L'acciaio fuso resistente all'usura (o resistente all'abrasione) si riferisce all'acciaio fuso con una buona resistenza all'usura.In base alla composizione chimica, è suddiviso in acciaio fuso resistente all'usura non legato, bassolegato e legato.Esistono molti tipi di acciaio resistente all'usura, che possono essere approssimativamente suddivisi in acciaio ad alto contenuto di manganese, acciaio resistente all'usura medio e bassolegato, acciaio al cromo-molibdeno-silicio-manganese, acciaio resistente alla cavitazione, acciaio resistente all'usura, e acciaio speciale resistente all'usura.Alcuni acciai legati generici come acciaio inossidabile, acciaio per cuscinetti, acciaio per utensili legato e acciaio strutturale legato vengono utilizzati anche come acciai resistenti all'usura in condizioni specifiche.
Gli acciai medio e basso legati resistenti all'usura di solito contengono elementi chimici come silicio, manganese, cromo, molibdeno, vanadio, tungsteno, nichel, titanio, boro, rame, terre rare, ecc. Le camicie di molte sfere di grandi e medie dimensioni i mulini negli Stati Uniti sono realizzati in acciaio al cromo-molibdeno-silico-manganese o al cromo-molibdeno.La maggior parte delle sfere di macinazione negli Stati Uniti sono realizzate in acciaio al cromo molibdeno a medio e alto tenore di carbonio.Per pezzi che lavorano a temperature relativamente elevate (ad esempio, 200~500 ℃) condizioni di usura abrasiva o le cui superfici sono soggette a temperature relativamente elevate a causa del calore di attrito, leghe come cromo molibdeno vanadio, cromo molibdeno vanadio nichel o cromo molibdeno vanadio tungsteno può essere utilizzata.
L'abrasione è un fenomeno in cui il materiale sulla superficie di lavoro di un oggetto viene continuamente distrutto o perso in movimento relativo.Divisa per il meccanismo di usura, l'usura può essere suddivisa in usura abrasiva, usura adesiva, usura da corrosione, usura da erosione, usura da fatica da contatto, usura da impatto, usura da sfregamento e altre categorie.Nel campo industriale, l'usura abrasiva e l'usura adesiva rappresentano la maggior parte dei guasti dovuti all'usura del pezzo e le modalità di guasto dell'usura come erosione, corrosione, fatica e sfregamento tendono a verificarsi nel funzionamento di alcuni componenti importanti, quindi stanno diventando più e più attenzione.Nelle condizioni di lavoro, spesso compaiono diverse forme di usura contemporaneamente o una dopo l'altra e l'interazione del cedimento dell'usura assume una forma più complessa.La determinazione del tipo di rottura per usura del pezzo è la base per la selezione o lo sviluppo ragionevole di acciaio resistente all'usura.
Inoltre, l'usura di parti e componenti è un problema di ingegneria del sistema.Ci sono molti fattori che influenzano l'usura, comprese le condizioni di lavoro (carico, velocità, modalità di movimento), le condizioni di lubrificazione, i fattori ambientali (umidità, temperatura, fluido circostante, ecc.) e i fattori del materiale (composizione, organizzazione, proprietà meccaniche), superficie qualità e proprietà fisiche e chimiche delle parti.Le modifiche in ciascuno di questi fattori possono modificare la quantità di usura e persino modificare il meccanismo di usura.Si può notare che il fattore materiale è solo uno dei fattori che influiscono sull'usura del pezzo.Per migliorare la resistenza all'usura delle parti in acciaio, è necessario iniziare con l'attrito complessivo e il sistema di usura in condizioni specifiche per ottenere l'effetto desiderato.
1. Trattamento termico in soluzione (trattamento di tempra all'acqua) di getti in acciaio ad alto contenuto di manganese resistenti all'usura
Nella struttura come fusa dell'acciaio ad alto contenuto di manganese resistente all'usura è presente un gran numero di carburi precipitati.Questi carburi ridurranno la tenacità del getto e ne faciliteranno la frattura durante l'uso.Lo scopo principale del trattamento termico in soluzione di getti di acciaio ad alto contenuto di manganese è eliminare i carburi nella struttura come colata e sui bordi del grano per ottenere una struttura austenite monofase.Ciò può migliorare la resistenza e la tenacità dell'acciaio ad alto contenuto di manganese, in modo che i getti di acciaio ad alto contenuto di manganese siano adatti a una più ampia gamma di campi.
Il trattamento termico in soluzione dei getti di acciaio ad alto contenuto di manganese resistente all'usura può essere approssimativamente suddiviso in più fasi: riscaldare i getti al di sopra di 1040°C e mantenerli per un tempo adeguato, in modo che i carburi in essi contenuti siano completamente disciolti in austenite monofase ;quindi raffreddamento rapido, ottenere una struttura di soluzione solida di austenite.Questo trattamento in soluzione è anche chiamato trattamento di tempra all'acqua.
