Odolná proti opotřebení (nebo otěruvzdorná) litá ocel označuje litou ocel s dobrou odolností proti opotřebení. Podle chemického složení se dělí na nelegovanou, nízkolegovanou a legovanou otěruvzdornou litou ocel. Existuje mnoho druhů otěruvzdorných ocelí, které lze zhruba rozdělit na vysokomanganovou ocel, středně a nízkolegovanou ocel odolnou proti opotřebení, chrom-molybden-křemík-manganovou ocel, kavitaci odolnou ocel, otěruvzdornou ocel, a speciální ocel odolná proti opotřebení. Některé obecně legované oceli, jako je nerezová ocel, ložisková ocel, legovaná nástrojová ocel a legovaná konstrukční ocel, se také používají jako oceli odolné proti opotřebení za určitých podmínek.
Středně a nízkolegované oceli odolné proti opotřebení obvykle obsahují chemické prvky jako křemík, mangan, chrom, molybden, vanad, wolfram, nikl, titan, bor, měď, vzácné zeminy atd. Vložky mnoha velkých a středně velkých kuliček mlýny ve Spojených státech jsou vyrobeny z chrom-molybden-křemičito-manganové nebo chrom-molybdenové oceli. Většina mlecích koulí ve Spojených státech je vyrobena ze středně a vysoce uhlíkové chrom-molybdenové oceli. Pro obrobky, které pracují při relativně vysoké teplotě (například 200–500 °C), abrazivním opotřebení nebo jejichž povrchy jsou vystaveny relativně vysokým teplotám v důsledku třecího tepla, slitiny, jako je chrom molybden vanad, chrom molybden vanad nikl nebo chrom molybden vanad wolfram lze použít.
Abraze je jev, při kterém se materiál na pracovní ploše předmětu neustále ničí nebo ztrácí v relativním pohybu. Podle mechanismu opotřebení lze opotřebení rozdělit na abrazivní opotřebení, adhezivní opotřebení, korozní opotřebení, erozní opotřebení, kontaktní únavové opotřebení, nárazové opotřebení, třecí opotřebení a další kategorie. V průmyslové oblasti představuje abrazivní opotřebení a adhezivní opotřebení největší podíl poruch opotřebení obrobku a při provozu některých důležitých součástí se obvykle objevují způsoby selhání opotřebení, jako je eroze, koroze, únava a tření, takže jsou stále více. a více pozornosti. V pracovních podmínkách se často objevuje několik forem opotřebení současně nebo jedna po druhé a interakce selhání opotřebení nabývá složitější podoby. Určení typu porušení opotřebení obrobku je základem pro rozumný výběr nebo vývoj otěruvzdorné oceli.
Problémem systémového inženýrství je navíc opotřebení dílů a komponent. Existuje mnoho faktorů, které ovlivňují opotřebení, včetně pracovních podmínek (zatížení, rychlost, režim pohybu), podmínek mazání, faktorů prostředí (vlhkost, teplota, okolní média atd.) a faktorů materiálu (složení, organizace, mechanické vlastnosti), povrchu kvalita a fyzikální a chemické vlastnosti dílů. Změny v každém z těchto faktorů mohou změnit míru opotřebení a dokonce změnit mechanismus opotřebení. Je vidět, že faktor materiálu je pouze jedním z faktorů, které ovlivňují opotřebení obrobku. Pro zlepšení odolnosti ocelových dílů proti opotřebení je nutné pro dosažení požadovaného efektu začít s celkovým systémem tření a opotřebení za specifických podmínek.
1. Tepelné zpracování roztokem (zpevnění vodou) odlitků z vysoce manganové oceli odolných proti opotřebení
Ve struktuře odlité oceli s vysokým obsahem manganu odolné proti opotřebení je velké množství precipitovaných karbidů. Tyto karbidy sníží houževnatost odlitku a usnadňují jeho zlomení během používání. Hlavním účelem roztokového tepelného zpracování odlitků z oceli s vysokým obsahem manganu je eliminace karbidů ve struktuře po odlití a na hranicích zrn pro získání jednofázové austenitové struktury. To může zlepšit pevnost a houževnatost oceli s vysokým obsahem manganu, takže odlitky z vysoce manganové oceli jsou vhodné pro širší škálu oborů.
Roztokové tepelné zpracování odlitků z manganové oceli odolných proti opotřebení lze zhruba rozdělit do několika kroků: zahřátí odlitků na teplotu vyšší než 1040 °C a jejich udržování po přiměřenou dobu, aby se karbidy v nich zcela rozpustily v jednofázovém austenitu ; poté rychle ochlaďte, získáte strukturu pevného roztoku austenitu. Tato úprava roztokem se také nazývá úprava zpevnění vodou.
