Effettu di Trapanu è Nichel nantu à a Resistenza à i Danni Termichi di 4Cr5Mo2V Die Casting Steel Steel

4Cr5 Mo2V hè un azzaru di pressofusione cumunemente adupratu. In u prucessu di lega d'aluminiu pressofusione, per via di l'erosione è l'aderenza di l'aluminiu fusu, a muffa subirà danni termichi, cum'è fatica termica è perdita termica di fusione, risultendu in una diminuzione di a so durezza è ancu fallimentu prematuru.

Per studià se u nichel o a siccità ponu migliurà a resistenza à i danni termichi di i stampi di pressofusione in lega d'aluminiu, sò stati preparati blocchi di prova in acciaio 4Cr5 Mo2V è 4Cr5Mo2V chì cuntenenu 1% Ni è 1% Co (frazzione di massa), è sò stati incrustati dopu spegne è temperà. In a matrice fissa di u stampu di pressofusione, a lega d'aluminiu ADC12 cù una temperatura di 800 ℃ hè stata successivamente pressofusa 200 à 1,000 volte, è a macroformulugia è a durezza superficiale di u bloccu di prova sò state esaminate.

I risultati mostranu chì dopu a lega di alluminiu pressofusata 1,000 volte, u bloccu di prova in acciaio 4Cr5Mo2V aderì à l'aluminiu u più severu è hà pruduttu assai poche crepe net-like; u bloccu di prova in acciaio chì cuntene Ni ligeramente aderitu à l'aluminiu, è u bloccu di prova in acciaio Co-cuntenente aderitu à l'aluminiu u minimu, indicendu chì u cuntenutu di 1% Co 4Cr5Mo2V steel hà a migliore resistenza à i danni termichi à e leghe d'aluminiu pressofuso. Inoltre, paragunatu cù a durezza prima di a lega d'aluminiu pressofusione, dopu à 1,000 volte pressofusione, a durezza superficiale di l'acciaio 4Cr5Mo2V, esemplari d'acciaio 4Cr5Mo2V chì cuntenenu nichel è seccu diminuitu di 2.8, 1.8 è 1.4 HRC, vale à dì, parechje leghe d'aluminiu pressofusione. L'effettu avversu nantu à a durezza superficiale di l'azzaru 4Cr5Mo2V chì cuntene nichel è seccu hè menu cà quellu di l'azzaru 4Cr5Mo2V, chì hè legatu à l'effettu di rinfurzamentu di a suluzione solida di Co è Ni, chì hè benefiziu per migliurà a resistenza à l'erosione di l'aluminiu liquidu di a muffa è rende a mufra menu suscettibile à i danni termichi.

A pressofusione in lega d'aluminiu hè un prucessu cumplessu di alta temperatura è alta pressione. Ci sò parechji fattori chì influenzanu u dannu termicu (cumpresa a fatica termica è a perdita termica) e prestazioni di stampi in pressofusione in lega d'aluminiu. À mezu à elli, a cumpusizione di l'acciaiu à caldo à travagliu hè particularmente impurtante.

In circustanze nurmali, u fiascu di a pressofusione morire per via di a crepa è di a deformazione plastica pò esse evitata. U cracking di muffa hè di solitu causatu da una sovraccarica meccanica accidentale o da una sovraccarica termica, dendu à una forte concentrazione di stress. A fessurazione termica precoce è a perdita di saldatura (danni termichi superficiali) di stampi pressofusivi sò i principali modi di fallimentu, è i dui si affettanu spessu. L'acciaiu 4Cr5Mo2V hè un travagliu di caldu largamente adupratu in acciaio, cù una bona resistenza à l'usura è resistenza à a deformazione plastica. Trapanu è nickel sò cumunemente elementi di alleazione usati, chì ponu aumentà efficacemente a forza è a durezza di l'acciaiu, è anu un certu effettu nant'à a resistenza à i danni termichi. Dunque, l'azzaru 4Cr5Mo2V, 4Cr5Mo2V chì cuntenenu 1% Ni è 1% Co (frazzione di massa, listessa quì sottu) sò studiati. A resistenza di l'acciaiu à i danni di l'aluminiu fusu hè di grande impurtanza per guidà a produzzione attuale.

Tuttavia, a maiò parte di i metudi per studià i danni termichi di l'acciaiu di pressofusione prima di a bocca sò per simulare u riscaldamentu è u raffreddamentu. U campionu di l'acciaiu stampatu ùn cuntatta micca direttamente l'aluminiu fusu, è ùn implica micca l'effettu scouring di l'aluminiu fuso, cume u riscaldamentu à induzione diretta di u campionu d'acciaiu stampatu. -A. In questu documentu, i blocchi di prova di l'acciaiu di muffa à trè cumpunenti sò stati preparati è inseriti in u stampu di pressofusione per effettuà u test di pressofusione di lega d'aluminiu ADC12. Rendimentu di danni di l'aluminiu fusu.

