Le processus de fabrication de tube de coulée centrifuge en acier inoxydable Martensite

La fabrication de tubes de coulée centrifuges en acier inoxydable martensitique nécessite un contrôle minutieux de la sélection des matériaux, des paramètres de coulée et des traitements thermiques après la coulée. L'acier inoxydable martensitique est connu pour sa haute résistance, sa dureté et sa résistance à l'usure, mais il est plus sensible aux contraintes thermiques et aux fissures pendant la coulée. Vous trouverez ci-dessous un processus suggéré pour la fabrication de tubes de coulée centrifuges en acier inoxydable martensitique de haute qualité:

1. Sélection du matériel

Composition d'alliage

· Acier inoxydable martensitique (par exemple, AISI 410, 420, 440C):

Teneur élevée en carbone (généralement 0.08% à 1.2%) pour la dureté.

Chrome (12-18%) pour la résistance à la corrosion.

Faibles niveaux de nickel et de molybdène.

· Considérations:

Choisissez un alliage martensitique avec la composition appropriée en fonction des propriétés mécaniques souhaitées (par exemple, la dureté, la ténacité ou la résistance à l'usure).

Assurez-vous que l'alliage est adapté à la coulée centrifuge, en particulier sa fluidité et son comportement de retrait pendant le refroidissement.

2. Préparation du moule

Conception de moule

· Matériau: Utilisez des moules fabriqués à partir de matériaux de haute qualité et résistants à la chaleur tels que la fonte ou l'acier.

· Revêtements: Appliquez un revêtement réfractaire ou céramique sur le moule pour assurer un écoulement régulier du métal, réduire le collage et minimiser les chocs thermiques.

· Préchauffage: Préchauffez le moule pour éviter les chocs thermiques lorsque le métal fondu est versé. Pour les aciers inoxydables martensitiques, le préchauffage à environ 200-300 ° C est typique.

Forme de moule

· S'assurer que la conception du moule s'adapte aux différences de diamètre dans le tube de coulée (si nécessaire).

· Concevoir le moule avec des transitions lisses de diamètre pour éviter les zones de fortes contraintes pouvant entraîner des fissures.

3. fusion et coulage

La fusion de l'alliage

· Type de four: Utilisez un four à induction ou un four à arc électrique pour faire fondre l'acier inoxydable martensitique.

· Contrôle de la température: La température de fusion de l'acier inoxydable martensitique est généralement comprise entre 1600 ° C et 1700 ° C, selon l'alliage.

· Dégazage: effectuer un dégazage pour éliminer les gaz dissous (par exemple, l'hydrogène et l'azote), ce qui peut entraîner des défauts tels que la porosité.

· Alliage: Vérifiez la composition chimique à l'aide de la spectrométrie pour vous assurer qu'elle répond aux spécifications souhaitées.

Processus de coulée

· Versez soigneusement le métal fondu dans le moule rotatif pour éviter les turbulences.

· Température de versement: Maintenir une température de versement comprise entre 1550 ° C et 1600 ° C pour obtenir une fluidité adéquate et minimiser les défauts de retrait.

· Rotation du moule: Contrôlez la vitesse de rotation du moule pour optimiser la force centrifuge pour une distribution uniforme du métal fondu.

4. processus de coulée centrifuge

Vitesse de rotation du moule

· Ajustez la vitesse de rotation en fonction du diamètre et de la longueur du tube:

Des vitesses de rotation plus élevées pour des tubes de plus petit diamètre afin d'assurer une épaisseur de paroi uniforme.

Des vitesses de rotation plus faibles pour des diamètres plus grands, assurant un remplissage adéquat et un risque réduit de défauts.

· Plage de vitesse typique: 50 à 200 tr/min, selon les dimensions du tube et les exigences de coulée.

