Износоустойчива (или устойчива на абразия) лята стомана се отнася до лята стомана с добра устойчивост на износване. Според химичния състав се разделя на нелегирана, нисколегирана и легирана износоустойчива лята стомана. Има много видове износоустойчива стомана, която може грубо да се раздели на стомана с високо съдържание на манган, средно и ниско легирана износоустойчива стомана, хром-молибден-силициево-манганова стомана, устойчива на кавитация стомана, устойчива на износване стомана, и специална износоустойчива стомана. Някои общи легирани стомани като неръждаема стомана, лагерна стомана, легирана инструментална стомана и легирана структурна стомана също се използват като устойчива на износване стомана при определени условия.
Средно и нисколегираните износоустойчиви стомани обикновено съдържат химически елементи като силиций, манган, хром, молибден, ванадий, волфрам, никел, титан, бор, мед, редкоземни елементи и др. Облицовките на много големи и средни топки мелниците в Съединените щати са направени от хром-молибден-силико-манган или хром-молибденова стомана. Повечето топки за мелене в Съединените щати са направени от средно и високо въглеродна хром молибденова стомана. За детайли, които работят при относително висока температура (например 200～500℃) условия на абразивно износване или чиито повърхности са подложени на относително високи температури поради топлина от триене, сплави като хром молибден ванадий, хром молибден ванадий никел или хром молибден ванадий волфрам може да се използва.
Абразията е явление, при което материалът върху работната повърхност на обект непрекъснато се разрушава или губи при относително движение. Разделено по механизма на износване, износването може да бъде разделено на абразивно износване, адхезивно износване, корозионно износване, ерозионно износване, износване от контактна умора, износване при удар, износване при фрезиране и други категории. В промишленото поле абразивното износване и адхезивното износване представляват най-голямата част от повреди при износване на детайлите, а режимите на отказ от износване като ерозия, корозия, умора и фретинг обикновено се появяват при работата на някои важни компоненти, така че те стават все повече и повече внимание. При работни условия често се появяват няколко форми на износване едновременно или една след друга, а взаимодействието на износването придобива по-сложна форма. Определянето на вида на износването на детайла е основата за разумния избор или разработване на устойчива на износване стомана.
В допълнение, износването на части и компоненти е проблем на системното инженерство. Има много фактори, които влияят върху износването, включително условия на работа (натоварване, скорост, режим на движение), условия на смазване, фактори на околната среда (влажност, температура, околна среда и т.н.) и фактори на материала (състав, организация, механични свойства), повърхност качество и физични и химични свойства на частите. Промените във всеки от тези фактори могат да променят степента на износване и дори да променят механизма на износване. Вижда се, че материалният фактор е само един от факторите, които влияят върху износването на детайла. За да се подобри устойчивостта на износване на стоманените части, е необходимо да се започне с цялостната система за триене и износване при определени условия, за да се постигне желаният ефект.
1. Термична обработка с разтвор (обработка за заздравяване с вода) на устойчиви на износване стоманени отливки с високо съдържание на манган
Има голям брой утаени карбиди в отлятата структура на устойчивата на износване стомана с високо съдържание на манган. Тези карбиди ще намалят здравината на отливката и ще я направят лесна за счупване по време на употреба. Основната цел на термичната обработка с разтвор на стоманени отливки с високо съдържание на манган е да се елиминират карбидите в структурата след отливането и по границите на зърната, за да се получи еднофазна аустенитна структура. Това може да подобри здравината и издръжливостта на стоманата с високо съдържание на манган, така че отливките от стомана с високо съдържание на манган да са подходящи за по-широк диапазон от области.
Термичната обработка с разтвор на устойчиви на износване стоманени отливки с високо съдържание на манган може грубо да се раздели на няколко стъпки: нагряване на отливките до над 1040°C и задържането им за подходящо време, така че карбидите в тях да бъдат напълно разтворени в еднофазен аустенит ; след това бързо охлаждане, Получете структура на твърд разтвор на аустенит. Това третиране с разтвор се нарича още третиране с водно втвърдяване.
(1) Температура на водната обработка за втвърдяване
Температурата на издръжливост на водата зависи от химичния състав на стоманата с високо съдържание на манган, обикновено 1050℃-1100℃. Стомани с високо съдържание на манган с високо съдържание на въглерод или високо съдържание на сплав (като стомана ZG120Mn13Cr2 и стомана ZG120Mn17) трябва да приемат горната граница на температурата на устойчивост на вода. Прекомерно високата температура на издръжливост на водата обаче ще причини сериозно обезвъглеродяване на повърхността на отливката и бързото нарастване на стоманените зърна с високо съдържание на манган, което ще повлияе на работата на стоманата с високо съдържание на манган.