1. Prove Materiali è Metodi

1.1 Materiali di prova

A cumpusizione chimica di l'acciaiu 4Cr5Mo2V, di l'acciaiu 4Cr5Mo2V chì cuntene 1% Ni (in seguitu chjamatu 4Cr5Mo2V + Ni azzaru) è di l'azzaru 4Cr5 Mo2V chì cuntene 1% Co (in seguitu chjamatu 4Cr5Mo2V + Co azzaru) sò riprisentate in Tabella 1. A prova hè stata cast cù ADC12 A cumpusizione chimica di a lega d'aluminiu hè mostrata in a Tabella 2.

1.2 Metudu di Test

L'acciaiu 4Cr5Mo2V anneritu, l'azzaru 4Cr5Mo2V + Ni è l'azzaru 4Cr5Mo2V + Co sò stati trasfurmati in blocchi di prova cum'è mostratu in a Figura 1. Dopu à u spechju à u vacuum, sò stati temperati duie volte, cù una durezza di circa 47 HRC, è finamente macinati per caccià a scala d'ossidu.

U numeru di gruppu di u bloccu di prova hè incrustatu in a scanalatura di u muffu fissu, è a cavità di a lega di alluminiu pressofusata hè posta in u muffa mobile, cum'è mostratu in a Figura 2. Una macchina di pressofusione in camera fredda orizzontale da 500 t è un stampu autodisignatu sò stati aduprati per u test di pressofusione di u fogliu di lega d'aluminiu ADC12, è a lega d'aluminiu hè stata riutilizzata. A temperatura di l'aluminiu fusu hè più altu, 800 ° C, per accelerà u test (in generale, a temperatura di pressofusione di a lega d'aluminiu ADC12 hè (650 120) ° C). Postu chì a temperatura di l'aluminiu fusu hè di 800 ℃, chì ùn ghjunghje micca à u puntu di fusione di u compostu intermetallicu Fe-A1, u cumpostu resultante esisterà in l'aluminiu fuso cum'è impurità dopu a caduta. L'usu ripetutu di l'aluminiu fusu pruvucarà ancu l'aumentu di impurità è rinfurzerà l'aluminiu. L'effettu di raschimentu di u liquidu, accelerendu cusì u test.

Dopu à u test di pressofusione, un microscopiu stereo hè statu adupratu per osservà u fenomenu di adesione di l'aluminiu nantu à a superficia di u bloccu di prova; un microscopiu ultra prufundità di campu hè statu adupratu per osservà ulteriormente u gradu di aderenza di l'aluminiu è s'ellu ci era crepe nantu à a superficia di u bloccu di prova.

2.Risultati è Analisi di Test

2. 1 Morfologia superficiale di u bloccu di prova

2.1.1 Alluminiu appiccicatu di superficie

A Figura 3 mostra a morfologia superficiale di i trè blocchi di prova in acciaio senza pressofusione è dopu 600,1000 volte di pressofusione. Si pò vede da a Figura 3 (b, e, h) chì dopu à 600 volte di pressofusione, u bloccu di prova in acciaio 4Cr5Mo2V hà u più seriu appiccicatu d'aluminiu.

U bloccu di prova in acciaio 4Cr5Mo2V + Co si attacca à u minimu alluminiu. A Figura 3 (c, f, i) mostra chì l'adesione di l'aluminiu à a superficia di i trè blocchi di prova hè aumentata dopu à 1,000 volte di pressofusione. A superficia di u bloccu di prova in acciaio 4Cr5Mo2V hà una adesione evidente di alluminiu, mentre chì l'altri dui blocchi di prova anu una leggera adesione di alluminiu. U test di l'azzaru 4Cr5Mo2V + Co U pezzu d'aluminiu hè u minimu è uniforme, indicendu chì l'azzaru 4Cr5Mo2V chì cuntene diamanti hà a migliore resistenza à i danni di l'aluminiu liquidu, mentre chì l'azzaru 4Cr5Mo2V hè u peghju. L'aghjunta di elementi di trapano è nichel hè benefica per stabilizà a durezza à alta temperatura di l'acciaiu 9-10, è a superficia ùn hè micca faciule da "ammorbidisce" durante u cuntattu ripetutu cù l'aluminiu fusu, cusì hè megliu a resistenza à l'erosione di l'aluminiu liquidu, è l'aderenza di l'aluminiu hè chjucu. Durante u test di pressofusione, l'aluminiu fusu entra in a cavità per cuntattà u bloccu di prova, è a struttura irregulare di u bloccu di prova, a zona di difetti di lavorazione è altre zone lucali si attaccanu leggermente à l'aluminiu. L'aluminiu in a zona ligata à l'aluminiu reagisce cù l'azzaru per furmà Fe.} Un compostu intermediu fragile, chì serà rottu è sbuchjatu sottu à u raschimentu di u liquidu d'aluminiu ad alta pressione, resultendu in pozzi nantu à a superficia di u muffa, è ancu di più incollatura seria di alluminiu sottu à u raschimentu di u liquidu di l'aluminiu.

