Làm thế nào để tối ưu hóa cấu trúc vi mô của việc đúc khung thép chịu nhiệt thông qua quá trình xử lý nhiệt?

Tối ưu hóa cấu trúc vi mô của Đóng khung khung thép chịu nhiệt Để cải thiện khả năng chống leo và kháng oxy hóa là một trong những mục tiêu cốt lõi của quá trình xử lý nhiệt. Sau đây là các phương pháp và nguyên tắc cụ thể để đạt được mục tiêu này thông qua quá trình xử lý nhiệt:

Đóng khay bằng thép chống nhiệt

1. Điều trị giải pháp
Xử lý giải pháp là một quá trình trong đó hợp kim được làm nóng đến nhiệt độ cao và được duy trì trong một khoảng thời gian để hòa tan hoàn toàn các yếu tố hợp kim trong ma trận, và sau đó được làm mát nhanh chóng để có được dung dịch rắn siêu bão hòa.
Chức năng:
Tinh chỉnh các hạt và cải thiện sức mạnh và độ dẻo dai của vật liệu.
Loại bỏ ứng suất dư trong đúc và giảm nguy cơ vết nứt nhiệt.
Cung cấp một cơ sở tổ chức thống nhất cho điều trị lão hóa tiếp theo.
Quy trình tham số:
Nhiệt độ gia nhiệt thường nằm trong khoảng từ 1000 đến 1150, và nhiệt độ riêng phụ thuộc vào thành phần của thép chịu nhiệt.
Thời gian giữ được xác định theo kích thước và hình dạng của đúc, thường là 1 đến 4 giờ.
Phương pháp làm mát thường sử dụng làm mát nước hoặc làm mát không khí, và làm mát nước có thể thu được các hạt mịn hơn.

2. Lượng mưa cứng
Điều trị lão hóa là làm nóng hợp kim đã trải qua điều trị dung dịch rắn đến nhiệt độ thấp hơn và giữ nó trong một khoảng thời gian, do đó các yếu tố hợp kim kết tủa tạo thành một pha phân tán, do đó cải thiện sức mạnh và độ cứng của vật liệu.
Chức năng:
Bằng cách kết tủa các pha phân tán (như cacbua, nitrid hoặc các hợp chất intermetallic), chuyển động trật khớp bị cản trở và khả năng chống leo được cải thiện.
Ổn định ranh giới hạt và giảm tốc độ oxy hóa nhiệt độ cao.
Quy trình tham số:
Nhiệt độ lão hóa thường là 550 ~ 750, và nhiệt độ cụ thể phụ thuộc vào thành phần hợp kim và loại pha kết tủa.
Thời gian giữ thường là 2 ~ 10 giờ và thời gian cụ thể cần được xác định bằng thí nghiệm.
Phương pháp làm mát thường là làm mát không khí hoặc làm mát lò.

3. Nhiệt độ cao ủ
Nhiệt độ nhiệt độ cao là làm nóng việc đúc đến nhiệt độ cao hơn và giữ cho nó trong một khoảng thời gian để cải thiện độ bền và khả năng chống nứt của vật liệu trong khi vẫn duy trì một sức mạnh nhất định.
Chức năng:
Giảm căng thẳng dập tắt và cải thiện độ bền của vật liệu.
Bằng cách kết tủa một pha thứ hai ổn định, cường độ nhiệt độ cao và điện trở oxy hóa của vật liệu được cải thiện.
Quy trình tham số:
Nhiệt độ ủ thường nằm trong khoảng từ 600 đến 700.
Thời gian giữ được xác định theo kích thước và hình dạng của đúc, thường là 2 đến 6 giờ.
Phương pháp làm mát là làm mát không khí hoặc làm mát lò.

4. Công nghệ xử lý bề mặt và lớp phủ
Ngoài việc tối ưu hóa cấu trúc vi mô bên trong, xử lý bề mặt và công nghệ lớp phủ cũng có thể cải thiện đáng kể khả năng chống oxy hóa của các vật đúc khung thép chịu nhiệt.
Điều trị phim oxit:
Bằng cách kiểm soát các điều kiện oxy hóa (như nhiệt độ và khí quyển), một màng oxit dày đặc (như al₂o₃ hoặc cr₂o₃) được hình thành trên bề mặt đúc để ngăn chặn quá trình oxy hóa.
Công nghệ phủ:
Áp dụng lớp phủ kháng oxy hóa nhiệt độ cao (như lớp phủ mcraly, trong đó m là Ni, CO hoặc Fe).
Lớp phủ có thể được điều chế bằng các quá trình như lắng đọng hơi vật lý (PVD) hoặc lắng đọng hơi hóa học (CVD), giúp cải thiện đáng kể khả năng chống oxy hóa của đúc.

5. Mô phỏng và tối ưu hóa
Trong các ứng dụng thực tế, các thông số quá trình xử lý nhiệt có thể được tối ưu hóa để đảm bảo tính đồng nhất của cấu trúc vi mô và tính ổn định của hiệu suất bằng cách kết hợp phần mềm mô phỏng (như phân tích phần tử hữu hạn) và xác minh thử nghiệm.
Phân tích mô phỏng:
Sử dụng phần mềm mô phỏng xử lý nhiệt để dự đoán các thay đổi cấu trúc vi mô theo các tham số quy trình khác nhau.
Tối ưu hóa các đường cong sưởi ấm và làm mát để có được tổ chức và hiệu suất lý tưởng.
Xác minh thử nghiệm:
Xác minh kết quả mô phỏng thông qua phân tích kim loại, kiểm tra tính chất cơ học và kiểm tra hiệu suất chống oxy hóa.
Điều chỉnh các thông số quá trình xử lý nhiệt theo phản hồi thử nghiệm.

6. Các biện pháp phòng ngừa trong các ứng dụng thực tế
Kiểm soát thành phần: Thành phần của thép chịu nhiệt là rất quan trọng đối với hiệu ứng xử lý nhiệt và nội dung của các yếu tố hợp kim cần được kiểm soát nghiêm ngặt.
Tính ổn định của quá trình: Quá trình xử lý nhiệt cần ổn định để tránh biến động nhiệt độ và không đủ thời gian giữ.
Kiểm tra chất lượng: Thường xuyên tiến hành kiểm tra cấu trúc vi mô (như phân tích kim loại) và kiểm tra hiệu suất (như kiểm tra độ bền kéo, kiểm tra creep) để đảm bảo hiệu quả xử lý nhiệt.