Edelstahlgussteile, die aus verschiedenen Edelstahlmaterialien hergestellt werden, werden hauptsächlich für die Korrosionsbedingungen verschiedener Medien eingesetzt.
Bereits 1910, als der Cr-Gehalt im Stahl 12 % überstieg, wurde eine gute Korrosionsbeständigkeit und Oxidationsbeständigkeit festgestellt. Typischer Edelstahl enthält neben Cr12 % ein oder mehrere weitere Legierungselemente wie Ni, Mo, Cu, Nb, Ti und N2.
Gemäß der chemischen Zusammensetzung besteht Edelstahl aus Cr-Edelstahl und Cr- und Ni-Edelstahl. Die Korrosionsleistung von rostfreiem Stahl wird hauptsächlich durch den C-Gehalt und die Ausfällung von Karbiden beeinflusst. Daher ist der C-Gehalt von rostfreiem Stahl umso niedriger, je besser er ist, normalerweise beträgt C 0,08 % oder weniger. Die mechanische Leistung von hitzebeständigem Stahl bei hohen Temperaturen wird jedoch durch seine stabile Karbid-Ausscheidungsphase in der Organisation bestimmt, sodass der C-Gehalt von hitzebeständigem Stahl höher ist und der allgemeine Kohlenstoffgehalt über 0,20 % liegt.
Gemäß der Klassifizierung der metallografischen Struktur wird der Edelstahl in ferritischen Edelstahl, martensitischen Edelstahl, austenitischen Edelstahl und Doppelphasenstahl (ferritischer Edelstahl in austenitischer Matrix) unterteilt.
(1) Ferrit-Edelstahl
Chrom ist das Hauptlegierungselement, wobei der Cr-Anteil im Allgemeinen zwischen 13 % und 30 % liegt. Die Fähigkeit einer guten Oxidationsbeständigkeit und Luftoxidationsbeständigkeit bei hohen Temperaturen kann auch als hitzebeständiger Stahl genutzt werden. Diese Art von Stahl weist eine schlechte Schweißleistung auf. Der Chromgehalt beträgt mehr als 16 %, die Struktur im Gusszustand ist voluminös, bei 400-525 Grad und zwischen 550-700 Grad Wärmekonservierung entsteht über einen langen Zeitraum eine „475-Grad“-Sprödephase und die Sigma-Phase, die den Stahl spröde machen Sprödigkeit, kann auf über 475 Grad erhitzt werden und dann schnell, um die Kälte zu verbessern. Die Sprödigkeit der Sprödigkeit bei Raumtemperatur und die Wärmeeinflusszone nach dem Schweißen sind ebenfalls eines der Grundprobleme von ferritischem Edelstahl. Durch Vakuumraffinieren können Spurenelemente (wie Bor, seltene Erden und Kalzium) oder austenitische Bildungselemente (wie Ni, Mu, N, Cu usw.) verbessert werden. Um die mechanischen Eigenschaften der Schweißzone und der Wärmeeinflusszone zu verbessern, wird außerdem eine kleine Menge Ti und Nb zugesetzt, um das Kornwachstum in der Wärmeeinflusszone zu verhindern. Gewöhnlicher ferritischer Stahl hat ZGCr17 und ZGCr28. Der Stahl weist eine geringe Schlagzähigkeit auf und wird in vielen Fällen durch austenitischen Edelstahl mit hohem Nickelgehalt ersetzt. Ferritischer Stahl mit mehr als 2 % Ni und mehr als 0,15 % N weist eine gute Schlagzähigkeit auf.
(2) Martensit-Edelstahl
Martensitischer Edelstahl umfasst martensitischen Edelstahl und ausscheidungsgehärteten Edelstahl. Bei technischen Anwendungen stehen die mechanischen Eigenschaften im Vordergrund. Obwohl dieser Stahltyp eine gute Korrosionsbeständigkeit bei atmosphärischer Korrosion und mäßig korrosiven Medien (wie Wasser und bestimmten organischen Medien) aufweist, ist seine Korrosionsleistung oft kein Prüfgegenstand. Sein chemischer Zusammensetzungsbereich beträgt: Cr13 %- 17 %, Ni2 %- 6 %, C beträgt weniger als 0,06 %. Die Mikrostruktur des kohlenstoffarmen Plattenbandmartensits weist daher ausgezeichnete mechanische Eigenschaften auf, einen Festigkeitsindex, der mehr als doppelt so hoch ist wie der von austenitischem Edelstahl, und außerdem eine gute Prozessleistung, insbesondere die Schweißleistung. Daher nimmt es eine sehr wichtige Position in wichtigen technischen Anwendungen ein und ist ein wichtiger Zweig im Bereich des Edelstahlgusses.
