Што такое WCB Carbon Steel Castings?

1. Уводзіны

У галінах, дзе сіла, надзейнасць, і эканамічная эфектыўнасць перасякаюцца — напрыклад, нафта & бензін, нафтахімічны, пакаленне электраэнергіі, і водная інфраструктура — ліццё з вугляродзістай сталі WCB вылучаецца ў якасці матэрыялу выбару.

WCB, які абазначае Зварная літая вугляродзістая сталь класа B, з'яўляецца універсальным і шырока выкарыстоўваным сплавам літой сталі, асабліва падыходзіць для вытворчасці клапаны, помпы, фланцы, і кампаненты, якія ўтрымліваюць ціск.

Вызначаецца па ASTM A216/A216M, WCB прапануе баланс Механічная сіла, свариваемость, і цеплавая ўстойлівасць.

У адрозненне ад матэрыялаў, якія падвяргаюцца эўтэктычным ператварэнням пры застыванні, WCB падтрымлівае прадказальную і аднастайную структуру, ключ да пастаяннай прадукцыйнасці ў крытычна важных прыкладаннях.

У гэтым артыкуле прадстаўлены аналіз 360° ліцця з вугляродзістай сталі WCB,

вывучэнне яго матэрыяльных асноў, металургічныя характарыстыкі, Метады вырабу, Механічныя ўласцівасці, Прамысловыя прыкладанні, і параўнанне з альтэрнатыўнымі матэрыяламі.

2. Што такое WCB?

WCB, абрэвіятура для Зварвальны літой клас B Вугляродная сталь, адносіцца да шырока выкарыстоўванай маркі літой сталі, дзе вуглярод - асноўны легіруючы элемент.

Гэты матэрыял з'яўляецца краевугольным каменем у кампанентах, якія ўтрымліваюць ціск, такіх як клапаны, фланцы, помпы, і арматура, асабліва ў галінах, якія патрабуюць надзейнай трываласці, вынослівасць, і эфектыўнасць вырабу.

Разуменне літой сталі

WCB ставіцца да сямейства літыя сталі, якія ёсць сплавы на аснове жалеза, якія застываюць без эўтэктычных ператварэнняў.

У адрозненне ад чыгуну, які ўтварае эўтэктычную сумесь і, як правіла, далікатны, літая сталь, у тым ліку WCB, прапануе пашыраныя прапановы пластычнасць, свариваемость, і ўстойлівасць да ўздзеяння.

Гэтыя атрыбуты робяць WCB пераважным матэрыялам для частак, якія падвяргаюцца ўздзеянню дынамічныя механічныя нагрузкі, цеплавы веласіпед, і зварачныя работы.

Абазначэнне і выкарыстанне матэрыялу

Абазначэнне «WCB» паходзіць ад ASTM A216/A216M, стандартная спецыфікацыя, якая рэгулюе адліўкі з вугляродзістай сталі для працы пад ціскам пры павышаных тэмпературах.

Сярод трох акрэсленых гатункаў -WCA (UNS J02502), WCB (UNS J02501),

і WCC (ЗША J02503)— WCB вылучаецца як найбольш часта выкарыстоўваная марка дзякуючы сваёй баланс механічных уласцівасцяў і эканамічнай эфектыўнасці.

Кароткі агляд марак вугляродзістай сталі ASTM A216/A216M

3. Металургічныя асновы

Каб цалкам зразумець характарыстыкі адлівак з вугляродзістай сталі WCB, трэба вывучыць металургічную аснову, якая рэгулюе іх механічныя паводзіны і надзейнасць службы.

Матэрыял хімічны склад, мікраструктура, і рэакцыі фазавага пераўтварэння усе працуюць у тандэме, каб вызначыць яго характарыстыкі як у адлітым, так і ў апрацаваным стане.

Хімічны склад

Элемент	Тыповы дыяпазон (вага%)	Функцыя
Вуглярод (C)	0.25 - 0.30	Павышае трываласць і цвёрдасць; празмернае С зніжае зварваемасць.
Марганец (Мн)	0.60 - 1.00	Паляпшае трываласць на расцяжэнне і гарачую апрацоўку.
Крэмнім (І)	0.40 - 0.60	Раскісляе сталь і ўмацоўвае ферыт.
Фосфар (P)	≤ 0.04	Кантралюецца, каб пазбегнуць далікатнасці.
Серы (S)	≤ 0.045	Зводзіць да мінімуму гарачую кароткасць; жорстка кантралюецца.
Хром (Кр), Нік (У), Molybdenum (Мо), Copper (Cu)	≤ 0.5 кожны	Забяспечваюць павышаную каразійную ўстойлівасць і загартоўвальнасць у некаторых варыянтах.

