EN 
Pabrikan kompresor baru-baru ini meminta kami meninjau pengecoran silinder yang terus retak pada dudukan katup pembuangan setelah sekitar 8.000 jam pengoperasian. Bagian tersebut diproduksi dari besi ulet konvensional, dan mode kegagalan menggabungkan kelelahan benturan dengan keausan geser. Situasi inilah yang membuat pengecoran besi ulet austemper perlu diperhatikan lebih dekat sebelum ada yang menggambar ulang komponen tersebut menjadi baja.
Besi ulet austemper, biasa disebut ADI, adalah besi ulet yang telah diberi perlakuan panas untuk menggandakan kekuatannya sekaligus mempertahankan kebebasan bentuk bagian cor. Pada banyak komponen yang saat ini dibuat dari baja yang ditempa atau difabrikasi, ADI memberikan sifat mekanik yang sebanding dengan biaya suku cadang yang lebih rendah dan bobot yang lebih ringan. Artikel ini menjelaskan apa itu ADI, cara kerja proses austempering, properti apa yang dapat Anda tentukan, dan di mana Anda harus berpikir dua kali.
Apa itu Besi Ulet Austemper?
ADI dimulai sebagai besi ulet, juga dikenal sebagai besi nodular atau besi grafit bulat. Grafit dalam strukturnya membentuk bola-bola kecil daripada serpihan yang ditemukan pada besi abu-abu, dan bentuk bola itulah yang memberikan ketangguhan dan pemanjangan pada besi ulet. Jika Anda memerlukan penyegaran tentang cara pembuatan besi ulet dan perbedaannya dengan besi abu-abu, ini gambaran umum tentang besi ulet menjelaskan dasar-dasarnya.
Perlakuan austempering mengubah matriks logam di sekitar nodul grafit tersebut menjadi struktur yang disebut ausferit. Ausferit adalah campuran ferit acicular halus dan austenit yang diperkaya karbon. Ini bukan perlit, bukan bainit, dan bukan martensit temper. Kombinasi matriks yang keras dan tahan lelah dengan nodul grafit yang ulet memberi ADI paket properti yang tidak biasa.
Salah satu kesalahpahaman yang umum adalah bahwa ADI hanyalah besi ulet dengan tingkat yang lebih kuat. Bahan awalnya adalah besi ulet, tetapi perlakuan panaslah yang menghasilkan nilai kekuatan tinggi. Besi ulet konvensional menawarkan kekuatan tarik dalam kisaran 400 hingga 700 MPa; Nilai ADI mulai sekitar 850 MPa dan melampaui 1.400 MPa.
Bagaimana Proses Austempering Bekerja
Austempering adalah perlakuan panas tiga tahap yang memerlukan kontrol lebih besar daripada siklus quench-and-temper pada umumnya.
- Austenitisasi: pengecoran dipanaskan hingga kisaran austenit, biasanya 830 hingga 930 °C, dan ditahan hingga matriksnya sepenuhnya austenitik.
- Pendinginan: pengecoran dipindahkan dengan cepat ke dalam penangas garam cair yang disimpan pada suhu 230 hingga 400 °C. Rendaman garam mendinginkan bagian tersebut dengan cukup cepat untuk mencegah pembentukan ferit atau perlit, namun cukup merata untuk meminimalkan distorsi.
- Transformasi isotermal: pengecoran ditahan pada suhu penangas garam selama waktu tertentu sementara austenit berubah menjadi ausferit.
Mandi garam cair inilah yang membuat prosesnya praktis. Pendinginan air terlalu agresif untuk pengecoran yang rumit, dan pendinginan udara terlalu lambat untuk sebagian besar bagian. Garam menghasilkan laju pendinginan yang seragam dan terkendali. Setelah penahanan isotermal, coran dikeluarkan dan didinginkan sampai suhu kamar.
Suhu penangas garam mempunyai pengaruh langsung terhadap nilai akhir. Temperatur yang lebih rendah, sekitar 230 hingga 315 °C, menghasilkan kekuatan dan kekerasan yang lebih tinggi dengan keuletan yang lebih rendah. Temperatur yang lebih tinggi, sekitar 315 hingga 400 °C, menghasilkan ketangguhan dan pemanjangan yang lebih besar. Pengecoran dasar yang sama dapat diastemper ke beberapa tingkatan yang berbeda hanya dengan menyesuaikan perlakuan panas.
