Slitstarkt (eller nötningsbeständigt) gjutstål avser gjutstål med god slitstyrka.Enligt kemisk sammansättning är den uppdelad i olegerat, låglegerat och legerat slitstarkt gjutstål.Det finns många typer av slitstarkt stål, som grovt kan delas in i högmanganstål, medel- och låglegerat slitstarkt stål, krom-molybden-kisel-manganstål, kavitationsbeständigt stål, slitstarkt stål, och speciellt slitstarkt stål.Vissa allmänna legerade stål såsom rostfritt stål, lagerstål, legerat verktygsstål och legerat konstruktionsstål används också som slitstarkt stål under specifika förhållanden.
Medel- och låglegerade slitstarka stål innehåller vanligtvis kemiska element som kisel, mangan, krom, molybden, vanadin, volfram, nickel, titan, bor, koppar, sällsynta jordartsmetaller, etc. Liners av många stora och medelstora kulor bruk i USA är gjorda av krom-molybden-kisel-mangan eller krom-molybden stål.De flesta slipkulorna i USA är gjorda av krommolybdenstål med medium och hög kolhalt.För arbetsstycken som arbetar under relativt höga temperaturer (till exempel 200~500 ℃) nötande slitageförhållanden eller vars ytor utsätts för relativt höga temperaturer på grund av friktionsvärme, legeringar som krommolybdenvanadin, krommolybdenvanadinnickel eller kromvanamolybde kan användas.
Nötning är ett fenomen där materialet på arbetsytan av ett föremål kontinuerligt förstörs eller förloras i relativ rörelse.Uppdelat på slitagemekanismen kan slitage delas in i nötande slitage, adhesivt slitage, korrosionsslitage, erosionsslitage, kontaktutmattningsslitage, slagslitage, nötningsslitage och andra kategorier.Inom det industriella området står slitage och limslitage för den största andelen av slitagefel på arbetsstycket, och slitagebrottslägen som erosion, korrosion, utmattning och nötning tenderar att uppstå vid driften av vissa viktiga komponenter, så de blir fler och mer uppmärksamhet.Under arbetsförhållanden uppstår ofta flera former av slitage samtidigt eller efter varandra, och samspelet med slitagebrott får en mer komplex form.Att bestämma typen av slitagebrott hos arbetsstycket är grunden för ett rimligt val eller utveckling av slitstarkt stål.
Dessutom är slitage på delar och komponenter ett systemtekniskt problem.Det finns många faktorer som påverkar slitaget, inklusive arbetsförhållanden (belastning, hastighet, rörelseläge), smörjförhållanden, miljöfaktorer (fuktighet, temperatur, omgivande media etc.) och materialfaktorer (sammansättning, organisation, mekaniska egenskaper), yta delars kvalitet och fysikaliska och kemiska egenskaper.Förändringar i var och en av dessa faktorer kan förändra mängden slitage och till och med förändra slitagemekanismen.Man kan se att materialfaktorn bara är en av de faktorer som påverkar arbetsstyckets slitage.För att förbättra slitstyrkan hos ståldelar är det nödvändigt att börja med det övergripande friktions- och slitagesystemet under specifika förhållanden för att uppnå önskad effekt.
1. Lösningsvärmebehandling (vattenhärdande behandling) av slitstarka högmanganstålgjutgods
Det finns ett stort antal utfällda karbider i den gjutna strukturen av det slitstarka högmanganstålet.Dessa karbider kommer att minska segheten hos gjutgodset och göra det lätt att spricka under användning.Huvudsyftet med lösningsvärmebehandling av stålgjutgods med hög manganhalt är att eliminera karbider i den gjutna strukturen och på korngränserna för att erhålla en enfas austenitstruktur.Detta kan förbättra styrkan och segheten hos stål med hög manganhalt, så att gjutgods med hög manganhalt är lämpliga för ett bredare spektrum av områden.
Lösningsvärmebehandlingen av slitstarka stålgjutgods med hög manganhalt kan grovt delas in i flera steg: uppvärmning av gjutgods till över 1040°C och håll dem under en lämplig tid, så att karbiderna däri är helt upplösta i enfas austenit ;sedan snabbt kyla , Få austenit fast lösning struktur.Denna lösningsbehandling kallas också för vattenhärdande behandling.
(1) Temperatur för vattenhärdningsbehandling
Vattenseghetstemperaturen beror på den kemiska sammansättningen av stål med hög manganhalt, vanligtvis 1050℃-1100℃.Högt manganstål med högt kolinnehåll eller högt legeringsinnehåll (som ZG120Mn13Cr2 stål och ZG120Mn17 stål) bör ta den övre gränsen för vattenseghetstemperaturen.En alltför hög vattenseghetstemperatur kommer emellertid att orsaka allvarlig avkolning på gjutgodsytan och den snabba tillväxten av stålkornen med hög manganhalt, vilket kommer att påverka prestanda hos stålet med hög manganhalt.