Мікраструктура

У адлітым стане, WCB сталь у асноўным складаецца з a ферыта-перлітавай матрыцы, які прапануе добры кампраміс паміж сілай, пластычнасць, і апрацоўваемасць.

• Ферытавы спрыяе пластычнасці і трываласці.
• Перліт, пласціністая сумесь ферыту і цэментыту, павышае трываласць і зносаўстойлівасць.

А хуткасць астуджэння падчас зацвярдзення істотна ўплывае на памер збожжа і размеркаванне фаз.

Хуткае астуджэнне можа палепшыць мікраструктуру, але таксама можа выклікаць унутраныя напружання, у той час як больш павольнае астуджэнне можа выклікаць грубыя збожжа і патэнцыйную сегрэгацыю.

Дадаткова, неметалічныя уключэнні (e.g., аксіды, сульфіды) неабходна кантраляваць, бо яны могуць пагоршыць даўгавечнасць і якасць паверхні.

Фазавыя ператварэнні і тэрмічная апрацоўка

Тэрмічная апрацоўка з'яўляецца стандартным патрабаваннем да наступнай апрацоўкі сталі WCB для паляпшэння механічнай кансістэнцыі і зняцця ўнутраных напружанняў ад ліцця. Тыповыя цеплавыя працэдуры ўключаюць:

• Нармалізацыя (850–950 ° С): Удакладняе памер збожжа і паляпшае трываласць.
• Загармаванне (500–700 °C): Рэгулюе баланс цвёрдасці і трываласці.
• Стрэс палёгку (550–650 °C): Зводзіць да мінімуму рэшткавае напружанне пасля апрацоўкі або зваркі.

4. Ліццё & Тэхніка апрацоўкі

Вытворчасць высакаякасных адлівак з вугляродзістай сталі WCB залежыць ад выбару адпаведных метадаў ліцця і наступнай апрацоўкі.

Улічваючы шырокае прымяненне WCB у важных для бяспекі кампанентах, такіх як клапаны, помпы, і фланцы,

вытворчы працэс павінен забяспечваць дакладнасць памераў, ўнутраная грунтоўнасць, і аптымальныя механічныя характарыстыкі.

Метады расходных прэс-формаў

Пясчанае ліццё

Пяшчанае ліццё застаецца найбольш распаўсюджаным метадам вытворчасці WCB кампанентаў дзякуючы сваёй гнуткасці і эканамічнай эфектыўнасці. Два распаўсюджаных падтыпу ўключаюць:

• Зялёны пясок ліццё: Выкарыстоўваецца натуральны пясок з глінай. У той час як эканамічна эфектыўны і падыходзіць для вялікіх частак, гэта можа забяспечыць меншую дакладнасць аздаблення паверхні.
• Смала ўзамен (Без выпечкі) Пясчанае ліццё: Прапануе лепшую дакладнасць памераў і якасць паверхні.
  Формы, злепленыя смалой, могуць вытрымліваць больш высокія тэмпературы і забяспечваць больш чыстыя адліўкі, што робіць іх ідэальнымі для корпусаў клапанаў і дэталяў, якія ўтрымліваюць ціск.

Інвестыцыйнае ліццё (Страчаны WAX)

Гэтая тэхніка прызначана для меншых, складаныя кампаненты WCB, якія патрабуюць жорсткіх допускаў і найвышэйшай аздаблення паверхні.

Хоць і даражэй, ліццё па выплавляемых мадэлях дазваляе сеткаватай або амаль сеткаватай формы вытворчасці, зніжэнне неабходнасці шырокай механічнай апрацоўкі.

Пастаянныя метады цвілі

Гравітацыйнае ліццё пад ціскам часам выкарыстоўваецца для ўмераных аб'ёмаў вытворчасці больш простых дэталяў WCB.
Гэты метад забяспечвае лепшы кантроль памераў і больш хуткі час цыклу ў параўнанні з працэсамі расходнай формы. Аднак, ён абмежаваны з пункту гледжання складанасці і памеру дэталі.