2.1.2 Crepe di superficia

A Figura 4 mostra a super prufundità di a morfologia di u campu di l'azzaru 4Cr5Mo2V, di l'azzaru 4Cr5Mo2V + Ni è di l'azzaru 4Cr5Mo2V + Co dopu 1,000 volte di pressofusione. Si pò vede da a Fig. 4 (a) chì ci hè un picculu numeru di micro-crepe distribuite in una forma guasi netta nantu à a superficia di u bloccu di prova in acciaio 4 Cry Mot V. L'aluminiu aderitu è ​​l'aluminiu fusu reagiscenu cù l'azzaru per furmà Fe.} Al cumposti. U coefficiente di espansione termica di Fe.} Al hè diversu da quellu di a matrice, risultendu in una quantità assai chjuca di microcracke in l'aluminiu aderitu è ​​Fe.} Al è i cumposti. L'effettu di raschiatura di l'aluminiu fusu face chì e microfessure si propaganu, è l'aluminiu fuso penetra in a crepa è reagisce ancu cù a matrice per furmà composti Fe 2 Al. In u successivu prucessu ripetitu di pressofusione, u Fe.} Al cumposti nantu à a superficia di u bloccu di prova si sbuchjanu per furmà fossi. Dopu a pulitura è a pulizia ultrasonica, a superficia di u bloccu di prova pareva simile à e caratteristiche di rasatura di u liquidu in alluminiu simile à a rete. A Figura 4 (b, c) mostra chì ùn ci sò micca crepe in i blocchi di prova in acciaio 4Cr5Mo2V + Co è in acciaio 4Cr5Mo2V + Ni, indicendu chì l'addizione di 1% trapana o molibdenu pò micca solu riduce l'aderenza superficiale di l'aluminiu, ma ancu riduce a tendenza di cracking di u muffa è migliurà a resistenza di l'aluminiu Prestazioni di danni à liquidu. L'aghjunta di elementi chì formanu nichel è diamanti senza carburu pò migliurà a durezza à alta temperatura di u stampu, è u diamante pò ancu prumove a dispersione è a precipitazione di u carburu di molibdenu durante u prucessu di tempering, è migliurà l'effettu di indurimentu di a precipitazione 'z-} 3. A ricerca di Ling Qian et al. hà dimustratu chì l'aggiunta di elementi stabilizzanti d'austenite à l'acciaiu pressu à pressofusione pò riduce a concentrazione di stress. Sia u trapanu sia u nichel sò elementi chì espandenu a zona d'austenita, dunque l'azzaru 4Cr5Mo2V + Ni è l'azzaru 4Cr5Mo2V + Co in superficie ùn sò micca propensi à crepe.

L'aluminiu fusu in u prucessu propiu di pressofusione hè assai forte contr'à a muffa. Sicondu u schema di fase Fe-A1, i cumposti intermetallici Fe-Al furmati da a reazione di l'acciau è di l'aluminiu fusu sò principalmente FeAlz, Fez A15, FeA13, etc., chì sò fragili. staccassi da a matrice è entre in l'aluminiu fusu sottu à u raschiatura di l'aluminiu fusu, lascendu fossi nantu à a superficia di u stampu. A cumbinazione di una parte di a lega di alluminiu è di i pozzi di muffa hè relativamente forte è ùn cade micca, è forma ulteriormente composti Fe A1. L'aluminiu, Fe.} Al è i cumposti chì ci aderiscenu sò propensi à microfessure durante u raffreddamentu. U fogliu di pressofusione hà menu alluminiu liquidu, cusì si solidifica più veloce, è a reazione trà u muffa è l'aluminiu liquidu hè più lenta. Dunque, a superficia di u bloccu di prova hà menu pozzi per via di a reazione di Fe è Al, è l'aluminiu più appiccicatu hè pruduttu da l'erosione di u liquidu d'aluminiu.

2. 2 Durezza superficiale

A Tabella 3 hè u valore mediu di a durezza di a superficia di i trè blocchi di prova in acciaio à pressu dopu à diversi tempi di pressofusione. I dati in a Tabella 3 mostranu chì a durezza di a superficie di i trè tippi di blocchi di prova diminuisce leggermente. Cume u numeru di stampi di pressofusione cresce, hè equivalente à una tempera ripetuta di u bloccu di prova, cusì a durezza diminuisce. Dopu à 1,000 volte di pressofusione, a durezza di u bloccu di prova in acciaio 4Cr5Mo2V + Co hà a minima diminuzione, chì hè 1.4 HRC; u bloccu di prova in acciaio 4Cr5Mo2V hà a diminuzione più evidente.