(3) austenitischer Edelstahl
Austenitischer Edelstahl kann in vier Gruppen eingeteilt werden, nämlich die Cr-Ni-Reihe. Cr-Ni-Mo-, Cr-Ni-Cu- oder Cr-Ni-Cu-Serie. Cr-Mn-N- und Cr-Ni-Mn-N-Systeme. Cr-Ni wird durch das berühmte „18-8“ repräsentiert. Das Cr-Ni-Mo-, Cr Ni-Ni-, Cu-, Cr-Mo-Cu-System auf der Basis von Cr-Ni wird mit 2 bis 3 % Molybdän und Kupfer (oder beidem) versetzt, um die Beständigkeit gegen Sulfatkorrosion zu verbessern. Molybdän-Ferrit-Bildungselemente sorgen jedoch dafür, dass die Austenitisierung gewährleistet ist, und erhöhen den Molybdängehalt von Ni entsprechend. Cr-Mn-N ist eine Legierung, die Ni einspart. Wenn die Cr-Menge mehr als 15 % beträgt, kann das ideale Austenitgewebe allein nicht erhalten werden, und es müssen 0,2 bis 0,3 % des Stickstoffs hinzugefügt werden, und dem einzelnen Austenit müssen 0,35 % des Stickstoffs hinzugefügt werden. Aufgrund der übermäßigen Menge an N führt dies häufig dazu, dass das Gussstück Stoma und lockere Defekte erzeugt. Durch die Zugabe einer moderaten Menge an N und einer geringen Menge an Ni kann der einzelne Austenit erhalten werden, und es liegt ein Cr-Ni-Mn-N-System vor. Um den Austenit-Ferrit-Komplex zu erhalten, muss man natürlich nicht mehr N und Ni hinzufügen.
(4) austenitischer ferritischer Edelstahl
Die metallografische Struktur von Verbundstahl besteht normalerweise aus einem Ferrit mit 5 bis 40 %, um die Schweißeigenschaften der Legierung zu verbessern, die Festigkeit zu erhöhen und die Spannungskorrosionsbeständigkeit zu verbessern. Zum Beispiel hat Cr28%-Ni10%-C0,30% legierter Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt und hohem Chromgehalt eine gute Korrosionsbeständigkeit gegenüber Schwefelsäure und kann zum Guss verwendet werden. Der stahlkontrollierte ferritische Stahl mit hoher Festigkeit und guter Spannungskorrosionsbeständigkeit in Sulfat wird in der Ausrüstung der Erdölindustrie verwendet.
Der Produktionsprozess
Beim sogenannten Feingussverfahren werden einfach schmelzbare Materialien (z. B. Wachsmaterial oder Kunststoff) in ein Schmelzmodell (als „Einbettmodell“ oder „Einbettmassemodell“ bezeichnet) eingebracht, auf dem die mit mehreren Schichten maßgeschneiderter feuerfester Beschichtung überzogen wird, nach dem Trocknen und Aushärten eine ganze Schale entsteht, Dampf oder heißes Wasser aus der Schmelze im Schalenmodell wieder aufgenommen werden und dann die Schalen in den Sand gelegt werden, der Sand rundherum mit trockenem Sand gefüllt wird, um die Modellierung zu bilden, und schließlich hineingegossen werden Der Ofen wird nach dem Rösten bei hoher Temperatur verwendet (z. B. eine hochfeste Schale, die nicht modelliert werden muss und die Schale direkt nach dem Rösten freigibt), der Gusstyp oder die Schale nach dem Rösten und das Eingießen von geschmolzenem Metall.
Die Größe von Präzisionsfeingussteilen beträgt im Allgemeinen CT4-6 (Sandguss ist CT10 ~ 13, Druckguss ist CT5 ~ 7). Aufgrund der Komplexität des Feingussprozesses gibt es natürlich mehr Faktoren, die die Maßgenauigkeit von Gussteilen beeinflussen, wie z Die Konsistenz muss verbessert werden (bei mittlerer und hoher Temperatur muss die Größenkonsistenz des Wachsgusses erheblich verbessert werden).
Beim Pressen der Schmelzform ist die Oberflächengüte des Hohlraums hoch, sodass die Oberflächengüte hoch ist. Darüber hinaus besteht die Hülle aus einem speziellen Klebe- und Feuerfestmaterial aus feuerfesten Materialien, das aus einer feuerfesten Beschichtung besteht. Die Oberfläche des Hohlraums mit direktem Kontakt mit geschmolzenem Metall ist hoch. Daher ist die Oberflächengüte des geschmolzenen Formgussteils höher als die von gewöhnlichen Gussteilen, die im Allgemeinen Ra.1,6 bis 3,2 µm erreichen kann.