(2) Скорост на нагряване при обработка с водна твърдост
Топлинната проводимост на манганова стомана е по-лоша от тази на обикновената въглеродна стомана. Стоманените отливки с високо съдържание на манган имат голямо напрежение и лесно се напукват при нагряване, така че скоростта на нагряване трябва да се определя според дебелината на стената и формата на отливката. Най-общо казано, отливките с по-малка дебелина на стената и проста структура могат да се нагряват по-бързо; отливките с по-голяма дебелина на стената и сложна структура трябва да се нагряват бавно. В действителния процес на термична обработка, за да се намали деформацията или напукването на отливката по време на процеса на нагряване, тя обикновено се нагрява до около 650 ℃, за да се запази температурната разлика между вътрешната и външната част на отливката намалена и температурата в пещта е равномерна и след това бързо се повишава до температурата на издръжливост на водата.
(3) Време на задържане на обработката за втвърдяване с вода
Времето на задържане на обработката за закаляване с вода зависи главно от дебелината на стената на отливката, за да се осигури пълното разтваряне на карбидите в отлятата структура и хомогенизирането на аустенитната структура. При нормални обстоятелства може да се изчисли чрез увеличаване на времето на задържане с 1 час за всеки 25 mm увеличение на дебелината на стената.
(4) Охлаждане на водна обработка за втвърдяване
Процесът на охлаждане има голямо влияние върху индекса на ефективност и структурата на отливката. По време на обработката с водно закаляване температурата на отливката преди влизане във водата трябва да бъде над 950°C, за да се предотврати повторно утаяване на карбиди. Поради тази причина интервалът от време между изхвърлянето от пещта и влизането във водата не трябва да надвишава 30 секунди. Температурата на водата трябва да бъде под 30°C преди отливката да влезе във водата, а максималната температура на водата след влизане във водата не трябва да надвишава 50°C.
(5) Карбид след обработка с водна устойчивост
След обработката за закаляване с вода, ако карбидите в стоманата с високо съдържание на манган са напълно елиминирани, металографската структура, получена по това време, е единична аустенитна структура. Но такава структура може да се получи само в тънкостенни отливки. Обикновено се допуска малко количество карбиди в аустенитните зърна или по границите на зърната. Неразтворените карбиди и утаените карбиди могат да бъдат елиминирани отново чрез термична обработка. Въпреки това, евтектични карбиди, утаени поради прекомерна температура на нагряване по време на третиране с водна твърдост, не са приемливи. Тъй като евтектичният карбид не може да бъде елиминиран отново чрез термична обработка.
2. Термична обработка с утаяване на устойчиви на износване стоманени отливки с високо съдържание на ханган
Термичната обработка за усилване на утаяването на устойчива на износване стомана с високо съдържание на манган се отнася до добавянето на определено количество карбидообразуващи елементи (като молибден, волфрам, ванадий, титан, ниобий и хром) чрез термична обработка за получаване на определено количество и размер в стомана с високо съдържание на манган Втората фаза на диспергираните карбидни частици. Тази термична обработка може да укрепи аустенитната матрица и да подобри устойчивостта на износване на стомана с високо съдържание на манган.
3. Термична обработка на отливки от средно устойчива на износване хромирана стомана
Целта на термичната обработка на устойчиви на износване средно хромирани стоманени отливки е да се получи мартензитна матрична структура с висока якост, издръжливост и висока твърдост, така че да се подобри здравината, якостта и устойчивостта на износване на стоманените отливки.
Износоустойчивата средна хромирана стомана съдържа повече хромови елементи и има по-висока закаляемост. Следователно неговият обичаен метод на термична обработка е: след 950 ℃-1000 ℃, неговата аустенизация, след това охлаждане и навременно темпериране (обикновено при 200-300 ℃).
4. Термична обработка на отливки от износоустойчива нисколегирана стомана
Износоустойчивите отливки от нисколегирана стомана се обработват чрез закаляване във вода, закаляване в масло и закаляване на въздух в зависимост от състава на сплавта и съдържанието на въглерод. Перлитната износоустойчива лята стомана приема нормализираща + темперираща топлинна обработка.
За да се получи мартензитна матрица с висока якост, издръжливост и твърдост и да се подобри износоустойчивостта на стоманените отливки, износоустойчивите нисколегирани стоманени отливки обикновено се охлаждат при 850-950°C и темперират при 200-300°C .
Време на публикуване: 07 август 2021 г