Sifat Mekanik Coran ADI
Properti ADI distandarisasi secara internasional, paling umum berdasarkan ASTM A897/A897M. Penunjukan kadar berisi tiga angka: kekuatan tarik, kekuatan luluh, dan persentase pemanjangan. Tabel di bawah ini merangkum nilai standar ADI.
| Kelas | Kekuatan tarik | Kekuatan hasil | Perpanjangan | Kekerasan |
|---|---|---|---|---|
| 900-650-10 | 900 MPa (130 ksi) | 650 MPa (94 ksi) | 10% | 269-331HB |
| 1050-700-7 | 1.050 MPa (152 ksi) | 700 MPa (102 ksi) | 7% | 302-375HB |
| 1200-850-4 | 1.200 MPa (174 ksi) | 850 MPa (123 ksi) | 4% | 341-401HB |
| 1400-1100-1 | 1.400 MPa (203 ksi) | 1.100 MPa (160 ksi) | 1% | 388-477HB |
| 1600-1300-1 | 1.600 MPa (232 ksi) | 1.300 MPa (189 ksi) | 1% | 402-512HB |
Arti angka-angka tersebut dalam praktiknya: grade 900-650-10 berperilaku seperti besi struktural yang kuat dengan kekuatan jauh di atas besi ulet konvensional. Grade 1400-1100-1 lebih berfungsi sebagai komponen aus yang juga memikul beban signifikan.
ADI juga memiliki kinerja kelelahan yang kuat. Matriks ausferitik menahan inisiasi retak, dan tegangan sisa tekan yang diakibatkan oleh austempering meningkatkan kekuatan lelah lentur. Secara keseluruhan, ADI lebih baik dibandingkan dengan baja karbon dan baja paduan rendah yang dipadamkan dan ditempa, sehingga menjadikannya kandidat untuk komponen yang saat ini menggunakan proses penempaan atau fabrikasi baja.
Penerapan Pengecoran Besi Ulet Austempered
ADI muncul di drivetrain otomotif, peralatan pertanian, mesin pertambangan, komponen kereta api, dan penanganan cairan industri. Benang biasa adalah bagian yang memikul beban, mengalami kelelahan atau keausan, dan mendapat manfaat sebagai pengecoran daripada pengelasan atau penempaan.
Komponen Kompresor
Kompresor menyebabkan siklus tekanan, kontak geser, dan tekanan lokal yang tinggi. Silinder, kotak engkol, pelat katup, dan dudukan knalpot memerlukan bahan yang tidak akan aus, resah, atau retak selama puluhan ribu jam. Pengecoran silinder ADI mendapat manfaat dari kombinasi kekerasan permukaan lubang dan kemampuan tekanan. Pabrik pengecoran yang sudah berproduksi pengecoran silinder kompresor dalam besi ulet memiliki pengetahuan material dasar yang diperlukan untuk mengevaluasi versi austemper untuk aplikasi tugas berat.
Produsen Silinder Kompresor Pengecoran Kustom, Pabrik - Mesin Haian Aoyu Haian Aoyu Machinery Manufacturing Co, Ltd adalah Produsen silinder Kompresor pengecoran Cina dan Pabrik silinder Kompresor pengecoran, ... Lihat Produk → Pengecoran Pompa dan Katup
Pompa dan katup menghadapi erosi kavitasi, media abrasif, dan persyaratan penahan tekanan. Kekerasan ADI yang tinggi lebih tahan terhadap kavitasi dan erosi partikel dibandingkan besi ulet standar, sedangkan keuletan dengan kualitas yang lebih rendah menjaga komponen tetap aman di bawah beban lonjakan. Impeler, cincin aus, dan badan katup merupakan kandidat alami. Untuk coran badan pompa dalam layanan high-head atau slurry, menentukan grade austemper dapat memperpanjang masa pakai secara berarti.
Produsen Badan Pompa Pengecoran Kustom, Pabrik - Pabrik Mesin Haian Aoyu Haian Aoyu Machinery Manufacturing Co, Ltd adalah Produsen badan Pompa pengecoran Cina dan Pabrik badan pompa pengecoran, kami menawarkan ... Lihat Produk → Struktur Alat Mesin
Sistem panduan peralatan mesin dan komponen struktural memerlukan permukaan yang kaku, redaman, dan tahan aus. Besi ulet austemper menawarkan kekerasan yang lebih tinggi dibandingkan besi tuang konvensional sekaligus menjaga karakter peredam getaran yang menjadikan besi tuang berharga dalam peralatan mesin. Panduan, slide, dan pengecoran dasar alat mesin dapat diproduksi dengan bentuk coran yang hampir bersih dan kemudian digiling atau dikikis hingga geometri akhir.
