S brzim razvojem kineske industrije plastike, tržišna potražnja za velikim čeličnim kalupima za plastiku, posebno čelikom P20, raste. P20 čelik za plastične kalupe ima jednostavan metalurški proizvodni proces, visok prinos, dobre performanse obrade unutar prethodno otvrdnutog raspona tvrdoće i dobru sposobnost kaljenja, čime se može postići ujednačena tvrdoća čelika velikog presjeka, posebno učinak poliranja zrcala je očigledan To je superiorno do običnog ugljičnog čelika i niskolegiranog čelika i može se naširoko koristiti u proizvodnji velikih plastičnih kalupa i složenih plastičnih kalupa visoke preciznosti sa šupljinom. Tradicionalni proces toplinske obrade je kaljenje/normaliziranje + temperiranje, što ne samo da uključuje mnoge procese, već donosi i probleme kao što su gubitak energije i veliki intenzitet rada za radnike. Stoga je to dobar način za uštedu energije u proizvodnji kalupnog čelika korištenjem procesa kontroliranog valjanja, kontroliranog hlađenja + kaljenja na niskoj temperaturi. Na temelju pokusa na malim uzorcima analizirana je i proučavana proizvodna izvedivost izravnog kaljenja nakon kontroliranog valjanja i kontroliranog hlađenja čelika P20.
Upotrebljava se čelik P20 proizveden u tvornici srednjeg limova čeličane. Njegov kemijski sastav (maseni udio, %): C0.35, Si0.38, Mn1.12, Cr1.70, Mo0.40, B i Ti u tragovima. Točka fazne promjene mjeri se dilatometrom. Točka fazne promjene čelika mjeri se u skladu s GB5056-1985. Brzina zagrijavanja je 200 stupnjeva / h. Eksperimentalno izmjereni Ac1 i Ac3 su 740 odnosno 800 stupnjeva.
Vruće valjani uzorci su kaljeni na različitim temperaturama. Temperature gašenja bile su: 820, 860, 900 i 940 stupnjeva, a vrijeme držanja bilo je 40 minuta. Kaljeni uzorci kaljeni su na različitim temperaturama, a temperature kaljenja su bile: 400, 500, 550 i 600 stupnjeva. Kako bi se simulirao proces toplinske obrade i svojstva čeličnih limova u masovnoj proizvodnji, također su provedeni direktni pokusi kaljenja u toplovaljanom stanju. Uzorci tretirani prema gore navedenom postupku su izrađeni u metalografske uzorke. Nakon nagrizanja alkoholom dušične kiseline, struktura je promatrana pod optičkim mikroskopom, a tvrdoća po Rockwellu svakog uzorka izmjerena je pomoću uređaja za mjerenje tvrdoće po Rockwellu.
Rezultati pokazuju:
(1) Dodavanje male količine bora u P20 produljuje razdoblje inkubacije transformacije feritne faze, inhibira stvaranje ferita, poboljšava kaljivost i čini tvrdoću poprečnog presjeka debelih ploča ujednačenijom, što ima dobru vrijednost primjene.
(2) Nakon što se P20 ugasi na 900 stupnjeva, tijekom procesa kaljenja na različitim temperaturama, kako se temperatura kaljenja povećava, veličina martenzitne letvice postupno se povećava, a neke raspršene male čestice karbida se talože. Na 550 stupnjeva, neke čestice karbida počinju rasti. Kako se temperatura povećava, tvrdoća kaljenja pokazuje silazni trend, a brzina opadanja se ubrzava kada dosegne 550 stupnjeva.
(3) Probna proizvodnja na licu mjesta prihvaća kontrolirano valjanje i kontrolirano hlađenje + postupak kaljenja na niskoj temperaturi. Njegova struktura je temperirana bainitna struktura. U tom stanju ima dobru čvrstoću i žilavost te dovoljnu tvrdoću, s tvrdoćom po Rockwellu između 32 i 36. Zamjena offline normalizacije normaliziranjem kotrljanja može donijeti velike ekonomske i društvene koristi poduzećima.
