O processo para fazer tubo de fundição centrífuga de aço inoxidável Martensita

A fabricação de tubos de fundição centrífuga de aço inoxidável martensítico requer um controle cuidadoso sobre a seleção do material, parâmetros de fundição e tratamentos térmicos pós-fundição. O aço inoxidável martensítico é conhecido por sua alta resistência, dureza e resistência ao desgaste, mas é mais sensível a tensões térmicas e rachaduras durante a fundição. Abaixo está um processo sugerido para a fabricação de tubos de fundição centrífuga de aço inoxidável martensítico de alta qualidade:

1. Seleção material

Liga Composição

· Aço inoxidável martensítico (por exemplo, AISI 410, 420, 440C):

Alto teor de carbono (normalmente 0,08% a 1,2%) para dureza.

Cromo (12-18%) para resistência à corrosão.

Baixos níveis de níquel e molibdênio.

· Considerações:

Escolha uma liga martensítica com a composição apropriada com base nas propriedades mecânicas desejadas (por exemplo, dureza, tenacidade ou resistência ao desgaste).

Certifique-se de que a liga é adequada para fundição centrífuga, particularmente seu comportamento de fluidez e encolhimento durante o resfriamento.

2. preparação do molde

Design de molde

· Material: Use moldes feitos de materiais resistentes ao calor de alta qualidade, como ferro fundido ou aço.

· Revestimentos: Aplique um revestimento refratário ou cerâmico no molde para garantir um fluxo de metal suave, reduzir a aderência e minimizar o choque térmico.

· Pré-aquecimento: Pré-aqueça o molde para evitar choque térmico quando o metal fundido é derramado. Para aços inoxidáveis martensíticos, o pré-aquecimento em torno de 200-300 ° C é típico.

Forma do molde

· Certifique-se de que o projeto do molde acomoda as diferenças de diâmetro no tubo de fundição (se necessário).

· Projete o molde com transições suaves de diâmetro para evitar áreas de alta tensão que podem causar rachaduras.

3. Derretendo e Derramando

Derretendo a Liga

· Tipo de forno: Use um forno de indução ou forno de arco elétrico para derreter o aço inoxidável martensítico.

· Controle de temperatura: A temperatura de fusão do aço inoxidável martensítico normalmente varia entre 1600 ° C a 1700 ° C, dependendo da liga.

· Desgaseificação: Execute a desgaseificação para remover gases dissolvidos (por exemplo, hidrogênio e nitrogênio), o que pode levar a defeitos como porosidade.

· Ligação: Verifique a composição química usando espectrometria para garantir que ela atenda à especificação desejada.

Processo de Derramamento

· Despeje o metal fundido no molde rotativo cuidadosamente para evitar turbulência.

· Temperatura de derramamento: Mantenha uma temperatura de vazamento na faixa de 1550 ° C a 1600 ° C para atingir a fluidez adequada e minimizar os defeitos de encolhimento.

· Rotação do molde: Controle a velocidade de rotação do molde para otimizar a força centrífuga para distribuição uniforme do metal fundido.

4. processo de fundição centrífuga

Velocidade de rotação do molde

· Ajuste a velocidade de rotação com base no diâmetro e comprimento do tubo:

Velocidades de rotação mais altas para tubos de menor diâmetro para garantir a espessura uniforme da parede.

Velocidades de rotação mais baixas para diâmetros maiores, garantindo o enchimento adequado e o risco reduzido de defeitos.

· Faixa de velocidade típica: 50-200 RPM, dependendo das dimensões do tubo e requisitos de fundição.

Distribuição de metal

· A força centrífuga gerada pela rotação do molde empurrará o metal fundido para fora, formando as paredes externas do tubo primeiro. As áreas mais densas se solidificarão primeiro (a parede externa), enquanto o núcleo interno se solidificará por último.

· Certifique-se de que o tubo de fundição tenha uma espessura uniforme por toda parte.

Refrigeração

· Resfriamento controlado: resfrie gradualmente a fundição para evitar choque térmico e rachaduras. O resfriamento rápido pode levar ao microcraqueamento em aços inoxidáveis martensíticos.

· Use água controlada ou resfriamento de ar externamente ao longo das paredes do molde para regular a taxa de resfriamento.

· Permitir uma taxa de resfriamento lenta para seções de paredes mais espessas para reduzir as tensões internas.

5. Tratamento térmico pós-fundição

Recozimento de alívio do estresse

· Objetivo: aliviar as tensões residuais do processo de fundição para evitar distorção e rachaduras.

· Processo:

Aqueça a fundição a 600-650 ° C e segure-a nessa temperatura por algumas horas.

Lentamente, esfrie a fundição até a temperatura ambiente.

Esta etapa ajuda a reduzir as tensões internas criadas durante o processo de fundição centrífuga.

Endurecimento (Formação Martensita)

· Objetivo: Alcançar a dureza desejada e as propriedades mecânicas, transformando a microestrutura em martensita.

· Processo:

Aqueça a fundição a 900-1000 °C.

Rapidamente esfriar (extinguir) em água ou óleo para formar a estrutura martensítica.

Nota: A taxa de resfriamento deve ser controlada para evitar rachaduras, principalmente para tubos de paredes mais espessas.

Têmpera

· Objetivo: TO reduzir a fragilidade e alcançar a combinação necessária de dureza e tenacidade.

· Processo:

Após a têmpera, tempere a fundição aquecendo-a a 150-600 ° C, dependendo da dureza necessária.

Segure na temperatura alvo por 1-2 horas e depois deixe esfriar até a temperatura ambiente.

O processo de têmpera modificará a dureza e melhorará a tenacidade, mantendo uma boa resistência ao desgaste.

6. Usinagem e Acabamento

· Objetivo: Obtenha tolerâncias dimensionais precisas e acabamentos de superfície lisa.

· Passos:

1. maquine os diâmetros externo e interno usando tornos CNC.

2. Certifique-se de que a concentricidade seja mantida entre as duas extremidades (se os diâmetros forem diferentes).

3. terminar o tubo por moagem ou polimento para remover quaisquer defeitos de superfície ou oxidação.

7. controle de qualidade e inspeção

Testes não destrutivos (NDT)

· Use testes ultrassônicos ou radiografia para verificar se há defeitos internos, como porosidade ou rachaduras, que podem surgir de problemas inadequados de resfriamento ou metal fundido.

· Execute inspeção visual para defeitos de superfície.

Inspeção dimensional

· Meça os diâmetros interno e externo, a espessura da parede e o comprimento total para garantir que o tubo atenda às especificações.

· Use CMM (Máquina de Medição Coordenada) para análise dimensional precisa.

Testes mecânicos

· Execute testes de tração, testes de dureza (por exemplo, Rockwell ou Vickers) e testes de impacto para verificar as propriedades mecânicas.

· Verifique a microestrutura (usando metalografia) para garantir que a estrutura martensítica seja uniforme e que a têmpera tenha sido efetivamente feita.

8. inspeção final e entrega

· Inspecione o produto final para acabamento superficial, precisão dimensional e propriedades mecânicas.

· Etiquetar e preparar o produto para envio, garantindo que ele atenda às especificações do cliente e aos padrões da indústria.

Resumo dos parâmetros-chave para tubos de fundição centrífuga de aço inoxidável martensítico