Patarimai, kaip pasirinkti plieno lydinius karščiui atspariai kovavimui

TRUMPAI

Dažniausi plieno lydiniai karščiui atspariam kovavimui suskirstyti į keturias pagrindines grupes: Anglies plienai, Legiruotieji plienai, Nerūdijantys plienai ir Įrankių plienai. Anglies plienai siūlo ekonomišką universalumą, o legiruotieji plienai – padidintą stiprumą ir atsparumą traukai reikalaujančiose aplikacijose. Nerūdijantys plienai užtikrina puikų atsparumą korozijai, o įrankių plienai sukurti ekstremalioms temperatūroms ir dilimui. Optimalus pasirinkimas priklauso nuo reikalingų mechaninių savybių, eksploatacijos sąlygų ir projekto biudžeto.

Pagrindinės kovimo plienų grupės: apžvalga

Pagrindinių plieno tipų supratimas yra pirmas žingsnis renkantis tinkamą medžiagą karščiu deformavimo projektui. Kiekviena grupė turi skirtingą cheminę sudėtį, kuri nulemia jos našumo charakteristikas – nuo stiprumo ir kietumo iki atsparumo korozijai ir šilumai. Šie skirtumai daro tam tikrus plienus idealiais konkrečioms aplikacijoms, pradedant automobilių dalimis ir baigiant aviacijos įranga. Keturios pagrindinės naudojamos grupei kalimui yra anglies, legiruotasis, nerūdijantis ir įrankių plienai.

Angliniai plienai yra plačiausiai naudojama suklastojimo grupė dėl puikios ekonomiškumo ir daugiafunkcijos savybių. Pagrindinis jų lydinio elementas yra anglis, ir jie pagal kiekį klasifikuojami kaip mažai, vidutiniškai arba daug anglies. Vidutinio anglies plieno naudojimas kalinimo reikmėms yra populiarus, nes jis yra subalansuotas stiprumo, lankstumo ir atsparumo dėvėjimui derinys. Su jais yra gana lengva dirbti ir jie gerai reaguoja į šilumos apdorojimą, todėl jie yra patikimas pasirinkimas bendrųjų paskirties komponentams.

Aliejinių plienų yra anglies plienai, modifikuoti papildomais elementais, tokiais kaip chromas, nikelio, mangano ar molibdeno. Kaip išsamiai nurodyta Huyettas , šie priedai skirti padidinti konkrečias savybes, tokias kaip kietumas, kietumas ir stiprumas aukštose temperatūroje. Dėl to jie yra būtini didelio įtempimo reikmėms, kai anglies plieno veikimo savybės būtų nepakankamos. Jų geresnės mechaninės savybės kainuoja daugiau, tačiau yra labai svarbios dalims, kurios turi atlaikyti didelį nuovargio ir dėvėjimo lygį.

Nerūdijančių plienų yra apibrėžtos dideliu chromo kiekiu (mažiausiai 10,5%), kuris sukuria pasyvų sluoksnį, kuris suteikia išskirtinį atsparumą korozijai. Ši šeima toliau padalinta į austenitines (pvz., 300 serijos) ir martensitines (pvz., 400 serijos) grupes, kurios kiekviena turi unikalius požymius. Nešvaliojo plieno kalti reikia tiksliai kontroliuoti temperatūrą, tačiau gaminamos ilgaamžiškos, higieniškos ir atsparios šiurkštoms aplinkoms dalys, todėl jos yra būtinos medicinos, laivybos ir maisto perdirbimo pramonėje.

Įrankių plienai yra specializuota kategorija, sukurta atlaikyti ekstremalias sąlygas. Jose yra tokių elementų kaip volframas ir molibdenas, kurie leidžia išlaikyti kietumą ir struktūrinį vientisumą aukštose temperatūrose. Dėl to jie yra ideali medžiaga, skirta gaminti įrankius ir formą, naudojamus samdymų procesuose, taip pat komponentams, kuriems taikoma didelė šiluma ir mechaninė įtampa.

• Bendrosios anglies plieno rūšys: 1045, 1050, 1060
• Bendrosios lydinio plieno klasės: 4140, 4340, 8620
• Bendrosios nerūdijančio plieno klasės: 304, 316, 420
• Bendrosios įrankių plieno klasės: H13

Pagrindinės savybės, turinčios įtakos karštojo liejimo lydinių pasirinkimui

Teisingo plieno lydinio parinkimas karštam kovui nėra tik pagrindinių lydinių grupių žinojimas. Reikia atidžiai įvertinti keletą svarbių mechaninių ir terminių savybių. Šių charakteristikų tarpusavio ryšys lemia, kaip medžiaga elgsis kovimo metu ir, kas svarbiau, kaip galutinis gaminys veiks numatytame eksploatacijos aplinkoje. Pagrįstas sprendimas subalansuoja našumo reikalavimus su medžiagos sąnaudomis, kad būtų pasiekti optimalūs rezultatai.

