معرفة

لإنتاج قطع من الحديد المطاوع المصبوب بأداء مستقر وبتكلفة منخفضة، تعاونت شركتنا مع إحدى الجامعات لإجراء بحث على الحديد المطاوع المصبوب الممزوج بالنحاس والمنغنيز. نُشرت النتائج في مجلة "فاوندري" في ذلك العام.

 

مع زيادة محتوى المنغنيز، تزداد كمية البيرلايت في الهيكل، وتزداد قوة الشد والصلابة، بينما تقل الاستطالة. هذه التأثيرات للمنغنيز ليست تدريجية ولكنها تحدث ضمن نطاق حرج. أسفل أو أعلى من هذا النطاق الحرج، يكون التأثير بطيئًا نسبيًا. لذلك، لتحقيق اللدونة العالية، يجب أن يكون محتوى المنغنيز أقل من النطاق الحرج؛ للحصول على قوة عالية، يجب أن يكون محتوى المنغنيز أكبر من النطاق الحرج. بعد هذه النقطة، فإن زيادة محتوى المنغنيز لا تحسن الأداء بشكل كبير. قد يكون سبب تأثير محتوى المنغنيز على الأداء أنه عندما يكون محتوى المنغنيز منخفضًا، فإنه يذوب في الفريت ويكون له تأثير تقوية محلول صلب؛ عندما يكون محتوى المنغنيز مرتفعًا، فإنه يحل محل الحديد أو يشكل سبيكة سمنتيت (Fe، Mn) 3C مع الحديد والكربون. يظهر هذا السمنتيت السبيكي على شكل بيرلايت، مما يساعد على تكوين وتحسين البيرلايت، مما يزيد بشكل كبير من القوة والصلابة، ويقلل اللدونة. عندما تكون كمية البيرليت عالية بما يكفي (حوالي 80%)، يضعف تأثير المنغنيز في تعزيز وتكرير البيرليت، ولا يُلاحظ أي تغيير يُذكر في الأداء. يُمكن للنحاس تكرير البيرليت بشكل ملحوظ، وقدرته على تعزيز البيرليت تفوق قدرة المنغنيز بثلاثة أضعاف. يُعد النحاس أيضًا عنصرًا متوسط ​​التكرير، ويُحسّن استقرار غلاف الأوستينيت، مما يُساعد على الحصول على الجرافيت المُستدير. تُعزز سبائك النحاس والمنغنيز معًا تكوين البيرليت، ويوضح الشكل التالي تأثير مزيج النحاس والمنغنيز على البنية والأداء.

 

عندما يكون محتوى المنغنيز ثابتًا، ومع زيادة محتوى النحاس، يزداد محتوى البيرليت في البنية المجهرية، وتزداد القوة والصلابة، ويقل الاستطالة. عندما يكون محتوى المنغنيز منخفضًا، يكون ميل المنحنى كبيرًا ومعدل التغير سريعًا، مما يدل على أن النحاس يتمتع بقدرة قوية على تكوين البيرليت وتنقيته؛ عندما يكون محتوى المنغنيز مرتفعًا، يكون ميل المنحنى صغيرًا ومعدل التغير بطيئًا، مما يدل على ضعف تأثير النحاس. بالنسبة لمحتوى المنغنيز الثابت، يكون ميل المنحنى كبيرًا في المرحلة المبكرة وصغيرًا في المرحلة اللاحقة، مما يعني أن تأثير النحاس يكون كبيرًا عند الإضافة الصغيرة، ويضعف عند الإضافة الكبيرة. يشير هذا إلى أن قدرة النحاس على تعزيز وتنقية البيرليت مرتبطة بكمية البيرليت في البنية المجهرية وتضعف مع زيادة محتوى البيرليت. مع نسبة جيدة من النحاس إلى المنغنيز، يمكن أن تصل قوة الشد إلى 700-800 ميجا باسكال، ويكون الاستطالة حوالي 5٪.

 

إحدى العقبات الرئيسية في سبائك المنغنيز هي الترسيب المحتمل للكربيدات عند حدود الحبيبات، مما قد يؤثر على أداء المعالجة. لم تتم ملاحظة أي كربيدات حرة في الفحص المعدني. تم قياس الصلابة عند نفس سمك الجدار وسمك جدار مختلف لكتل ​​الاختبار المتدرجة 15 مم و30 مم و50 مم و70 مم. من كتل الاختبار الأربعة ذات المحتوى العالي من المنغنيز، وجد أن أقصى فرق في الصلابة عند نفس سمك الجدار كان 23HB، مع أعلى صلابة 265HB وأقلها 232HB. تم أيضًا اختبار توزيع الصلابة لكتل ​​الاختبار المتدرجة ذات المحتوى الأعلى من النحاس والمنغنيز. كان أقصى فرق في الصلابة عند نفس سمك الجدار 28HB، وكان أقصى فرق متوسط ​​في الصلابة عند سمك جدار مختلف 28HB. كانت ردود الفعل على أداء المعالجة لعينات الصب جيدة.

 

استناداً إلى نتائج الاختبار، وتحت فرضية التركيبة الأساسية الطبيعية وجودة التكوير الجيدة، فإن مخططات إنتاج سبائك النحاس والمنجنيز الموصى بها لأجزاء السيارات هي كما يلي:

 

أجزاء الحديد المطاوع QT500-7: Mn 0.7-0.9%

أجزاء الحديد المطاوع QT550-5: Mn 0.7-0.9٪؛

أو Mn 0.4-0.6%، Cu 0.4-0.6%

QT600-3 أجزاء حديد الدكتايل: Mn 0.6-0.7%، Cu 0.4-0.7%

QT700-2 أجزاء حديد الدكتايل: Mn 0.6-0.8%، Cu 0.5-0.8%

 

يتمتع فريق فيجور بخبرة تزيد عن 20 عامًا في عمليات الصب والتشكيل على البارد والمعالجة اللاحقة، بالإضافة إلى سلسلة توريد متينة لمعالجة الأسطح. إذا كان لدينا أي مساعدة أو أي أجزاء ترغبون في تطويرها، يُرجى التواصل معنا على info@castings-forging.om