A velocidade de resfriamento do aço aquecido H13 determina a integridade da transformação martensita. O desvio da faixa efetiva altera a uniformidade da dureza e o desempenho de fadiga térmica em aplicações de moldes de fundição diferencial LPDC, gravidade e CPC.
A velocidade de resfriamento é insuficiente, abaixo de 28 ° C / min, e não é possível contornar a zona de transição de beissé da curva H13 CCT. Dados da indústria mostram que, sob condições de choque térmico de ciclo de fundição de liga de alumínio, reduz a dureza volumétrica em 46 HRC e reduz a vida útil do molde em 43%.
Uma taxa de resfriamento acelerada acima de 85 °C / min cria uma elevada tensão residual interna dentro da inserção H13. Para grandes moldes de fundição por gravidade com uma massa superior a 1.200 kg, a tensão residual de mais de 320 MPa aumenta o risco de rachaduras térmicas precoces em 36%.
A janela de taxa de resfriamento efetiva de 28,60 °C/min (intervalo de 538 °C) suporta a formação de martensite completa de moldes de fundição LPDC. Nesse intervalo, o H13 atingiu o alvo HRC 44-48 após duas recuperações, equilibrando a dureza e a tenacidade da produção em massa de rodas de alumínio.
O resfriamento desigual de partes de blocos finos e espessos cria um gradiente de dureza. Para as condições de trabalho do molde de peças estruturais EV, uma diferença de dureza de mais de 4 HRC dentro de uma única inserção de molde de fundição diferencial CPC aumenta a probabilidade de falha local em 31%.
A simulação Procast CAE prevê a distribuição de tensões térmicas causadas por campos de temperatura desiguais do molde. Não pode substituir o controle de tratamento térmico; 26% da ruptura prematura de inserções de H13 pode ser atribuída a uma velocidade de resfriamento inadequada, e não a um defeito de processo de fundição.
O resfriamento lento deixa 12-15% de austenite residual no substrato H13. Sob o impacto repetido da solução de alumínio de 350 ~ 480 °C, a austenita residual muda gradualmente, produzindo a deriva dimensional, causando indiretamente defeitos de poros de fundição na cavidade.
A incineração de gás de alta pressão com nitrogênio de 5-6 bar fornece uma taxa de resfriamento estável de 32-48 ° C / min. O processo reduz a proporção de austenita residual para menos de 5%, melhorando a estabilidade dimensional de lotes grandes de moldes de fundição de liga de alumínio.
Para seções transversais de H13 com mais de 127 mm de espessura, a diferença na taxa de resfriamento do núcleo da superfície aumenta. A dureza do núcleo pode diminuir em 5-7 HRC em comparação com a superfície; Para inserções de moldes de fundição de gravidade pesada, esse gradiente reduz a vida útil geral do molde em 38%.
A manutenção lenta no meio após a fogueira reduz o pico de estresse térmico. A preservação por cerca de 200 °C durante 1 a 2 horas antes do retorno reduziu a amplitude de tensão residual em 29%, reduzindo o risco de fissura na posição angular da cavidade de fundição LPDC.
O desajuste da taxa de resfriamento entre a superfície e o núcleo altera o desempenho de nitrogênio. Flutuações de dureza > 3 HRC reduzirão a força de ligação efetiva da camada de nitrogênio; Sob as cargas térmicas cíclicas, o risco de descascamento de inserções de injeção de moldes de fundição de pressão diferencial CPC aumentou em 2,2 vezes.
Os relatórios de tratamento térmico devem registrar a taxa de resfriamento real, não apenas o valor alvo. Não há registro da taxa de resfriamento medida, e a análise de falhas se torna difícil quando o aço quente H13 sofre rachaduras térmicas prematuras no local de fundição de liga de alumínio do usuário final.
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Perguntas Frequentes Resposta
P: Qual é a faixa de velocidade de resfriamento recomendada para o aço de fundição H13?
R: Manter entre 28 e 60 ° C/min a 538 ° C para equilibrar a martensita e o controle de estresse residual.
Q: Quais são os riscos associados a uma velocidade de resfriamento insuficiente na fogueira H13?
A: A dureza diminui de 4-6 HRC e a vida útil do molde inteiro pode ser reduzida em 43%.
Q: Qual é o risco de resfriamento rápido da fogueira para a inserção H13?
R: Para módulos pesados, a alta tensão residual aumenta a probabilidade de craqueamento térmico em cerca de 36%.
P: Quanta austenite residual pode ser preservada pelo Lento H13?
R: O resfriamento lento pode deixar 12-15% de austenite residual, resultando em instabilidade dimensional posterior.
P: Que tipo de meio de resfriamento pode fornecer uma velocidade de resfriamento estável para grandes peças de molde H13?
R: O molde de fundição é amplamente utilizado para a incineração de nitrogênio de alta pressão de 5-6 bar.
Q: Quais são os limiares de diferença de dureza que indicam uma homogeneidade de ignição H13 pobre?
R: Uma diferença de dureza de mais de 4 HRC dentro de um bloco aumenta significativamente o risco de falha local.
P: A simulação do Procast CAE pode compensar a velocidade de resfriamento inadequada do H13?
Resposta: Não; Simula o tratamento do campo térmico de fundição, mas não pode reparar os defeitos de tratamento térmico do material.
