Slitasjebestandig (eller slitesterk) støpestål refererer til støpestål med god slitestyrke.I henhold til kjemisk sammensetning er det delt inn i ikke-legert, lavlegert og legert slitebestandig støpestål.Det finnes mange typer slitesterkt stål, som grovt kan deles inn i høymanganstål, middels og lavlegert slitebestandig stål, krom-molybden-silisium-manganstål, kavitasjonsbestandig stål, slitebestandig stål, og spesielt slitesterkt stål.Noen generelle legeringsstål som rustfritt stål, lagerstål, legert verktøystål og legert konstruksjonsstål brukes også som slitesterkt stål under spesifikke forhold.
Middels og lavlegert slitesterkt stål inneholder vanligvis kjemiske elementer som silisium, mangan, krom, molybden, vanadium, wolfram, nikkel, titan, bor, kobber, sjeldne jordarter, etc. Foringene til mange store og mellomstore kuler fabrikker i USA er laget av krom-molybden-silikon-mangan eller krom-molybden stål.De fleste slipekulene i USA er laget av middels og høyt karbon krommolybdenstål.For arbeidsstykker som arbeider under relativt høye temperaturer (for eksempel 200~500 ℃) sliteforhold eller hvis overflater er utsatt for relativt høye temperaturer på grunn av friksjonsvarme, legeringer som krommolybdenvanadium, krommolybdenvanadiumnikkel eller kromvanamolybde kan bli brukt.
Slitasje er et fenomen der materialet på arbeidsflaten til en gjenstand kontinuerlig ødelegges eller går tapt i relativ bevegelse.Delt på slitasjemekanismen, kan slitasje deles inn i slitasje, limslitasje, korrosjonsslitasje, erosjonsslitasje, kontaktutmattelsesslitasje, slagslitasje, frettingslitasje og andre kategorier.I det industrielle feltet står slipeslitasje og limslitasje for den største andelen av arbeidsstykkesslitasjefeil, og slitasjefeilmoduser som erosjon, korrosjon, tretthet og slitasje har en tendens til å oppstå under driften av noen viktige komponenter, så de blir stadig flere og mer oppmerksomhet.Under arbeidsforhold opptrer ofte flere former for slitasje samtidig eller etter hverandre, og samspillet med slitasjesvikt får en mer kompleks form.Bestemmelse av typen slitasjesvikt til arbeidsstykket er grunnlaget for rimelig valg eller utvikling av slitebestandig stål.
I tillegg er slitasje på deler og komponenter et systemteknisk problem.Det er mange faktorer som påvirker slitasje, inkludert arbeidsforhold (belastning, hastighet, bevegelsesmodus), smøreforhold, miljøfaktorer (fuktighet, temperatur, omgivende medier, etc.), og materialfaktorer (sammensetning, organisering, mekaniske egenskaper), overflate kvalitet og fysiske og kjemiske egenskaper til deler.Endringer i hver av disse faktorene kan endre mengden av slitasje og til og med endre slitasjemekanismen.Det kan sees at materialfaktoren kun er en av faktorene som påvirker slitasjen på arbeidsstykket.For å forbedre slitestyrken til ståldeler, er det nødvendig å starte med det generelle friksjons- og slitasjesystemet under spesifikke forhold for å oppnå ønsket effekt.
1. Løsningsvarmebehandling (vannherdende behandling) av slitesterkt høymanganstålstøpegods
Det er et stort antall utfelte karbider i den støpte strukturen til det slitesterke høymanganstålet.Disse karbidene vil redusere seigheten til støpegodset og gjøre det lett å frakture under bruk.Hovedformålet med løsningsvarmebehandling av støpegods med høyt manganstål er å eliminere karbider i den støpte strukturen og på korngrensene for å oppnå en enfaset austenittstruktur.Dette kan forbedre styrken og seigheten til høymanganstål, slik at høymanganstålstøpegods er egnet for et bredere spekter av felt.
Løsningsvarmebehandlingen av slitesterke støpegods med høyt manganholdig stål kan grovt deles inn i flere trinn: oppvarming av støpegods til over 1040°C og hold dem i passende tid, slik at karbidene deri er fullstendig oppløst i enfase austenitt ;deretter raskt avkjøling , Få austenitt solid løsning struktur.Denne løsningsbehandlingen kalles også vannherdende behandling.
(1) Temperatur på vannherdende behandling
Vannets seighetstemperatur avhenger av den kjemiske sammensetningen av stål med høy mangan, vanligvis 1050℃-1100℃.Høyt manganstål med høyt karboninnhold eller høyt legeringsinnhold (som ZG120Mn13Cr2 stål og ZG120Mn17 stål) bør ta den øvre grensen for vannets seighetstemperatur.Imidlertid vil en for høy vannseighetstemperatur forårsake alvorlig avkarbonisering på overflaten av støpegodset og den raske veksten av stålkornene med høy mangan, noe som vil påvirke ytelsen til stålet med høy mangan.
