Za dijelove strojeva s većim zahtjevima za čvrstoću, plastičnost i žilavost potrebni su čelični odljevci. Proizvodnja čeličnih odljevaka je druga iza lijevanog željeza, čineći oko 15% ukupne proizvodnje odljevaka.
1. Klasifikacija kemijskog sastava
Prema kemijskom sastavu, lijevani čelik može se podijeliti u dvije kategorije: ugljični lijevani čelik i legirani lijevani čelik. Među njima se najviše koristi ugljični lijevani čelik, koji čini više od 80% ukupne proizvodnje lijevanog čelika.
1. Ugljični lijevani čelik
Općenito, niskougljični čelik ZG15 ima visoko talište i slabe performanse lijevanja, te se koristi samo za proizvodnju dijelova motora ili pougljeničenih dijelova; srednje ugljični čelik ZG25~ZG45 ima sveobuhvatne performanse veće od svih vrsta lijevanog željeza, to jest, visoku čvrstoću, izvrsnu plastičnost i žilavost, tako da je prikladan za proizvodnju dijelova složenih oblika i visokih zahtjeva čvrstoće i žilavosti, kao što su kotači vlakova , kovanje okvira čekića i nakovnja, valjaka i visokotlačnih ventila itd., što je najčešće korištena vrsta ugljičnog lijevanog čelika; čelik s visokim udjelom ugljika ZG55 ima nisko talište i bolje performanse lijevanja od čelika sa srednjim udjelom ugljika, ali njegova plastičnost i žilavost su slabi i koristi se samo za proizvodnju nekoliko dijelova otpornih na habanje.
2. Legirani lijevani čelik
Prema ukupnoj količini legiranih elemenata, legirani lijevani čelik može se podijeliti u dvije glavne kategorije: niskolegirani čelik i visokolegirani čelik.
① Niskolegirani lijevani čelik, moja zemlja uglavnom koristi seriju mangana, mangana, silicija i kroma. Kao što su ZG40Mn, ZG30MnSi1, ZG30Cr1MnSi1, itd. Koristi se za proizvodnju dijelova kao što su zupčanici, radni cilindri hidraulične preše i rotori turbina, dok se ZG40Cr1 često koristi za proizvodnju važnih dijelova koji nose silu kao što su zupčanici visoke čvrstoće i visoke čvrstoće osovine.
② Visokolegirani lijevani čelik ima posebna svojstva kao što su otpornost na trošenje, otpornost na toplinu ili otpornost na koroziju. Na primjer, čelik s visokim sadržajem mangana ZGMn13 je čelik otporan na habanje, koji se uglavnom koristi za proizvodnju dijelova koji se koriste u radnim uvjetima suhog trenja, kao što su prednja stijenka i zupci hvataljke bagera, gusjenice traktora i tenkova itd.; krom-nikl nehrđajući čelik ZG1Cr18Ni9 i krom nehrđajući čelik ZG1Cr13 i ZGCr28, itd., imaju visoku otpornost na koroziju na dušičnu kiselinu i uglavnom se koriste za proizvodnju dijelova za kemijsku opremu, opremu za naftu, kemijska vlakna i hranu. 2. Karakteristike postupka lijevanja čeličnog lijeva
Mehanička svojstva lijevanog čelika su bolja od onih od lijevanog željeza, ali su njegova svojstva lijevanja lošija nego kod lijevanog željeza. Budući da lijevani čelik ima visoko talište, rastaljeni čelik se lako oksidira, tečnost rastaljenog čelika je loša, a skupljanje je veliko. Volumno skupljanje mu je 10-14%, a linearno skupljanje 1.8-2,5%. Kako bi se spriječili nedostaci kao što su nedovoljno izlijevanje, hladno zatvaranje, skupljanje i skupljanje, pukotine i lijepljenje pijeska u čeličnim odljevcima, moraju se poduzeti složenije procesne mjere od lijevanog željeza:
1. Zbog slabe fluidnosti rastaljenog čelika, kako bi se spriječilo hladno zatvaranje i nedovoljno izlijevanje čeličnih odljevaka, debljina stijenke čeličnih odljevaka ne može biti manja od 8 mm; struktura sustava za izlijevanje trebala bi biti jednostavna, a veličina poprečnog presjeka trebala bi biti veća od one od lijevanog željeza; treba koristiti suho ili vruće lijevanje; temperaturu lijevanja treba odgovarajuće povećati, općenito 1520 stupnjeva ~ 1600 stupnjeva, jer je temperatura lijevanja visoka, pregrijavanje rastaljenog čelika je veliko, a tekuće stanje se održava dugo vremena, a fluidnost se može poboljšati. Međutim, ako je temperatura izlijevanja previsoka, uzrokovat će nedostatke kao što su gruba zrna, toplinske pukotine, pore i lijepljenje pijeska. Stoga je temperatura lijevanja malih odljevaka tankih stijenki i složenih oblika oko tališta čelika + 150 stupnjeva; temperatura lijevanja velikih odljevaka debelih stijenki je oko 100 stupnjeva viša od njihove točke taljenja.