(2) Uppvärmningshastighet för vattenhärdande behandling
Värmeledningsförmågan hos manganstål är sämre än för vanligt kolstål.Stålgjutgods med hög manganhalt har hög spänning och är lätt att spricka vid upphettning, så uppvärmningshastigheten bör bestämmas enligt gjutgodsets väggtjocklek och form.Generellt sett kan gjutgods med mindre väggtjocklek och enkel struktur värmas upp i snabbare takt;Gjutgods med större väggtjocklek och komplex struktur bör värmas långsamt.I själva värmebehandlingsprocessen, för att minska deformationen eller sprickbildningen av gjutgodset under uppvärmningsprocessen, värms det vanligtvis upp till cirka 650 ℃ för att hålla temperaturskillnaden mellan insidan och utsidan av gjutningen reducerad och temperaturen i ugnen är enhetlig och stiger sedan snabbt till vattenseghetstemperaturen.
(3) Hålltid för vattenhärdningsbehandling
Hålltiden för vattenhärdningsbehandlingen beror huvudsakligen på gjutgodsets väggtjocklek, för att säkerställa fullständig upplösning av karbider i den gjutna strukturen och homogeniseringen av austenitstrukturen.Under normala förhållanden kan den beräknas genom att öka hålltiden med 1 timme för varje 25 mm ökning av väggtjockleken.
(4) Kylning av vattenhärdningsbehandling
Kylningsprocessen har stor inverkan på gjutgodsets prestandaindex och struktur.Under vattenhärdningsbehandling bör gjutstyckets temperatur innan det går i vattnet vara över 950°C för att förhindra att karbider återutfälls.Av denna anledning bör tidsintervallet mellan utgjutning ur ugnen och in i vattnet inte överstiga 30 sekunder.Vattentemperaturen bör vara under 30°C innan gjutgodset kommer i vattnet, och den maximala vattentemperaturen efter att ha kommit i vattnet bör inte överstiga 50°C.
(5) Karbid efter vattenhärdningsbehandling
Efter vattenhärdningsbehandlingen, om karbiderna i stålet med hög manganhalt är helt eliminerade, är den metallografiska strukturen som erhålls vid denna tidpunkt en enda austenitstruktur.Men en sådan struktur kan endast erhållas i tunnväggiga gjutgods.I allmänhet tillåts en liten mängd karbider i austenitkornen eller på korngränserna.Olösta karbider och utfällda karbider kan elimineras genom värmebehandling igen.Emellertid är eutektiska karbider utfällda på grund av för hög uppvärmningstemperatur under vattenhärdningsbehandling inte acceptabla.Eftersom den eutektiska karbiden inte kan elimineras genom värmebehandling igen.
2. Nederbördsförstärkande värmebehandling av slitstarka höghanganstålgjutgods
Nederbördsförstärkande värmebehandling av slitstarkt högmanganstål avser tillsats av en viss mängd karbidbildande element (såsom molybden, volfram, vanadin, titan, niob och krom) genom värmebehandling för att erhålla en viss mängd och storlek i högt manganstål Den andra fasen av de dispergerade karbidpartiklarna.Denna värmebehandling kan stärka austenitmatrisen och förbättra slitstyrkan hos högmanganstål.
3. Värmebehandling av slitstarka medelstora kromstålgjutgods
Syftet med värmebehandling av slitstarka medelstora kromstålgjutgods är att erhålla en martensitmatrisstruktur med hög hållfasthet, seghet och hög hårdhet, för att förbättra hållfastheten, segheten och slitstyrkan hos stålgjutgodset.
Slitstarkt medium kromstål innehåller fler kromelement och har högre härdbarhet.Därför är dess vanliga värmebehandlingsmetod: efter 950 ℃-1000 ℃, dess austenitisering, sedan släckningsbehandling och snabb härdningsbehandling (vanligtvis vid 200-300 ℃).
4. Värmebehandling av slitstarka låglegerade stålgjutgods
Slitstarka låglegerade stålgjutgods behandlas genom kylning i vatten, kylning i olja och luftkylning beroende på legeringssammansättning och kolhalt.Pearlitiskt slitstarkt gjutstål antar normalisering + anlöpande värmebehandling.
För att erhålla en martensitmatris med hög hållfasthet, seghet och hårdhet, och för att förbättra slitstyrkan hos stålgjutgods, härdas slitstarka låglegerade stålgjutgods vanligtvis vid 850-950°C och härdas vid 200-300°C .
Posttid: 2021-07-07