Cilindro idraulico telescopico materiale 27SiMn tecnologia di lavorazione del tubo prima della lavorazione
Prefazione
Il tubo del cilindro è l'elemento chiave che forma la cavità interna per contenere il fluido. Pertanto, le prestazioni complete della canna del cilindro, come la resistenza alla pressione, all'usura e alla fatica, giocano un ruolo chiave nella vita del cilindro idraulico telescopico.
Generalmente, il tubo della bombola deve essere in grado di resistere alla pressione entro 22MPa (pressione continua), anche fino a 55MPa. Pertanto, nella produzione di tubi telescopici per cilindri idraulici, le condizioni tecniche dei tubi in acciaio per le canne dei cilindri sono chiaramente definite. Il tubo per cilindri idraulici telescopici di solito adotta i seguenti processi: processo di ricottura di distensione, normalizzazione del processo di trattamento termico, tempra e processo di trattamento termico di tempra, ecc. lavorare in ambienti diversi.
1 Condizioni tecniche del cilindro telescopico a tubo
Quando si produce materiale 27SiMn per produrre cilindri idraulici, i requisiti tecnici per il tubo sono i seguenti.
1.1 Composizione chimica: C: 0,24 ～ ba0,32 Si: 1,10 ～ 1,40 Mn: 1,10 ～ 1,40 P: ≤0,035 S: ≤0,035 Cu: ≤0,30 Cr: ≤0 ..
1.2 Proprietà meccaniche
Resistenza alla trazione Rm≥ 860 MPa, resistenza allo snervamento ReH≥760MPa; tasso di allungamento A5≥12%, tasso di restringimento Ψ≥40%; energia di impatto AkV2 (20 ℃) ≥39J; durezza 240∼280HBW
1.3 Prestazioni del processo
Il test di pressione a temperatura ambiente può resistere a una pressione di 25 ~ 30 MPa (pressione continua)
1.4 Organizzazione metallografica
Strato di decarburazione ≤0,20 mm; in termini di macrostruttura, l'allentamento generale, l'allentamento del centro e la segregazione del tubo di acciaio sono ≤2 e non dovrebbero esserci cavità di ritiro, bolle sottocutanee, macchie bianche, peeling, delaminazione, crepe e altre inclusioni. ; La struttura metallografica è sorbite + perlite temperata, livello 3.
1.5 Rugosità superficiale
Rugosità superficiale R ≤ 12,5 µm
1.6 Precisione della geometria
Le tolleranze dimensionali dei diametri interno ed esterno sono entrambe ± 0,15 mm
Tubo cilindro telescopico a 2 2/3/4/5 fasi Processo di trattamento termico temprato
Per soddisfare i requisiti tecnici dei cilindri idraulici telescopici a semplice o doppio effetto utilizzati in ambienti complessi, per fare in modo che il tubo abbia sufficiente resistenza, durezza, tenacità, resistenza alla pressione e resistenza alla fatica, è la scelta più ideale adottare un trattamento termico temprato e temperato processo per regolare le proprietà meccaniche complete del materiale
2.1 Processo di trattamento termico di tempra e rinvenimento convenzionale
Affinché il tubo per tubo del cilindro abbia caratteristiche eccellenti come alta resistenza, elevata durezza, buona resistenza all'usura, forte plasticità, alta resistenza alla pressione, piccola deformazione, meno decarburazione e lunga durata a fatica, il trattamento termico del tubo è implementato secondo il seguente processo.
In base alle caratteristiche del materiale 27SiMn, il processo di trattamento termico di tempra e rinvenimento specifico è: riscaldamento a 910∼920 ℃, tenuta per 35 minuti e poi raffreddamento ad acqua; quindi adottando un trattamento termico di tempra a 510∼520 ℃ per 180 min.
Dopo questo trattamento termico, la rugosità della superficie del tubo è di 12,5 μm e lo spessore dello strato decarburato è di 0,10 mm; la struttura metallografica è sorbite + perlite + temperata, semirete, striscia, blocco, ferrite aciculare (Figura 3), 5 gradi di granulometria; resistere a una pressione di 30 MPa (ultimi 10 secondi).
Analizza i risultati del test e ottieni:
① Dopo che il tubo del cilindro idraulico telescopico è stato temprato e temprato e trattato termicamente, la resistenza alla trazione, la resistenza allo snervamento, l'allungamento, la riduzione dell'area, l'energia di impatto, la finitura superficiale e la profondità di decarburazione soddisfano tutti i requisiti tecnici dei cilindri idraulici;
② Il tubo del cilindro idraulico telescopico è gravemente deformato dopo il trattamento termico di tempra e rinvenimento, che non può soddisfare i requisiti tecnici del cilindro idraulico;
③ Dopo che il tubo del cilindro idraulico telescopico è stato sottoposto a trattamento termico di tempra e rinvenimento, la struttura metallografica del tubo è sorbite temperata + perlite + ferrite semi-reticolata, a strisce, massiccia, aciculare, con una granulometria di grado 5, che non riesce a raggiungere il livello della canna del cilindro idraulico. requisito di abilità.