2. Budući da je skupljanje lijevanog čelika puno veće od skupljanja lijevanog željeza, kako bi se spriječilo skupljanje i nedostaci skupljanja u odljevcima, u procesu lijevanja uglavnom se koriste usponi, rashladnici i pomoćne cijevi za postizanje uzastopnog skrućivanja.
Osim toga, kako bi se spriječilo skupljanje, skupljanje, pore i pukotine u čeličnim odljevcima, debljina stjenke treba biti ujednačena, izbjegavati oštre kutove i strukture pod pravim kutom, u pijesak koji se koristi za odljevke treba dodati piljevinu, koks dodano u jezgru, a šuplje jezgre i jezgre od uljnog pijeska treba koristiti za poboljšanje prinosa i propusnost zraka pješčanog kalupa ili jezgre.
Talište lijevanog čelika je visoko, a time i njegova temperatura lijevanja. Na visokim temperaturama, međudjelovanje između rastaljenog čelika i materijala za odljev vrlo je vjerojatno da će uzrokovati nedostatke lijepljenja pijeska. Stoga se kao kalup za lijevanje treba koristiti umjetni kvarcni pijesak visoke vatrostalnosti, a na površinu kalupa treba četkom nanijeti premaz od kvarcnog praha ili praha cirkonskog pijeska. Kako bi se smanjio izvor plina, poboljšala fluidnost rastaljenog čelika i čvrstoća kalupa za lijevanje, većina čeličnih odljevaka lijeva se u suhim ili brzo sušećim kalupima, kao što su pješčani kalupi od otvrdnutog vodenog stakla CO2- . 3. Toplinska obrada čeličnih odljevaka
Čelični odljevci trebaju se koristiti nakon toplinske obrade. Budući da unutar dijelova od lijevanog čelika postoje nedostaci u lijevanju kao što su pore, pukotine, šupljine skupljanja i skupljanje, gruba zrna, nejednaka struktura i zaostalo unutarnje naprezanje, čvrstoća, posebno plastičnost i žilavost dijelova od lijevanog čelika znatno su smanjeni.
Kako bi se zrna pročistila, struktura bila ujednačena i uklonilo unutarnje naprezanje, čelični odljevci moraju se normalizirati ili žariti. Mehanička svojstva čelika nakon normalizacije veća su od onih nakon žarenja, a cijena je također niža, pa se široko koristi. Međutim, budući da će normalizacija uzrokovati veće unutarnje naprezanje od žarenja, prikladna je samo za čelične odljevke s udjelom ugljika manjim od {{0}},35%. Budući da čelični odljevci s niskim udjelom ugljika imaju dobru plastičnost i nije lako puknuti prilikom hlađenja. Kako bi se smanjilo unutarnje naprezanje, čelični odljevci također se trebaju kaliti na visokoj temperaturi nakon normalizacije. Za čelične odljevke s udjelom ugljika većim od ili jednakim 0,35%, složene strukture i sklonosti pucanju, može se provesti samo žarenje. Čelični odljevci ne smiju se kaliti, inače se vrlo lako mogu popucati. 4. Taljenje čeličnog lijeva
Lijevani čelik općenito se tali u otvorenim pećima, elektrolučnim pećima i indukcijskim pećima. Karakteristike otvorenih peći su veliki kapacitet, korištenje čeličnog otpada kao sirovine, mogućnost točne kontrole sastava čelika i mogućnost taljenja visokokvalitetnog čelika i niskolegiranog čelika. Uglavnom se koriste za taljenje rastaljenog čelika za velike čelične odljevke s visokim zahtjevima kvalitete.
Trofazna elektrolučna peć se lako otvara i gasi, može osigurati sastav i kvalitetu rastaljenog čelika, nema stroge zahtjeve za materijale peći i lako se zagrijava. Stoga može taliti visokokvalitetni čelik, visokokvalitetni legirani čelik i specijalni čelik, itd. To je uobičajena oprema za proizvodnju lijevanih čeličnih odljevaka.
Osim toga, korištenje indukcijskih peći industrijske frekvencije ili srednje frekvencije može topiti različite visokokvalitetne legirane čelike i čelike s iznimno niskim sadržajem ugljika. Indukcijska peć ima veliku brzinu taljenja, malo izgaranje legiranih elemenata, nisku potrošnju energije i visoku kvalitetu rastaljenog čelika, odnosno nizak sadržaj nečistoća i malo uključaka, što je pogodno za male radionice za lijevanje čelika.