Distribution de métal

· La force centrifuge générée par la rotation du moule poussera le métal fondu vers l'extérieur, formant d'abord les parois extérieures du tube. Les zones les plus denses se solidifieront en premier (la paroi extérieure), tandis que le noyau interne se solidifiera en dernier.

· Assurez-vous que le tube de coulée a une épaisseur uniforme partout.

Refroidissement

· Refroidissement contrôlé: Refroidissez progressivement la pièce moulée pour éviter les chocs thermiques et les fissures. Un refroidissement rapide peut entraîner une microfissuration dans les aciers inoxydables martensitiques.

· Utilisez l'eau contrôlée ou le refroidissement par air à l'extérieur le long des parois du moule pour réguler le taux de refroidissement.

· Permettre une vitesse de refroidissement lente pour les sections à paroi plus épaisse afin de réduire les contraintes internes.

5. Traitement thermique post-coulée

Recuit de soulagement du stress

· Objectif: soulager les contraintes résiduelles du processus de coulée pour éviter la distorsion et la fissuration.

· Processus:

Chauffer la coulée à 600-650 ° C et la maintenir à cette température pendant quelques heures.

Refroidissez lentement la coulée à température ambiante.

Cette étape aide à réduire les contraintes internes créées pendant le processus de coulée centrifuge.

Durcissement (Formation Martensite)

· Objectif: atteindre la dureté et les propriétés mécaniques souhaitées en transformant la microstructure en martensite.

· Processus:

Chauffer la coulée à 900-1000 °C.

Refroidissez rapidement (trempez) dans de l'eau ou de l'huile pour former la structure martensitique.

Remarque: la vitesse de refroidissement doit être contrôlée pour éviter les fissures, en particulier pour les tubes à paroi plus épaisse.

Trempage

· Objectif: TO réduire la fragilité et obtenir la combinaison requise de dureté et de ténacité.

· Processus:

Après trempe, tempérez la coulée en la chauffant à 150-600 ° C, en fonction de la dureté requise.

Maintenir à la température cible pendant 1-2 heures, puis laisser refroidir à température ambiante.

Le processus de trempe modifiera la dureté et améliorera la ténacité tout en maintenant une bonne résistance à l'usure.

6. usinage et finissage

· Objectif: atteindre des tolérances dimensionnelles précises et des finitions de surface lisses.

· Étapes:

1. Machine les diamètres extérieur et intérieur en utilisant des tours CNC.

2. Assurez-vous que la concentricité est maintenue entre les deux extrémités (si les diamètres diffèrent).

3. Terminez le tube par meulage ou polissage pour éliminer les défauts de surface ou l'oxydation.

7. contrôle de qualité et inspection

Essais non destructifs (CND)

· Utiliser des tests par ultrasons ou radiographie pour vérifier les défauts internes, tels que la porosité ou les fissures, qui peuvent résulter d'un refroidissement incorrect ou de problèmes de métaux fondus.

· Effectuer une inspection visuelle pour les défauts de surface.

Inspection dimensionnelle

· Mesurez les diamètres intérieur et extérieur, l'épaisseur de la paroi et la longueur totale pour vous assurer que le tube répond aux spécifications.

· Utilisez CMM (Coordinate Measuring Machine) pour une analyse dimensionnelle précise.

Essais mécaniques

· Effectuer des tests de traction, des tests de dureté (par exemple, Rockwell ou Vickers) et des tests d'impact pour vérifier les propriétés mécaniques.

· Vérifier la microstructure (en utilisant la métallographie) pour s'assurer que la structure martensitique est uniforme et que le revenu a été effectué efficacement.

8. Inspection finale et livraison

· Inspectez le produit final pour la finition de surface, la précision dimensionnelle et les propriétés mécaniques.

· Étiqueter et préparer le produit pour l'expédition, en veillant à ce qu'il soit conforme aux spécifications du client et aux normes de l'industrie.

Résumé des paramètres clés pour les tubes de coulée centrifuges martensitiques d'acier inoxydable