(2) Oppvarmingshastighet for vannherdende behandling
Den termiske ledningsevnen til manganstål er dårligere enn for generelt karbonstål.Støpegods med høyt manganstål har høy spenning og er lett å sprekke ved oppvarming, så oppvarmingshastigheten bør bestemmes i henhold til veggtykkelsen og formen på støpegodset.Generelt sett kan støpegods med mindre veggtykkelse og enkel struktur varmes opp i en raskere hastighet;støpegods med større veggtykkelse og kompleks struktur bør varmes sakte.I selve varmebehandlingsprosessen, for å redusere deformasjonen eller sprekkdannelsen av støpegodset under oppvarmingsprosessen, varmes det vanligvis opp til ca. 650 ℃ for å holde temperaturforskjellen mellom innsiden og utsiden av støpingen redusert, og temperaturen i ovnen er jevn, og deretter raskt stige til vann seighet temperatur.
(3) Holdetid for vannherdende behandling
Holdetiden for vannherdende behandling avhenger hovedsakelig av veggtykkelsen til støpegodset, for å sikre fullstendig oppløsning av karbider i den støpte strukturen og homogenisering av austenittstrukturen.Under normale omstendigheter kan det beregnes ved å øke holdetiden med 1 time for hver 25 mm økning i veggtykkelse.
(4) Avkjøling av vannherdende behandling
Kjøleprosessen har stor innflytelse på ytelsesindeksen og strukturen til støpegodset.Under vannherdningsbehandling bør temperaturen på støpegodset før det går i vannet være over 950°C for å forhindre at karbider gjenutfelles.Av denne grunn bør tidsintervallet mellom utstøping av ovnen og inn i vannet ikke overstige 30 sekunder.Vanntemperaturen bør være under 30°C før støpen går i vannet, og den maksimale vanntemperaturen etter inn i vannet bør ikke overstige 50°C.
(5) Karbid etter vannherdende behandling
Etter vannherdningsbehandlingen, hvis karbidene i høymanganstålet er fullstendig eliminert, er den metallografiske strukturen oppnådd på dette tidspunkt en enkelt austenittstruktur.Men en slik struktur kan bare oppnås i tynnveggede støpegods.Generelt er en liten mengde karbider i austenittkornene eller på korngrensene tillatt.Uoppløste karbider og utfelte karbider kan elimineres ved varmebehandling igjen.Imidlertid er eutektiske karbider utfelt på grunn av for høy oppvarmingstemperatur under vannherdende behandling ikke akseptable.Fordi det eutektiske karbidet ikke kan elimineres ved varmebehandling igjen.
2. Nedbørsforsterkende varmebehandling av slitesterkt stålstøpegods med høy hangan
Nedbørsforsterkende varmebehandling av slitesterkt høymanganstål refererer til tilsetning av en viss mengde karbiddannende elementer (som molybden, wolfram, vanadium, titan, niob og krom) gjennom varmebehandling for å oppnå en viss mengde og størrelse i høy manganstål Den andre fasen av de dispergerte karbidpartiklene.Denne varmebehandlingen kan styrke austenittmatrisen og forbedre slitestyrken til høyt manganstål.
3. Varmebehandling av slitesterkt middels kromstålstøpegods
Hensikten med varmebehandling av slitesterk medium kromstålstøpegods er å oppnå en martensittmatrisestruktur med høy styrke, seighet og høy hardhet, for å forbedre styrken, seigheten og slitestyrken til stålstøpene.
Slitasjebestandig middels kromstål inneholder flere kromelementer og har høyere herdbarhet.Derfor er dens vanlige varmebehandlingsmetode: etter 950 ℃-1000 ℃, dens austenitisering, deretter quenching-behandling og rettidig tempereringsbehandling (vanligvis ved 200-300 ℃).
4. Varmebehandling av slitesterkt lavlegert stålstøpegods
Slitasjebestandige støpegods av lavlegert stål behandles ved bråkjøling i vann, bråkjøling i olje og luftkjøling avhengig av legeringssammensetning og karboninnhold.Pearlittisk slitebestandig støpestål vedtar normalisering + tempererende varmebehandling.
For å oppnå en martensittmatrise med høy styrke, seighet og hardhet, og for å forbedre slitestyrken til stålstøpegods, bråkjøles slitesterkt lavlegert stålstøpegods vanligvis ved 850-950°C og tempereres ved 200-300°C .
Innleggstid: Aug-07-2021