El procés de selecció de materials i tractament tèrmic dels cargols d'alta resistència s'analitza completament

1. selecció de materials: doble adaptació de l'actuació i l'escena

El nucli decargol d'alta resistènciaEl rendiment rau en l'optimització cooperativa de la selecció de materials i el procés de tractament tèrmic.Les següents són les principals solucions de selecció de materials i els punts tècnics de la indústria:

1. Acer d'aliatge de carboni mitjà: la primera opció per a una alta resistència

o Grau típic: 42CrMo, 35CrMoA, 40Cr i altres materials amb alta templabilitat i capacitat d'equilibri entre resistència i tenacitat, es converteixen en l'elecció dels cargols de classe 10.9 i 12.9, especialment adequats per a energia eòlica, energia nuclear i altres escenaris de càrrega pesada.

o Requisits de trempabilitat: El material ha de garantir que més del 90% de la secció trempada sigui d'estructura martensítica, per evitar que l'estructura no martensítica del cor provoqui una disminució de la resistència.Per exemple, els cargols M48-M64 fets d'acer 42CrMoA poden complir l'índex de rendiment de 10,9 mitjançant un tremp a 840-860 ℃ i un reveniment a 540 ℃.

2. Acer d'aliatge baix en carboni: tant resistència com resistència a la fractura retardada

o significa material: 20MnTiB, 35VB, etc. són adequats per a cargols de classe 10.9 per sota de M24, i el seu baix contingut de fòsfor i l'alta puresa del límit de gra poden reduir el risc de fractura retardada.

3. Acer inoxidable: una solució per a entorns especials

o Acer inoxidable austenític (com ara 304, 316) amb resistència a la corrosió, àmpliament utilitzat en enginyeria marina i equips químics;L'acer inoxidable martensític (com el 410) es tempera per aconseguir uns requisits d'alta resistència.

4. Control de l'organització del material

o Pretractament de recuit d'esferodització: l'acer al carboni mitjà necessita un recuit isotèrmic a 700 ℃ per convertir la perlita en escates en una bola, millorar la plasticitat de la deformació en fred (taxa de deformació de fins al 60%-80%) i evitar l'esquerdament en fred.

2. procés de tractament tèrmic: equilibri precís entre resistència i tenacitat

El tractament tèrmic és l'enllaç principal per determinar el rendiment decargols, i és necessari aconseguir una millora integral de les propietats mecàniques mitjançant el procés de reveniment de "reveniment + reveniment".

1. Procés de recuit esferoiditzant

o Paràmetres del procés: l'acer al carboni mitjà es refreda lentament després d'escalfar-lo prop del punt crític (700 ℃);Recuit isotèrmic d'esferoidització d'acer d'aliatge de carboni mitjà (escalfament AC1+20-30 ℃, isotèrmic 700 ℃) per garantir la uniformitat de l'estructura.

2. Optimització del procés de refredament

o Control de temperatura: El rang de temperatura de refredament de l'acer d'aliatge de carboni mitjà és de 840-870 ℃, com ara l'acer 42CrMoA que utilitza un escalfament de 850-870 ℃ pot refinar el gra i millorar la profunditat de la capa de refredament.

o selecció del medi de refrigeració: el refredament per oli (L-AN10 ~ L-AN32) és la solució principal, tenint en compte la velocitat de refredament i el control de la deformació;Els cargols de grans especificacions (com ara M30 i superiors) es trempen amb una solució aquosa de PAG per evitar que es produeixin esquerdes.

3. Moderar la innovació del procés

o Adaptació de temperatura: la temperatura de reveniment de l'acer 42CrMo s'ha de controlar a 500-540 ℃, cosa que no només pot eliminar la tensió de refredament, sinó que també pot mantenir l'equilibri entre la resistència a la tracció (≥950MPa) i la contracció de la secció (≥44%).

Prevenció i control de la fragilitat: per a cargols de classe 12.9, s'utilitza refrigeració per aigua o refrigeració per oli per superar ràpidament la zona de fragilitat de reveniment de 370-560 ℃ per garantir que la tenacitat a l'impacte compleixi l'estàndard.

4. Proves i control de qualitat

o Indicadors clau: duresa (32-38HRC), resistència a la tracció (≥1040MPa), allargament després de la fractura (≥8%) i estructura metal·logràfica (sorbita temperada + traces de ferrita) s'han de comprovar estrictament.

o Evitació de defectes: eliminar la capa de polarització del fòsfor (font freda i fràgil) i la capa de descarburació (la principal causa de la duresa insuficient) i aconseguir una "oxidació zero" de la superfície mitjançant el control continu de l'atmosfera de protecció del forn de malla.

3. Punts problemàtics de la indústria i avenç en la localització

1. Coll d'ampolla tècnic

o Els cargols de classe 12.9 depenen de les importacions: a causa de la puresa insuficient del material (alt contingut de P, S) i del procés de reveniment inestable, els productes nacionals tenen una diferència en la tenacitat a l'impacte i la resistència a la fractura retardada en comparació amb els productes importats.

2. Progrés de la localització

o Gran avenç en els cargols amb especificacions grans: optimitzant la temperatura de tremp (850-870 ℃) i els paràmetres de reveniment (500 ℃ × 180 min) de l'acer 35CrMoA, empreses com Shuihui Jiangtianbao Industrial van aconseguir la producció en massa de cargols amb especificació 10.9 de M30-M36.

o Millora del procés: Introducció d'una línia de tractament tèrmic continu amb atmosfera controlada, regulació precisa de la profunditat de la capa de descarburació (≤0,02 mm) i millora de la consistència del producte.

4. tendència de futur: tracció a dues rodes intel·ligent i d'alt rendiment

Amb la millora dels requisits de rendiment dels cargols en el camp dels nous equips energètics i aeroespacial, la indústria està accelerant la seva evolució en dues direccions:

• Intel·ligència de processos: sistema de monitorització en temps real dels paràmetres del tractament tèrmic basat en la Internet de les coses per aconseguir un control precís del rang de fluctuació de duresa ≤2HRC;

• Materials d'alta gamma: el desenvolupament d'acer de baixa aliatge i alta resistència (com ara 40CrNiMoA), el treball d'impacte objectiu ≥60J (-40℃), per promoure la localització completa de 12,9 cargols.

Conclusió

La selecció de materials i el tractament tèrmic decargols d'alta resistènciaés la "tecnologia campiona oculta" en el camp de la fabricació de precisió, que requereix un disseny de processos científic i rigorós, però que també es basa en la innovació col·laborativa de tota la cadena de materials, equips i proves.Amb l'avenç continu de les empreses nacionals en el procés central, els "perns d'alta resistència" fabricats a la Xina passen de ser "utilitzables" a "fàcils d'utilitzar" i "duradors", proporcionant una garantia sòlida per a l'autonomia dels equips d'alta gamma.