Optimieren Gussteile aus Edelstahl Um ihre Korrosionsbeständigkeit und ihre mechanischen Eigenschaften zu verbessern, sind viele Aspekte wie die Materialauswahl, die Optimierung des Gießprozesses, die Nachbearbeitungstechnologie und die Analyse von Anwendungsszenarien erforderlich. Im Folgenden sind konkrete Optimierungsmaßnahmen und technische Wege aufgeführt:
Wählen Sie das richtige Edelstahlmaterial
Passen Sie die Proportionen der Hauptelemente an
Erhöhen Sie den Chromgehalt (Cr) (18–25 %): Verbessern Sie die Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit von Gussteilen.
Erhöhen Sie den Nickelgehalt (Ni) (8–12 %): Verbessern Sie die Widerstandsfähigkeit des Materials gegen Spannungsrisskorrosion und verbessern Sie die Zähigkeit.
Fügen Sie wichtige Spurenelemente hinzu
Molybdän (Mo): Verbessert die Beständigkeit gegen Lochfraß und Spaltkorrosion erheblich, besonders geeignet für Umgebungen mit hohem Chloridgehalt.
Stickstoff (N): Erhöht die mechanische Festigkeit und verbessert die lokale Korrosionsbeständigkeit.
Titan (Ti) oder Niob (Nb): Verhindert interkristalline Korrosion, insbesondere nach dem Schweißen.
Wählen Sie den Stahltyp entsprechend dem Anwendungsszenario
Austenitischer Edelstahl (z. B. 304, 316): verfügt über gute umfassende Eigenschaften und ist für die meisten Umgebungen geeignet.
Duplex-Edelstahl (z. B. 2205): hat sowohl eine hohe Festigkeit als auch eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und eignet sich für chemische und maritime Umgebungen.
Ausscheidungsgehärteter Edelstahl (z. B. 17-4PH): Hervorragende hohe Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit, kann in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Medizin eingesetzt werden.
Optimieren Sie den Gießprozess
Verbessern Sie die Reinheit des Metalls
Verwenden Sie Vakuumschmelz- oder Elektroschlacke-Umschmelzverfahren, um Gase und Einschlüsse in Materialien zu reduzieren und die Dichte von Gussteilen zu verbessern.
Optimieren Sie das Ausgießsystem
Entwerfen Sie Gießsteigleitungen und Abluftkanäle richtig, um Defekte wie Poren und Lunker zu reduzieren und die Gussqualität zu verbessern.
Kühlrate steuern
Durch die Anpassung des Formmaterials oder des Kühlmediums können wir grobe oder ungleichmäßige Körner im Gussstück vermeiden und die Gleichmäßigkeit des Materials verbessern.
Numerische Simulationstechnologie
Verwenden Sie Computersimulationssoftware (wie ProCAST), um das Temperaturfeld und die Spannungsverteilung während des Erstarrungsprozesses vorherzusagen und den Konstruktionsplan zu optimieren.
Kornverfeinerung
Während des Gussprozesses werden Kornverfeinerer (z. B. Seltenerdelemente) hinzugefügt, um die Mikrostruktur des Gussstücks zu verbessern und dadurch die mechanischen Eigenschaften und die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern.
Verbessern Sie den Wärmebehandlungsprozess
Lösungsbehandlung
Kernpunkte des Prozesses
Der Guss wird auf eine geeignete Temperatur (1050℃-1150℃) erhitzt, ausreichend lange gehalten und dann schnell abgekühlt, um die Karbide aufzulösen und die Austenitstruktur wiederherzustellen.
Leistungsverbesserungen
Beseitigen Sie interkristalline Korrosion und verbessern Sie die Korrosionsbeständigkeit.
Homogenisiert die Mikrostruktur, erhöht die Zähigkeit und Zugfestigkeit.
Alterungsbehandlung
Anwendungsbereich
Bei ausscheidungsgehärtetem Edelstahl wird eine Alterungsbehandlung durchgeführt, um Verfestigungsphasen auszuscheiden und dadurch Festigkeit und Härte deutlich zu erhöhen.
Typische Temperatur
Der Alterungsprozess bei 450℃-550℃ kann die mechanischen Eigenschaften verbessern und gleichzeitig eine gewisse Zähigkeit beibehalten.