Ovviamente, hè calatu da 2. 8 HRC; a durezza superficiale di u bloccu di prova in acciaio 4Cr5Mo2V + Ni hè calata di 1. 8 HRC. A durezza di a muffa stabile hè benefica per riduce u collu d'aluminiu, vale à dì, hè benefica per resistere à i danni termichi di pressofusione.

Dopu una longa tempiratura di l'azzaru stampatu, a martensita si decompone è i carburi secondarii diventanu più grossi, resultendu in una diminuzione di a durezza superficiale. Sia u trapanu sia u nichel sò elementi chì formanu non carburi, chì ponu rimpiazzà l'atomi di Fe per fà chì a suluzione solida in acciaio rinforzi '5 à' 8, affinchì a muffa abbia una forza à alta temperatura più alta è mantene una durezza più alta dopu un riscaldamentu è un raffreddamentu rapidi ripetuti. L'Associazione China Die Casting hà studiatu a distribuzione di l'elementi in l'acciaiu Cr-Mo-V-Ni calatu è temperatu, è hà trovu chì durante u prucessu di tempering, l'elementi Ni saranu arricchiti intornu à i carburi, ostaculendu cusì l'atomi di carbonu in a ferrita intornu i carburi A diffusione cuntinua di i carburi aumenta l'energia di attivazione di u carbusgiu grossu, impedisce a crescita di carburi, riducendu cusì a calata di durezza di l'azzaru 4Cr5Mo2V chì cuntene nichel, è migliurà a so resistenza à i danni di l'aluminiu fusu.

L'Associazione China Die Casting hà studiatu a stabilità termica è i cambiamenti di microstrutture di l'acciaiu stampatu cù 1% Ni è senza Ni, è hà trovu chì in a fase successiva di u test di stabilità termica, u nichel rallenterà a durezza di l'acciau stampatu, facendu cusì l'azzaru megliu stabile termicamente Sessu. A perforazione hè un elementu chì allarga a zona di fase d'austenita. L'aggiunta di un trapano à l'acciaio 4Cr5Mo2V pò prumove a dissoluzione di carburi durante u prucessu di austenitizazione, aumentà u cuntenutu di carbonu di l'austenite, è aumentà a stabilità di l'austenite, aumentendu cusì l'austenite ritenuta A quantità di tensite è a durezza di a martensite, è u trapanu pò ancu prumove a dispersione è a precipitazione di u carburu di molibdenu durante u prucessu di tempering, è migliurà l'effettu di indurimentu di a precipitazione z'-1.

L'effettu di rinfurzamentu di u nichel è di a trapana nantu à a matrice face chì u bloccu di prova in acciaio muore abbia sempre una durezza superficiale più elevata dopu à u ripetitu lavu di l'aluminiu fusu, in modu chì sia più resistente à l'erosione, chì hè benefica per migliorà a resistenza di u bloccu di prova. à i danni di l'aluminiu fusu. A durezza superficiale di u bloccu di prova è u gradu di adesione di l'aluminiu mostranu ancu (vede Figura 3, Tabella 3): U bloccu di prova in acciaio foratu 4Cr5 Mo2V hà u minimu pozzi di superficie è adesione di alluminiu dopu à 1,000 volte di pressofusione, vale à dì, a resistenza à i danni à u liquidu di l'aluminiu hè u megliu. Dunque, l'effettu di rinfurzamentu di l'aggiunta di 1% Co à l'acciau hè più grande di l'aggiunta di 1% Ni, entrambi chì conducenu à migliorà e prestazioni di dannu anti-alluminiu di l'acciaiu muore.

3.Conclusion

• Dopu à a lega d'aluminiu di pressofusione 1 volte, u campionu d'acciaiu 000Cr4 Mo5V cù trapana attacca u minimu alluminiu, è u campionu d'acciaiu 2Cr4Mo5V attacca u più alluminiu, vale à dì, l'acciaiu 2Cr4 Mo5V cun trapanu hà a migliore resistenza à i danni termichi.
• Dopu à a lega d'aluminiu pressu à pressu 1,000 volte, a durezza superficiale di l'azzaru 4Cr5Mo2V, di l'azzaru 4Cr5Mo2V + Ni è di l'azzaru 4Cr5Mo2V + Co diminuite di 2.8, 1.8 è 1.4 HRC, vale à dì, l'addizione di nichel o trapana pò migliurà significativamente a resistenza à i danni termichi di 4Cr5Mo2V pressofusione in acciaio.

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