Выраб стрыжня & Распрацоўка дызайну

Дызайн стрыжня мае важнае значэнне пры адліўцы ўнутраных геаметрый, напрыклад, шляхі патоку вадкасці ў клапанах. Для WCB, патрабуецца асаблівая ўвага:

• Пазбягайце стрыжневая эрозія ад турбулентнага патоку пры заліванні.
• Забяспечыць адэкватная газаўтварэнне для памяншэння сітаватасці.
• Задума варотныя і стояковые сістэмы для аптымізацыі кармлення і мінімізацыі дэфектаў ўсаджвання.

Лячэнне пасля паступлення

Тэрмічная апрацоўка з'яўляецца абавязковым для большасці адлівак WCB для паляпшэння механічных уласцівасцяў і зняцця ўнутраных напружанняў:

• Нармалізацыя паляпшае структуру збожжа і паляпшае аднастайнасць.
• Загармаванне ураўнаважвае цвёрдасць з пластычнасцю, асабліва важна для прымянення пад ціскам.
• Зняцце стрэсу ліквідуе рэшткавыя напружання ад застывання і механічнай апрацоўкі.

Апрацоўванне варта тэрмічная апрацоўка.

Так як WCB дэманструе ўмераную цвёрдасць і добрую апрацоўку, тыповыя аперацыі ўключаюць ЧПУ павароту, свідраванне, вылучэнне, і фрэзы, у прыватнасці, на ўшчыльняючых паверхнях і стыках.

Парада перадавой практыкі: Прыпускі на апрацоўку адлівак WCB звычайна складаюць ад 2 да 6 мм, у залежнасці ад геаметрыі дэталі і класа допуску ліцця.

5. Механічны & Фізічныя ўласцівасці

Механічныя і фізічныя характарыстыкі WCB вугляродзістай сталі з'яўляецца ключавым фактарам яго шырокага выкарыстання ў прамысловасці.

Яго механічныя паводзіны можна дакладна наладзіць з дапамогай кантраляванага складу і цеплавой апрацоўкі пасля ліцця, што робіць яго універсальным матэрыялам для розных кампанентаў, якія нясуць нагрузку і ціск.

Трываласць на расцяжэнне і ўраджайнасць

Прапановы ASTM A216 WCB збалансаванае спалучэнне трываласці і пластычнасці, неабходны для надзейнасці канструкцыі пры статычных і дынамічных нагрузках.

• Трываласць на расцяжэнне: Звычайна вагаецца паміж 485–655 Мпа (70,000–95 000 psi).
• Сіла выхаду: Наогул трапляе ў 250–285 Мпа (36,000–41 000 psi).

Гэтыя значэнні могуць нязначна адрознівацца ў залежнасці ад хуткасці астуджэння, таўшчыня секцыі, і цыкл тэрмічнай апрацоўкі прымяняецца пасля ліцця.

Падаўжэнне і пластычнасць

WCB літой сталі звычайна паказвае:

• Падаўжэнне пры разрыве: 18–22%
• Скарачэнне плошчы: Скончана 30%, паказвае на добрую пластычнасць і паглынанне ўдараў

Гэтая пластычнасць робіць WCB прыдатным для кампанентаў, якія адчуваюць пульсацыі ціску, вібрацыя, або механічны ўдар.

Уплыў на трываласць (V-вобразная выемка Шарпі)

Ключавой перавагай WCB з'яўляецца яго трываласць пры тэмпературах ніжэй за пакаёвую:

• Пры пакаёвай тэмпературы: Энергія ўдару > 30–35 Дж
• Пры 0°C (32° F): Да гэтага часу падтрымлівае ~25–30 Дж, у залежнасці ад якасці ліцця і зярністасці

Запіска: Для крыягенных або экстрэмальных марозаў, WCB можа запатрабаваць мадыфікацыі сплаву або замены на нізкатэмпературныя сталі (e.g., Ацэнкі LCC або LC1).

Цяжкасць

WCB класіфікуецца як сталь сярэдняй цвёрдасці:

• Брынэл цвёрдасць (HBW): Звычайна 130–180 HB
• Шкала Роквелла B: Прыбл. 70–85 грн

Пасля нармалізацыі і гартавання, цвёрдасць дастатковая для зносаўстойлівасці, не становячыся далікатным, падыходзіць для большасці статычных і ўмераных асяроддзяў зносу.

Стомленасць і супраціў паўзучасці

• Сіла стомленасці: Наогул прыкладна 40–50% трываласці на разрыў, Г.зн., 190–260 Мпа для тыповага ўзору WCB.
• Сіла паўзучасці: Дапушчальна да 450° С (842° F), вышэй якога дыфузія вугляроду і укрупненне збожжа пачынаюць пагаршаць механічныя характарыстыкі.

