Wraz z szybkim rozwojem chińskiego przemysłu tworzyw sztucznych rośnie zapotrzebowanie rynku na stal na duże formy do tworzyw sztucznych, zwłaszcza stal P20. Stal do form z tworzyw sztucznych P20 ma prosty metalurgiczny proces produkcji, wysoką wydajność, dobrą wydajność przetwarzania w zakresie twardości wstępnie hartowanej i dobrą hartowność, która może osiągnąć jednolitą twardość stali o dużym przekroju, zwłaszcza wydajność polerowania lustrzanego jest oczywista. Jest lepsza do zwykłej stali węglowej i stali niskostopowej i może być szeroko stosowany w produkcji dużych form z tworzyw sztucznych i precyzyjnych, złożonych form z tworzyw sztucznych. Tradycyjny proces obróbki cieplnej to hartowanie/normalizowanie + odpuszczanie, które nie tylko obejmuje wiele procesów, ale także stwarza problemy, takie jak utrata energii i duża pracochłonność pracowników. Dlatego też dobrym sposobem na oszczędność energii przy produkcji stali formierskiej jest zastosowanie procesu kontrolowanego walcowania, kontrolowanego chłodzenia + odpuszczania w niskiej temperaturze. Na podstawie eksperymentów na małych próbach przeanalizowano i zbadano wykonalność produkcji bezpośredniego odpuszczania po kontrolowanym walcowaniu i kontrolowanym chłodzeniu stali P20.
Stosowana jest stal P20 produkowana w fabryce blach średnich należącej do producenta stali. Jego skład chemiczny (ułamek masowy, %): C0,35, Si0,38, Mn1,12, Cr1,70, Mo0,40, śladowe ilości B i Ti. Punkt zmiany fazy mierzy się za pomocą dylatometru. Punkt zmiany fazowej stali mierzy się zgodnie z GB5056-1985. Szybkość ogrzewania wynosi 200 stopni/h. Zmierzone eksperymentalnie Ac1 i Ac3 wynoszą odpowiednio 740 i 800 stopni.
Próbki walcowane na gorąco hartowano w różnych temperaturach. Temperatury hartowania wynosiły: 820, 860, 900 i 940 stopni, a czas utrzymywania wynosił 40 minut. Zahartowane próbki poddano odpuszczaniu w różnych temperaturach, a temperatury odpuszczania wynosiły: 400, 500, 550 i 600 stopni. W celu symulacji procesu obróbki cieplnej i właściwości blach stalowych w produkcji masowej przeprowadzono także doświadczenia bezpośredniego odpuszczania w stanie walcowanym na gorąco. Z próbek poddanych powyższej obróbce wykonano próbki metalograficzne. Po wytrawieniu alkoholem kwasu azotowego strukturę obserwowano pod mikroskopem optycznym i mierzono twardość Rockwella każdej próbki za pomocą twardościomierza Rockwella.
Wyniki pokazują:
(1) Dodanie śladowych ilości boru do P20 wydłuża okres inkubacji przemiany fazowej ferrytu, hamuje tworzenie się ferrytu, poprawia hartowność i sprawia, że twardość przekroju poprzecznego grubych płytek jest bardziej jednolita, co ma dobrą wartość aplikacyjną.
(2) Po hartowaniu P20 w temperaturze 900 stopni, podczas procesu odpuszczania w różnych temperaturach, wraz ze wzrostem temperatury odpuszczania, rozmiar listwy martenzytycznej stopniowo wzrasta i wytrącają się niektóre rozproszone małe cząstki węglika. W temperaturze 550 stopni niektóre cząstki węglika zaczynają rosnąć. Wraz ze wzrostem temperatury twardość odpuszczania wykazuje tendencję spadkową, a prędkość spadku przyspiesza, gdy osiągnie 550 stopni.
(3) W produkcji próbnej na miejscu stosuje się kontrolowane walcowanie i kontrolowane chłodzenie oraz proces odpuszczania w niskiej temperaturze. Jego struktura to hartowana struktura bainitu. W tym stanie ma dobrą wytrzymałość i wytrzymałość oraz wystarczającą twardość, przy twardości Rockwella pomiędzy 32 a 36. Zastąpienie normalizacji offline walcowaniem normalizującym może przynieść przedsiębiorstwom ogromne korzyści gospodarcze i społeczne.