2.2 Analisi delle ragioni dello scarso effetto del processo di trattamento termico di tempra e rinvenimento
2.2.1 La precisione geometrica del tubo d'acciaio produce una grave deformazione
Quando il tubo viene raffreddato ad alta temperatura, per effetto del rapido raffreddamento del mezzo refrigerante, il fenomeno di dilatazione e contrazione termica si verifica istantaneamente e lo stress residuo del tubo stesso è scarso, con conseguente grave deformazione del tubo con tolleranza precisa dopo essere stato bonificato. Pertanto, è necessario adottare un processo di trattamento termico per eliminare completamente lo stress e stabilizzare la struttura prima della tempra e del rinvenimento, che può prevenire efficacemente la deformazione del tubo durante la tempra e la tempra.
2.2.2 L'organizzazione metallografica non soddisfa i requisiti
(1) La temperatura durante il riscaldamento del suddetto processo di tempra e rinvenimento non può soddisfare i requisiti della trasformazione della struttura metallografica. Una temperatura di tempra troppo bassa farà sì che la ferrite non si dissolva completamente e non si austenitizzi completamente. In questo caso vengono eseguiti raffreddamento e tempra, in modo che la massiccia ferrite precipitata prima della tempra aumenti gradualmente con la diminuzione della temperatura e il prolungamento del tempo
(2) La trasformazione martensitica non è completa. L'austenite deve essere raffreddata alla temperatura di inizio della trasformazione martensitica Ms ad una velocità di raffreddamento maggiore della velocità di raffreddamento critica prima che possa avvenire la trasformazione martensitica. La trasformazione della martensite è diversa dalla trasformazione della perlite. Quando l'austenite viene raffreddata a una temperatura inferiore al punto Ms, generalmente non è necessario inocularla. La trasformazione inizia immediatamente e procede molto rapidamente, ma la trasformazione si interrompe rapidamente e non può essere completata. .
Affinché la trasformazione continui, la temperatura deve essere abbassata. Quando la temperatura scende alla temperatura finale della trasformazione martensitica Mf, la trasformazione martensitica non può più procedere. Anche se viene raffreddata al di sotto di Mf, la quantità di trasformazione martensitica non ha raggiunto il 100%, ma la trasformazione martensitica si è interrotta e si verifica un fenomeno di trasformazione martensitico incompleto. Pertanto, in questo processo di tempra e rinvenimento, è necessario aumentare opportunamente la temperatura di tempra e il tempo di mantenimento per accelerare e garantire la trasformazione dell'austenite. Allo stesso tempo, il tubo 27 simn adotta il raffreddamento a spruzzo d'acqua durante il raffreddamento per evitare gli svantaggi del raffreddamento con un serbatoio dell'acqua di raffreddamento (il tubo 27 simn entra nel serbatoio dell'acqua per il raffreddamento immediatamente dopo essere stato fuori dal forno, e non può garantire il temperatura di trasformazione martensitica Punto Ms. La trasformazione del corpo può continuare. La trasformazione martensitica può essere effettuata solo in condizione di raffreddamento continuo. Quando il serbatoio dell'acqua è raffreddato, il tubo viene raffreddato direttamente alla temperatura dell'acqua di raffreddamento del serbatoio dell'acqua, che non può riflettere efficacemente il punto della signora). Poiché il punto Ms di questo materiale è 355 ℃, dopo aver spruzzato acqua per raffreddare a questa temperatura del punto Ms, la martensite può essere efficacemente e completamente trasformata in condizioni di spruzzatura continua dell'acqua, altrimenti ci sarà una trasformazione incompleta dell'austenite e un'organizzazione austenitica mantenuta
(3) Il mezzo di raffreddamento non può ottenere l'effetto di raffreddamento a diffusione termica rapida del tubo durante la tempra. Quando l'acqua del rubinetto viene utilizzata direttamente per raffreddare il tubo di acciaio, la velocità di raffreddamento è troppo veloce, il restringimento a freddo locale non è uniforme, la sostanza nella struttura non è abbastanza diffusa, lo stress interno è grande e il tubo è soggetto a fessurazioni e deformazione. Per fare in modo che il mezzo di raffreddamento di tempra abbia le caratteristiche di temperatura di raffreddamento uniforme, piccola differenza di temperatura e velocità di raffreddamento rapida, la tecnologia di tempra generale consiste nell'aggiungere sale e altre miscele nell'acqua del rubinetto, in particolare nella tempra e nel raffreddamento di acciai legati. Il raffreddamento di tempra adotta misure di salatura, che possono soddisfare diversi requisiti di temperatura isotermica e velocità di raffreddamento. Pertanto, è necessario aggiungere dal 5% al 10% di sale industriale all'acqua di raffreddamento per ottenere gli effetti di temperatura uniforme, piccola differenza di temperatura, velocità di raffreddamento rapida e struttura interna uniforme del materiale.