Oberflächenbehandlungstechnologie
Passivierungsbehandlung
Prinzip
Auf der Oberfläche des Gussteils wird ein stabiler Chromoxid-Passivierungsfilm gebildet, um die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern.
Prozessoptimierung
Verwenden Sie Salpetersäure, Zitronensäure oder andere umweltfreundliche Passivierungslösungen unter streng kontrollierten Temperatur- und Zeitbedingungen.
Beschichtungs- oder Beschichtungsschutz
Häufig verwendete Techniken
Galvanisieren von Nickel oder Chrom auf der Oberfläche des Gussstücks, um die Korrosionsbeständigkeit der Oberfläche zu erhöhen.
Verwenden Sie fluorierte Beschichtungen oder Keramikbeschichtungen, um extrem korrosiven Umgebungen standzuhalten.
Dinge zu beachten
Die Schichtdicke sollte gleichmäßig sein, um Korrosion aufgrund lokaler Schwachstellen zu vermeiden.
mechanische Verstärkung
Kugelstrahlen
Durch das Aufsprühen hochharter Partikel wird der Oberflächeneigenspannungszustand verbessert, die Ermüdungsfestigkeit und die Lochfraßkorrosionsbeständigkeit verbessert.
Elektropolieren
Verbessert die Oberflächenbeschaffenheit und reduziert Oberflächenrisse und mikroskopische Defekte, wodurch die Möglichkeit lokaler Korrosion verringert wird.
Prüfung und Qualitätskontrolle
zerstörungsfreie Prüfung
Ultraschallprüfung: Identifizieren Sie interne Defekte in Gussteilen wie Poren und Risse, um die innere Dichtheit sicherzustellen.
Röntgeninspektion: Prüfung auf versteckte Fehler in komplexen Strukturgussteilen, besonders geeignet für hochpräzise Teile.
Korrosionsleistungstest
Salzsprühtest: Simuliert die Korrosionsbeständigkeit in stark korrosiven Umgebungen.
Elektrochemisches Korrosionsexperiment: Bestimmen Sie die elektrochemischen Leistungsparameter von Gussteilen (z. B. Lochfraßkorrosionsbeständigkeitspotential), um die Korrosionsbeständigkeit des Materials zu bewerten.
Prüfung der mechanischen Eigenschaften
Zugprüfung: Prüfung der Zugfestigkeit und Duktilität von Gussteilen.
Schlagprüfung: Speziell für Umgebungen mit niedrigen Temperaturen, um die Zähigkeit von Gussteilen zu bewerten.
Anwendungs- und Optimierungsdesign
Optimiert für die Nutzungsumgebung
Chemische Industrie: Verwenden Sie austenitischen Edelstahl mit hohem Molybdängehalt (z. B. 316L), um mit Umgebungen mit hohem Säure- und Alkaligehalt zurechtzukommen.
Marinebereich: Verwenden Sie Duplex-Edelstahl, um Lochfraß und Spaltkorrosion zu verhindern.
Lebensmittelindustrie: Verwenden Sie kohlenstoffarmen Edelstahl (z. B. 304L), um interkristalline Korrosion im Schweißbereich zu reduzieren.
Verbesserungen des Strukturdesigns
Spannungskonzentration reduzieren: Optimieren Sie die Form des Gussteils, um lokale Korrosion oder Risse an scharfen Ecken und Übergangsbereichen zu vermeiden.
Reduzieren Sie Unterschiede in der Wandstärke: Behalten Sie eine gleichmäßige Wandstärke bei und reduzieren Sie den Einfluss thermischer Spannungen auf die Korrosionsbeständigkeit.
Durch die wissenschaftliche Auswahl von Materialien, die Verbesserung der Gussprozesse sowie die Verstärkung der Wärme- und Oberflächenbehandlung können die Korrosionsbeständigkeit und die mechanischen Eigenschaften von Edelstahlgussteilen erheblich verbessert werden. Gleichzeitig sollten Optimierungslösungen auf der Grundlage spezifischer Nutzungsszenarien und Leistungsanforderungen maßgeschneidert werden, um das beste Gleichgewicht zwischen Kosteneffizienz und Leistung zu erreichen.
