نیاز مشتری

یکی از مشتریان ما نیاز به بدنه‌های شیر توپی فورج شده از جنس ASTM A182 F316L داشت که ترکیب شیمیایی آن کاملاً مطابق با مشخصات اصلی باشد. ما با مشکلی مواجه شدیم که پس از آنیلینگ محلول، استحکام تسلیم بارها نتوانست حداقل نیاز ۲۵,۰۰۰ psi را در کل دسته با آزمایش کوپن‌های آزمایشی فورج شده برآورده کند، حتی با اینکه شیمی ماده خود تأیید شده بود که در محدوده مشخصات قرار دارد.

مسائل یا چالش‌های فنی

F316L ماده‌ای است با خواص مکانیکی که به شدت به شرایط درمان محلول، یکنواختی حرارتی و کنترل خنک‌سازی پس از آهنگری حساس است. ما در ابتدا فرض کردیم که ممکن است ماده:

 به دلیل درمان حرارتی بیش از حد نرم شده باشد.

 به دلیل اندازه کوچک قطعه و ترتیب بارگذاری نادرست به طور یکنواخت گرم نشده باشد.

 قبل از آب‌کردن بیش از حد نگه‌داری شده و اجازه رشد دانه‌ها را داده باشد.

 تحت تأثیر کنترل ناکافی آب‌کردن، از جمله ثبات دمای آب و زمان انتقال خنک‌سازی قرار گرفته باشد.

Teamco راه‌حل‌ها

مرحله 1: تأیید استاندارد و روش آزمایش<br>ابتدا، ما تأیید کردیم که حداقل استحکام تسلیم 25000psi الزامات ASTM A182 F316L برای این محصول است. همچنین تأیید کردیم که نمونه‌های کششی از بلوک فورج شده گرفته شده و اینکه مشکل بر کل دسته تأثیر گذاشته است، نه فقط یک قطعه منحرف.

مرحله ۲: بررسی پارامترهای فورجینگ و عملیات حرارتی

سپس، ما فرآیند فورجینگ و عملیات حرارتی محلول را بررسی کردیم:

-نسبت فورجینگ در ۳:۱ حداقل تأیید شد که به طور مؤثری ساختار دانه را تصفیه می‌کند.

-دمای عملیات حرارتی محلول حداقل ۱۰۴۰ درجه سانتی‌گراد تأیید شد.

-زمان انتقال از کوره به مخزن آب سرد باید بسیار کوتاه باشد.

-دمای آب سرد باید به طور پایدار کنترل شود.

-برای کنترل اندازه دانه، زمان نگهداری نباید بیش از حد باشد در حالی که حل شدن کامل کاربید حفظ شود.

-بارگذاری و چیدمان کوره به درستی تنظیم شد تا از گرم شدن یکنواخت قطعات اطمینان حاصل شود.

مرحله ۳: معرفی عملیات حرارتی کوره خلاء برای آزمایش

سپس ما مقایسه‌ای آزمایشی بین کوره معمولی و عملیات حرارتی کوره خلاء انجام دادیم. مزایای کلیدی پردازش خلاء عبارت بودند از:

-محیط گرمایی تمیز و بدون اکسیژن.

-کاهش اکسیداسیون سطح.

-یکنواختی حرارتی بهتر در قطعات کوچک.

آزمایش نشان داد که عملیات حرارتی کوره خلاء به بهبود ثبات استحکام کمک کرده است، اما افزایش استحکام تسلیم محدود و نه چشمگیر بود. این نشان می‌دهد که گرمایش در خلاء می‌تواند ثبات را بهبود بخشد، اما جایگزین کاملی برای بهینه‌سازی فرآیند نیست.

مرحله ۴: فرآیند را زمانی که قدرت هنوز کافی نبود تنظیم کنید.

چپ

ما مسیر تولید را قبل از اینکه نتیجه کاملاً رضایت‌بخش را به دست آوریم، بهینه‌سازی بیشتری کردیم:

- تغییر شکل اندازه‌گیری کنترل‌شده را در جایی که مجاز بود اضافه کردیم.

- نسبت آهنگری و جریان خنک‌سازی پس از آهنگری را دوباره طراحی کردیم.

- زمان انتقال آب‌گیری و کنترل دمای آب را بهبود بخشیدیم.

- چیدمان بارگذاری کوره را تنگ‌تر کردیم تا اطمینان حاصل شود که هر قطعه به طور یکنواخت در معرض حرارت قرار می‌گیرد.

- دمای نهایی آهنگری را کنترل کنید تا ساختار دانه‌ای ریز حفظ شود در حالی که تغییر شکل مناسب حفظ می‌شود.

- در صورت لزوم، باید تأمین‌کنندگان مواد را انتخاب کنیم که قادر به ارائه ساختارهای دانه‌ای ریزتر و یکنواخت‌تر باشند.