2.2.3 L'influenza della velocità di riscaldamento e raffreddamento sulla struttura metallografica e sulla deformazione del tubo
La velocità di riscaldamento e raffreddamento è molto critica nel processo di trattamento termico. Per pezzi di grandi dimensioni, parti di forma speciale, tubi, ecc., Esistono difetti di progettazione che non favoriscono il trattamento termico. Le velocità di riscaldamento e raffreddamento devono essere limitate a un certo intervallo, altrimenti causerà differenze di temperatura eccessive in varie parti del pezzo e causerà il riscaldamento del pezzo da lavorare Danni da deformazione da stress, stress termico e deformazione e allo stesso tempo può influenzare se il processo di austenitizzazione è completo.
(1) Limitare la velocità di riscaldamento. Limitare la velocità di riscaldamento significa riscaldare ogni parte del tubo in modo più uniforme. Se la velocità di riscaldamento è troppo veloce, parte della struttura non verrà austenitizzata e si formerà troostite all'inizio del raffreddamento, il che non solo influenzerà l'uniformità dell'austenitizzazione, ma causerà anche dopo la tempra I grani sono grossolani, anche intergranulari compaiono crepe e il tubo d'acciaio sarà deformato. Allo stesso tempo, la velocità di riscaldamento influisce sulla microstruttura del materiale. Durante il processo di riscaldamento, la velocità è elevata e parte della seconda fase non ha il tempo di dissolversi.
(2) Aumentare la velocità di raffreddamento. Durante la ricottura, la velocità di raffreddamento dovrebbe essere lenta, ma durante la tempra e il raffreddamento, con la premessa di garantire una micro deformazione e nessuna incrinatura, più veloce è, meglio è. La velocità di raffreddamento influisce direttamente sulla struttura formata dalla tempra e la struttura spenta martensite può essere ottenuta solo a una certa velocità.
Pertanto, la velocità di riscaldamento e raffreddamento influisce direttamente sulla velocità di cristallizzazione e sulla probabilità di deformazione del tubo di acciaio. Solo controllando accuratamente la velocità di riscaldamento e raffreddamento in questo processo di trattamento termico è possibile garantire la struttura metallurgica del materiale metallico e si può evitare la deformazione del tubo.
2.3 Miglioramento del processo di trattamento termico di tempra e rinvenimento
Secondo l'analisi di cui sopra, viene adottato il processo di trattamento termico del tubo in acciaio per tubo per eliminare completamente le sollecitazioni e stabilizzare la struttura; quindi viene adottato il processo di tempra e rinvenimento per il tubo di acciaio.
Dopo il suddetto processo di trattamento termico di tempra e rinvenimento, il tubo viene testato e la sua precisione dimensionale geometrica, rettilineità e prestazioni sono molto buone; la rugosità della superficie del tubo è 12,5 μm, lo spessore dello strato di decarburazione è 0,15 mm; il tubo di acciaio non ha ritiro residuo, bolle sottocutanee, macchie bianche, desquamazione, delaminazione, crepe, ecc., la porosità centrale e la segregazione sono tutte al livello 2 e la struttura metallografica è al livello 3 (sorbite temperata + ferrite ) (Figura 7); resistere alla pressione 35∼38 MPa (dura 10 secondi).
Dopo che il tubo del cilindro idraulico telescopico è stato sottoposto a trattamento termico di tempra e rinvenimento, ad eccezione del cambiamento di rettilineità, gli altri indicatori completi soddisfano pienamente i requisiti tecnici del tubo del cilindro idraulico e raggiungono lo scopo previsto. Il motivo del cambiamento nella rettilineità del tubo di acciaio è che a causa della differenza di stress residuo in ciascuna parte del tubo, e durante la tempra ad alta temperatura, è influenzato dal rapido raffreddamento del mezzo di raffreddamento, provocando una termica istantanea espansione e contrazione, provocando la piegatura del tubo di acciaio dopo la tempra e la tempra.
Le misure efficaci per risolvere la grave flessione del tubo dopo tempra e rinvenimento sono:
Il tubo deve essere sottoposto a una pre-correzione preliminare. Al termine del processo di tempra e rinvenimento, il tubo di acciaio sarà sottoposto alla finitura finale in modo che il tubo di acciaio possa soddisfare pienamente i requisiti tecnici del cilindro idraulico telescopico.
Conclusione
Il processo di tempra e rinvenimento regolato ha superato numerosi test pratici ripetuti e ha condotto analisi e dimostrazioni. Fa pieno uso dell'acciaio legato contenente elementi leganti e ha forti caratteristiche di temprabilità, adotta il processo di tempra e rinvenimento per migliorare le prestazioni complete del materiale e adotta il tubo prima della tempra e della tempra. Il processo di trattamento termico per eliminare completamente lo stress e stabilizzare la struttura nella prima fase, quindi adottare il processo di trattamento termico di tempra e rinvenimento (tempra + tempra) per regolare le proprietà meccaniche complete del materiale, in modo che il il tubo di acciaio ha un'elevata resistenza, elevata durezza, buona resistenza all'usura, forte plasticità e pressione Vantaggi prestazionali completi come grandi dimensioni, meno decarburazione e leggera deformazione, soddisfano pienamente i requisiti tecnici dell'idra telescopica