Produsen Basis Mesin Pengecoran Kustom, Pabrik - Haian Aoyu Machinery Manufa Haian Aoyu Machinery Manufacturing Co, Ltd adalah Produsen basis Mesin pengecoran Cina dan Pabrik basis Mesin pengecoran, kami menawarkan ... Lihat Produk → Pertimbangan Biaya dan Desain
ADI tidak secara otomatis menjadi jawaban yang tepat untuk setiap casting. Perlakuan panas menambah biaya, dan biaya tambahan harus dapat dibenarkan.
Pengurangan Berat Badan
Karena ADI kira-kira dua kali lebih kuat dari besi ulet konvensional, bagian-bagiannya dapat dibuat lebih tipis. Pengurangan berat sebesar 20 hingga 30 persen adalah hal yang realistis ketika bagian besi ulet yang ada didesain ulang di ADI. Saat mengganti fabrikasi baja, biaya per kilogram ADI lebih rendah, dan Anda menghemat pengelasan dan pemesinan pasca-las yang diperlukan untuk pengelasan baja.
Pemesinan Setelah Austempering
Besi austemper bersifat keras, biasanya 300 HB ke atas. Pengeboran, penyadapan, dan penggilingan setelah perlakuan panas memerlukan perkakas karbida dan meningkatkan biaya pemesinan. Banyak produsen mengerjakan bagian tersebut dalam kondisi besi ulet dan kemudian melakukan austemper sebagai langkah mendekati akhir. Ini berfungsi jika perlakuan panas tidak merusak bagian yang melebihi toleransi. Jika pemesinan harus dilakukan setelah austempering, pertahankan jumlah stok yang kecil dan rencanakan perkakas yang lebih sulit.
Ukuran Bagian dan Sensitivitas Proses
Respon austempering tergantung pada ketebalan bagian. Bagian yang berat dapat mendingin terlalu lambat di bagian tengahnya, sehingga menghasilkan struktur campuran dengan sifat yang lebih rendah daripada yang ditunjukkan oleh kupon pengujian. Ketebalan dinding yang seragam dan transisi yang mulus melindungi Anda dari risiko ini. Pabrik pengecoran Anda harus memastikan bahwa kadar yang dipilih dapat dicapai pada bagian yang paling tebal.
Verifikasi Kualitas
Sifat ADI tidak dapat diverifikasi hanya dengan pengukuran kekerasan. Kupon uji dari panas yang sama, pengujian tarik, evaluasi metalografi, dan survei kekerasan di seluruh pengecoran adalah rangkaian verifikasi normal. Jika pemasok tidak dapat menyediakan dokumentasi tersebut, perlakukan spesifikasi material dengan hati-hati. Langkah perlakuan panas adalah dimana kualitas ADI dibuat atau hilang.
Bermitra Dengan Pengecoran Yang Mengenal Besi Ulet
Pengecoran dasar menentukan seberapa jauh austempering dapat membawa Anda. Kualitas lelehan, nodularitas, kontrol penyusutan, dan komposisi kimia yang konsisten semuanya ditetapkan di pengecoran sebelum bagian tersebut mencapai rendaman garam. Di sinilah nilai tambah dari pengecoran besi ulet khusus.
Haian Aoyu Machinery Manufacturing Co, Ltd. adalah pengecoran besi ulet dan besi abu-abu di Nantong, Tiongkok, yang memasok pengecoran kompresor, pompa, katup, dan peralatan mesin ke pelanggan di Amerika Utara, Eropa, dan Asia. Dengan kapasitas tahunan sebesar 20.000 ton, perusahaan memproduksi rangkaian komponen yang paling sering menggunakan ADI, termasuk badan dan silinder kompresor, badan pompa, dan basis peralatan mesin. Tim tekniknya meninjau kondisi beban dan lingkungan layanan pada setiap proyek, yang menjadikan tahap penawaran harga sebagai waktu yang tepat untuk menanyakan apakah nilai austemper layak untuk dipertimbangkan.
Saat Anda mendekati pengecoran tentang ADI, bawalah tiga hal: riwayat beban lengkap suku cadang, mekanisme keausan yang diharapkan, dan toleransi dimensi yang harus bertahan dari perlakuan panas. Banyak komponen yang saat ini dibuat dari besi ulet konvensional atau tempa baja dapat diproduksi sebagai tuang besi ulet austemper. Bahan tersebut telah terbukti dalam produksi selama beberapa dekade, dan satu-satunya cara untuk mengetahui apakah bahan tersebut sesuai dengan komponen Anda adalah dengan berdiskusi dengan pabrik pengecoran yang memahami prosesnya.
