Плавка и контроль легирования (предотвращение межкристаллитной коррозии)
Строгий контроль химического состава: аустенитная нержавеющая сталь очень чувствительна к содержанию хрома (Cr) и никеля (Ni). В процессе литья хром склонен к выгоранию из-за высоких температур, что требует точной корректировки перед заливкой.
Контроль содержания кремния: умеренное увеличение содержания кремния может улучшить текучесть расплавленной стали, что имеет решающее значение для рабочих колес сложной формы. Однако чрезмерное его содержание может привести к хрупкости при высоких температурах.
Раскисление и рафинирование: Аустенитная нержавеющая сталь очень склонна к поглощению газов, поэтому крайне важно обеспечить сухость футеровки печи и использовать высококачественные рафинирующие агенты, чтобы предотвратить образование сотовых газовых пор внутри отливок.
2. Особые сложности в процессах литья
Линейная усадка значительна: скорость линейной усадки аустенитной стали (приблизительно 2,0%–2,5%) намного выше, чем у обычной углеродистой стали.
Последствия: Если не оставить достаточный припуск на усадку, размеры отливки неизбежно превысят допуск; и в процессе охлаждения высока вероятность образования трещин.
Меры противодействия: В процессе изготовления модели необходимо увеличить коэффициент усадки. Кроме того, для предотвращения растрескивания следует добавить технологические ребра по углам отливки, которые затем удаляются после выбивания.
Низкая текучесть (затрудненное наполнение): Аустенитная нержавеющая сталь обладает высокой вязкостью и худшей текучестью по сравнению с углеродистой сталью.
Контрмера:
Повысьте температуру заливки: обычно на 20-50°C выше, чем у углеродистой стали.
Скорость наливания должна быть высокой: придерживайтесь принципа быстрого наливания, чтобы предотвратить внезапное прекращение подачи материала в процессе.
Система тонкой вентиляции: песчаная форма должна обладать хорошей проницаемостью. Рекомендуется использовать смоляной песок и избегать обычного глинистого песка, поскольку аустенитная сталь очень склонна к образованию микропор во влажном песке.
3. Термическая обработка (термическая обработка аустенитных отливок)
Аустенитные отливки после литья должны подвергаться термической обработке и не могут быть использованы напрямую.
Обработка раствором (1050°C - 1150°C):
Цель: Устранить литейные напряжения, обеспечить равномерное распределение легирующих элементов и, что наиболее важно, растворить карбиды путем твердорастворного осаждения углерода в аустенитной матрице, тем самым достигнув оптимальной коррозионной стойкости и механических свойств.
Охлаждение: Быстрое охлаждение водой имеет важное значение. Если скорость охлаждения слишком низкая, могут образоваться карбиды, что приведет к потере коррозионной стойкости нержавеющей стали и даже к сильной межкристаллитной коррозии.
4. Типичные точки "crash"
Адгезия песка и шероховатость: расплав аустенитной стали проявляет сильную химическую эрозию на песчаных формах при высоких температурах.
Решение: Покрытие должно быть выполнено из высококачественного порошка циркония или на основе магния. Обычные покрытия из кварцевого порошка склонны к прилипанию к поверхности из-за реакции при литье нержавеющей стали, что делает невозможным эффективную очистку.
Горячее растрескивание: Аустенитная сталь демонстрирует крайне низкую прочность и сильную усадку на поздней стадии затвердевания.
Рекомендация: При проектировании песчаной формы крайне важно контролировать текучесть песка (сделать песчаную форму мягче), чтобы предотвратить блокировку отливки песчаной формой во время усадки, что может привести к растрескиванию.