Viena svarbiausių savybių yra koviniai , kuris apibūdina metalo gebėjimą būti formuojamam suspaudimo jėgos poveikyje, nesutrūkinėjant. Medžiagos su geru kovumu, tokios kaip mažo ir vidutinio anglies plienai, reikalauja mažesnės jėgos ir gali būti lengviau formuojamos į sudėtingas formas. Priešingai, stipriai legiruotos medžiagos, tokios kaip tam tikri nerūdijantys ir įrankių plienai, gali būti sunkiau kovoti ir reikalauti tikslaus temperatūros valdymo, kad būtų išvengta defektų. Kitas svarbus veiksnys yra tvirtėjimo gebėjimas , kas yra lydinio gebėjimas kietėti terminiškai apdorojant. Lydiniai plienai, turintys tokių elementų kaip chromas ir molibdenas, pasižymi dideliu kietėjimu, leidžiančiu gaminti detalių su išskirtine stiprybe ir atsparumu dilimui visame jų skerspjūvyje.

Korozijos atsparumas yra itin svarbus daliai, veikiamai drėgmės, chemikalų ar kitų koroziją sukeliančių agentų. Šioje srityje pirmauja nerūdijantys plienai dėl jų aukšto chromo kiekio. Taikymams, reikalaujantiems veikimo ekstremaliomis temperatūromis, aukšta temperatūrinė stiprybė ir atsparumas šiluminiam nuovargiui yra būtini. Karštai dirbantys įrankių plienai, tokie kaip H13, yra specialiai sukurti šiam tikslui. Galiausiai, kainos efektyvumas yra praktinė aplinkybė, kurios negalima ignoruoti. Nors lydiniai ir nerūdijantys plienai siūlo geresnes charakteristikas daugelyje sričių, angliniai plienai dažnai užtikrina pakankamas savybes plačiai taikymo sričių linkme žymiai mažesne kaina.

Išsamus apžvalga: Dažniausi angliniai ir legiruotieji plieno markių tipai

Kadangi plieno šeimų bendras apžvalga yra naudinga, inžinieriai ir dizaineriai dažnai turi pasirinkti konkretų plieno tipą savo taikymui. Angliniai ir legiruotieji plienai yra pagrindiniai kalimo pramonės medžiagų tipai, kiekvienas siūlantis įvairias rūšis su skirtingomis savybėmis, pritaikytomis skirtingiems tikslams. Suprasti šių populiarių rūšių niuansus yra būtina tvirtiems ir patikimiems kaltiniams projektuoti.

Vidutinio anglies plieno rūšis: 1045

Sudėtis ir savybės: 1045 rūšis yra vidutinio anglies turinio plienas, žinomas dėl gerų stiprumo, atsparumo ir nusidėvėjimo savybių pusiausvyros. Jis turi nominalų anglies kiekį 0,45 %, dėl ko jo mechaninės savybės yra geresnės nei mažo anglies plienų, tuo pačiu išlieka santykinai lengvas apdirbti ir suvirinti. Jis gerai reaguoja į terminį apdorojimą, leidžiant ženkliai padidinti kietumą ir stiprumą reikalaujančioms aplikacijoms.

Kalimas ir taikymas: Dėl savo universalumo ir ekonomiškumo 1045 plieno gaminiai plačiai naudojami įvairioms kalvytoms dalims. Tai paplitęs pasirinkimas ratlams, ašims, ašims, varžams ir jungtiniams strypiams, kuriems reikia vidutinio stiprumo ir kietumo. Dėl paprastos kalėjimo procedūros jis yra naudojamas daugelyje pramonės ir gamybos įstaigų.

Chromo-molibdeno lydinio plieno: 4140 klasė

Sudėtis ir savybės: 4140 klasė, dažnai vadinama chromoliniu plienu, yra mažo lydinio plienas, kurio sudėtyje yra chromo ir molibdeno. Šie lydiniai elementai suteikia jam puikią kietumą, didelę pavargimo stiprumą ir gerą atsparumą drėkinimui ir smūgiui po šilumos apdorojimo. Pagal Amfas International dėl didelio kietumo jis yra populiarus aviacijos ir automobilių dalių gamybai.

Kalimas ir taikymas: 4140 puikiai tinka komponentams gaminti, kuriems reikia išlaikyti didelę apkrovą ir stiprius krūvius. Jo taikymo sritys yra plačios, ypač automobilių pramonėje, tokiose detalėse kaip alkūniniai velenai, vairų šarnyrai ir ašys. Verslo įmonėms, besitelkiančioms į šią sritį, būtinos specializuotos liejimo paslaugos. Pavyzdžiui, patikimiems ir tvirtiems automobilių komponentams galite peržiūrėti individualias karštojo lydymo paslaugas iš Shaoyi Metal Technology , kuris specializuojasi IATF16949 sertifikuotose detalių gamybos paslaugose pramonei – nuo prototipų kūrimo iki masinės gamybos.

