu ja karkaisu (karkaisu + karkaisu) lämpökäsittelyprosessin materiaalin kattavien mekaanisten ominaisuuksien säätämiseksi niin, että teräsputkella on suuri lujuus, korkea kovuus, hyvä kulutuskestävyys, vahva plastisuus ja paine. Kattavat suorituskykyedut, kuten suuri koko, vähemmän hiilihapotusta ja vähäinen muodonmuutos, täyttävät täysin teleskooppihydrauksen tekniset vaatimukset