(1) Teplota úpravy kalení vodou
Teplota houževnatosti vody závisí na chemickém složení oceli s vysokým obsahem manganu, obvykle 1050℃-1100℃. Oceli s vysokým obsahem manganu s vysokým obsahem uhlíku nebo vysokým obsahem slitin (jako je ocel ZG120Mn13Cr2 a ocel ZG120Mn17) by měly mít horní mez teploty houževnatosti vody. Příliš vysoká teplota houževnatosti vody však způsobí silné oduhličení na povrchu odlitku a rychlý růst zrn oceli s vysokým obsahem manganu, což ovlivní vlastnosti oceli s vysokým obsahem manganu.
(2) Rychlost ohřevu úpravy kalení vodou
Tepelná vodivost manganové oceli je horší než u obecné uhlíkové oceli. Ocelové odlitky s vysokým obsahem manganu mají vysoké pnutí a při zahřívání snadno praskají, proto by se rychlost ohřevu měla určovat podle tloušťky stěny a tvaru odlitku. Obecně lze říci, že odlitky s menší tloušťkou stěny a jednoduchou strukturou lze ohřívat rychleji; odlitky s větší tloušťkou stěny a složitou strukturou by měly být ohřívány pomalu. Ve skutečném procesu tepelného zpracování, aby se snížila deformace nebo praskání odlitku během procesu zahřívání, se obecně zahřívá na asi 650 ° C, aby se snížil teplotní rozdíl mezi vnitřkem a vnějškem odlitku a teplota v pec je stejnoměrná a pak rychle stoupá na teplotu houževnatosti vody.
(3) Doba výdrže úpravy zpevnění vodou
Doba výdrže úpravy zpevnění vodou závisí především na tloušťce stěny odlitku, aby bylo zajištěno úplné rozpuštění karbidů v odlité struktuře a homogenizace struktury austenitu. Za normálních okolností ji lze vypočítat zvýšením doby výdrže o 1 hodinu na každých 25 mm nárůstu tloušťky stěny.
(4) Chlazení úpravy kalení vodou
Proces chlazení má velký vliv na výkonnostní index a strukturu odlitku. Při úpravě kalení vodou by teplota odlitku před vstupem do vody měla být nad 950 °C, aby se zabránilo opětovnému vysrážení karbidů. Z tohoto důvodu by časový interval mezi vyhozením z pece a vstupem do vody neměl přesáhnout 30 sekund. Teplota vody by před vstupem odlitku do vody měla být nižší než 30°C a maximální teplota vody po vstupu do vody by neměla přesáhnout 50°C.
(5) Karbid po úpravě kalení vodou
Po úpravě kalení vodou, pokud jsou karbidy v oceli s vysokým obsahem manganu zcela odstraněny, je metalografická struktura získaná v tomto okamžiku jediná austenitová struktura. Ale takovou strukturu lze získat pouze v tenkostěnných odlitcích. Obecně je povoleno malé množství karbidů v austenitových zrnech nebo na hranicích zrn. Nerozpuštěné karbidy a vysrážené karbidy lze opět odstranit tepelným zpracováním. Avšak eutektické karbidy vysrážené v důsledku nadměrné teploty ohřevu během úpravy kalení vodou nejsou přijatelné. Protože eutektický karbid nelze odstranit opětovným tepelným zpracováním.
2. Zpevnění srážením Tepelné zpracování odlitků z vysoce hanganové oceli odolné proti opotřebení
Tepelné zpracování odolné proti opotřebení s vysokým obsahem manganu srážením se týká přidání určitého množství prvků tvořících karbidy (jako je molybden, wolfram, vanad, titan, niob a chrom) prostřednictvím tepelného zpracování za účelem získání určitého množství a velikosti v vysoce manganová ocel Druhá fáze rozptýlených karbidových částic. Toto tepelné zpracování může posílit austenitovou matrici a zlepšit odolnost proti opotřebení oceli s vysokým obsahem manganu.
3. Tepelné zpracování odlitků z chromové oceli odolné proti opotřebení
Účelem tepelného zpracování odlitků z chromové oceli odolných proti opotřebení je získat strukturu martenzitové matrice s vysokou pevností, houževnatostí a vysokou tvrdostí, aby se zlepšila pevnost, houževnatost a odolnost proti opotřebení ocelových odlitků.
Střední chromová ocel odolná proti opotřebení obsahuje více prvků chromu a má vyšší prokalitelnost. Proto je jeho obvyklá metoda tepelného zpracování: po 950℃-1000℃ jeho austenitizace, poté kalení a včasné temperování (obvykle při 200-300℃).
4. Tepelné zpracování odlitků z nízkolegované oceli odolné proti opotřebení
Odlitky z nízkolegované oceli odolné proti opotřebení se upravují kalením do vody, kalením do oleje a kalením vzduchem v závislosti na složení slitiny a obsahu uhlíku. Perlitická litá ocel odolná proti opotřebení využívá normalizační + temperovací tepelné zpracování.
Aby se získala martenzitická matrice s vysokou pevností, houževnatostí a tvrdostí a aby se zlepšila odolnost ocelových odlitků proti opotřebení, odlitky z nízkolegované oceli odolné proti opotřebení se obvykle kalí při 850-950 °C a popouštějí při 200-300 °C. .
Čas odeslání: srpen-07-2021