Liejimas su nerūdijančiais ir įrankių plienais: taikymo sritys ir iššūkiai

Nors anglies ir lydinių plienų naudojimo sritis yra plati, nerūdijančiojo plieno ir įrankių plieno naudojimas yra tinkamas specializuotoms ir sudėtingoms aplinkoms. Šių medžiagų kėlimoje reikia daugiau patirties dėl jų unikalios cheminės sudėties ir elgesio esant aukštoms temperatūroms. Tačiau gaunami komponentai pasižymi kitų plieno rūšių neįvykdytais savybėmis, pavyzdžiui, geresniu atsparumu korozijai arba dideliu šilumos atspalviu.

Nerūdijančio plieno liejimo nuokrypai

Nerūdijančio plieno, ypač austenito, pavyzdžiui, 304 ir 316, kokybės, vertinama dėl išskirtinio atsparumo korozijai ir higienos savybių. Dėl to jie yra būtini maisto perdirbimo, medicinos ir laivybos pramonei. Tačiau juos suklastoti yra sunku. Kaip pažymėta great Lakes Forge vadovas , nerūdijantį plieną būtina kalti tiksliai nustatytame temperatūros diapazone, paprastai tarp 1700 ir 2300 °F, kad būtų išvengta trūkumų, tokių kaip grūdelių stambėjimo ar įtrūkimų. Šios medžiagos taip pat linkusios įsitempti greičiau nei anglies plienai, todėl reikia daugiau energijos joms formuoti. Nepaisant šių sunkumų, kovavimo procesas padidina nerūdijančio plieno savitąją stiprybę ir grūdelinę struktūrą, gamindamas detalis su aukščiausiu konstrukcinio vientisumo lygiu kritinėms aplikacijoms.

Įrankių plienų kovavimo reikalavimai

Įrankių plienai yra atskira klasė, sukuriama formoms ir įrankiams, naudojamiems gamybos procesuose, tokiuose kaip liejimas, kovavimas ir žymėjimas. Karšto darbo įrankių plienai, tokie kaip H13 rūšis, specialiai sukurti ilgai išlaikyti ekstremalią temperatūrą ir slėgį, nesumenkindami savo kietumo arba nesuskeldėdami. Jų sudėtis, turinti daug chromo, molibdeno ir vanadžio, suteikia didelį atsparumą dilimui ir atsparumą aukštoje temperatūroje. Kovinio įrankių plieno apdirbimas yra sudėtingas procesas, reikalaujantis griežto kontrolės per kaitinimo ir aušinimo ciklus, siekiant pasiekti pageidaujamą mikrostruktūrą ir mechanines savybes. Gaminami komponentai, tokie kaip kovos formos ir ekstruzijos formos, yra būtini pramonei, leidžiantys masinę kitų metalų detalių gamybą.

Dažniausiai užduodami klausimai

1. Koks pagrindinis skirtumas tarp kovinio anglies plieno ir lydinio plieno?

Pagrindinis skirtumas slypi jų sudėtyje ir atitinkamose savybėse. Anglies plieno savybės yra nustatomos pagal anglies kiekį, suteikiant gerą stiprumo ir plastiškumo balansą žemoje kainoje. Lydinio plienui būdingas papildomų elementų (pvz., chromas, nikelis, molibdenas) buvimas, kurie pagerina tokias savybes kaip kietinamumas, atsparumas ir stiprumas, todėl jis tinka reikalaujamesniems, didesnės apkrovos aplikacijoms nei anglinis plienas.

2. Kodėl temperatūros valdymas yra toks svarbus nerūdijančio plieno kalimui?

Temperatūros valdymas yra labai svarbus nerūdijančiam plienui, nes jo cheminė sudėtis daro jį jautriu šiluminiams pokyčiams. Kalant už optimalaus temperatūros diapazono ribų gali atsirasti rimtų defektų. Per didelė šiluma gali sukelti nenorimą grūdelių augimą ir apdegimus, silpninant medžiagą, o nepakankama šiluma gali padaryti plieną pernelyg atsparų deformacijai, dėl ko kalimo preso ar kirvio veikiamas paviršius gali įtrūkti.

3. Ar visų tipų plieną galima kalti?

Nors daugelis plieno rūšių gali būti kovoti, kai kurios netinka šiam procesui. Medžiagos, turinčios didelį trapumą, pvz., liejinių geležis, neturi būtino plastiškumo ir suskils suspaudimo jėgos poveikyje. Panašiai plienai, turintys didelį priemaišų, tokių kaip siera ar fosforas, kiekį, aukštose temperatūrose gali tapti trapios, todėl yra neigiamai tinkamos karštam kovavimui.