Цеплавыя і фізічныя ўласцівасці

Маёмасць	Тыповае значэнне
Шчыльнасць	7.85 G/CM³ (0.284 фунт/дзюйм³)
Цеплаправоднасць	~43–50 Вт/м·К
Каэфіцыент цеплавога пашырэння	12.0 х 10⁻⁶ /°C (20-300°C)
Канкрэтная цеплаправодная магутнасць	~0,46 кДж/кг·K
Электрычны супраціў	~0,15 мкОм·м

6. Прыкладанне & Перспектывы прамысловасці

Дзякуючы выдатнай свариваемости, збалансаваныя механічныя ўласцівасці, і адаптыўнасць да розных вытворчых умоў,

WCB вугляродзістай сталі шырока прызнаны надзейным матэрыялам у шэрагу запатрабаваных галін.

Клапаны і прывады

Адно з найбольш вядомых прымянення адлівак WCB ляжыць у клапан і прывад сегмент, асабліва ў алеі, бензін, і нафтахімічнай прамысловасці.

Брама, глобус, праверыць, і шаравыя краны, вырабленыя з прапановы WCB:

• Ўстойлівасць да высокага ціску, падыходзіць для сістэм, якія працуюць вышэй 1,000 PSI.
• Выдатная стабільнасць памераў, неабходны для прадукцыйнасці герметызацыі.
• Рамонтапрыдатнасць зварнога шва, дазваляе тэхнічнае абслугоўванне на месцах і падоўжаны жыццёвы цыкл.

Прамысловасць: Скончана 60% прамысловай арматуры для прамежкавых нафтаправодаў у Паўночнай Амерыцы зроблены з ASTM A216 WCB, згодна з дадзенымі апытання вытворцаў клапанаў (2023).

Помпы і фланцы

WCB адліўкі таксама шырока выкарыстоўваюцца ў цэнтрабежныя помпы, працоўныя, і фланцы, якія кіруюць транспартам вадкасці праз прамысловыя прадпрыемствы.

Іх спрыяльна цякучасць ліцця і Каразія супраціву (з пакрыццямі або ўкладышамі) зрабіць іх ідэальнымі для:

• Сістэмы тэхналагічнай вады
• Контуры астуджэння ў электрастанцыях
• Апрацоўка хімічнай суспензіі

Вытворчасць электраэнергіі і водная інфраструктура

У цеплаэлектрастанцыі і гарадскія сістэмы водазабеспячэння, WCB кампаненты выкарыстоўваюцца ў:

• Мацаванне катла
• Корпусы паравых клапанаў
• Трубаправодная арматура і муфты

7. Параўнанне з альтэрнатыўнымі матэрыяламі

Пры выбары матэрыялаў для ўтрымання ціску або канструкцыйных кампанентаў,

WCB вугляродзістай сталі часта параўноўваюць з альтэрнатыўнымі матэрыяламі, такімі як адліўкі з нержавеючай сталі, пластычнае жалеза, і каванай вугляродзістай сталі.

8. Conclusion

Ліццё з вугляродзістай сталі WCB застаецца a краевугольны матэрыял у прамысловай вытворчасці, прапанова надзейная механічная трываласць, добрая свариваемость, і эканамічная жыццяздольнасць.

Вызначана ў адпаведнасці з ASTM A216, WCB падтрымлівае шырокі спектр працэсаў ліцця і абапіраецца на ўсталяваныя стандарты кантролю і якасці.

Хоць гэта не аптымальны выбар для агрэсіўных або экстрэмальных тэмператур, WCB не мае сабе роўных у сваім універсальнасць, даступнасць, і эканамічнай эфектыўнасці.

Па меры развіцця патрабаванняў да дызайну і развіцця тэхналогіі ліцця, WCB працягвае адыгрываць важную ролю ў вытворчасці даўгавечных вырабаў, маштабуецца, і высокапрадукцыйныя кампаненты ў розных галінах.

Гэтае гэта ідэальны выбар для вашых вытворчых патрэбаў, калі вам патрэбна якасная WCB вугляродная сталь ліццё вырабаў.

Звяжыцеся з намі сёння!

 

Спасылка на артыкул:https://www.steel-foundry.com/wcb-carbon-steel-casting-product/