(1) Temperatura del trattamento di tempra all'acqua
La temperatura di durezza dell'acqua dipende dalla composizione chimica dell'acciaio ad alto contenuto di manganese, solitamente 1050 ℃-1100 ℃.Gli acciai ad alto contenuto di manganese con alto contenuto di carbonio o alto contenuto di leghe (come l'acciaio ZG120Mn13Cr2 e l'acciaio ZG120Mn17) dovrebbero superare il limite superiore della temperatura di tenacità dell'acqua.Tuttavia, una temperatura di tenacità all'acqua eccessivamente elevata causerà una grave decarburazione sulla superficie del getto e la rapida crescita dei grani di acciaio ad alto contenuto di manganese, che influenzerà le prestazioni dell'acciaio ad alto contenuto di manganese.
(2) Velocità di riscaldamento del trattamento di tempra dell'acqua
La conduttività termica dell'acciaio al manganese è peggiore di quella dell'acciaio al carbonio generale.I getti in acciaio ad alto contenuto di manganese hanno sollecitazioni elevate e sono facili da rompere se riscaldati, quindi la velocità di riscaldamento deve essere determinata in base allo spessore della parete e alla forma del getto.In generale, i getti con uno spessore di parete inferiore e una struttura semplice possono essere riscaldati a una velocità maggiore;i getti con uno spessore della parete maggiore e una struttura complessa devono essere riscaldati lentamente.Nell'effettivo processo di trattamento termico, al fine di ridurre la deformazione o la fessurazione del getto durante il processo di riscaldamento, viene generalmente riscaldato a circa 650 ℃ per mantenere ridotta la differenza di temperatura tra l'interno e l'esterno del getto e la temperatura in il forno è uniforme e quindi aumenta rapidamente alla temperatura di durezza dell'acqua.
(3) Tempo di mantenimento del trattamento di tempra all'acqua
Il tempo di tenuta del trattamento di tempra all'acqua dipende principalmente dallo spessore della parete del getto, al fine di garantire la completa dissoluzione dei carburi nella struttura come colata e l'omogeneizzazione della struttura austenite.In circostanze normali, può essere calcolato aumentando il tempo di mantenimento di 1 ora per ogni 25 mm di aumento dello spessore della parete.
(4) Raffreddamento del trattamento di tempra all'acqua
Il processo di raffreddamento ha una grande influenza sull'indice di prestazione e sulla struttura del getto.Durante il trattamento di tempra all'acqua, la temperatura del getto prima dell'ingresso in acqua deve essere superiore a 950°C per evitare la riprecipitazione dei carburi.Per questo motivo, l'intervallo di tempo tra lo scarico del forno e l'ingresso in acqua non deve superare i 30 secondi.La temperatura dell'acqua deve essere inferiore a 30°C prima che il getto entri nell'acqua e la temperatura massima dell'acqua dopo l'ingresso nell'acqua non deve superare i 50°C.
(5) Carburo dopo il trattamento di tempra all'acqua
Dopo il trattamento di tempra all'acqua, se i carburi nell'acciaio ad alto contenuto di manganese vengono completamente eliminati, la struttura metallografica che si ottiene in questo momento è un'unica struttura di austenite.Ma una tale struttura può essere ottenuta solo in getti a parete sottile.Generalmente è consentita una piccola quantità di carburi nei grani di austenite o sui bordi del grano.I carburi non disciolti ei carburi precipitati possono essere eliminati nuovamente mediante trattamento termico.Tuttavia, i carburi eutettici precipitati a causa dell'eccessiva temperatura di riscaldamento durante il trattamento di tempra in acqua non sono accettabili.Perché il carburo eutettico non può essere eliminato nuovamente con il trattamento termico.
2. Trattamento termico di rafforzamento delle precipitazioni di getti in acciaio ad alto Hanganese resistenti all'usura
Il trattamento termico di rafforzamento delle precipitazioni dell'acciaio ad alto contenuto di manganese resistente all'usura si riferisce all'aggiunta di una certa quantità di elementi che formano carburo (come molibdeno, tungsteno, vanadio, titanio, niobio e cromo) attraverso il trattamento termico per ottenere una certa quantità e dimensione in acciaio ad alto contenuto di manganese La seconda fase delle particelle di carburo disperse.Questo trattamento termico può rafforzare la matrice di austenite e migliorare la resistenza all'usura dell'acciaio ad alto contenuto di manganese.
3. Trattamento termico di getti in acciaio al cromo medio resistenti all'usura
Lo scopo del trattamento termico dei getti in acciaio al cromo medio resistente all'usura è quello di ottenere una struttura a matrice di martensite con elevata resistenza, tenacità ed elevata durezza, in modo da migliorare la resistenza, la tenacità e la resistenza all'usura dei getti in acciaio.
L'acciaio al cromo medio resistente all'usura contiene più elementi di cromo e ha una maggiore temprabilità.Pertanto, il suo solito metodo di trattamento termico è: dopo 950 ℃-1000 ℃, la sua austenitizzazione, quindi il trattamento di tempra e il tempestivo trattamento di rinvenimento (di solito a 200-300 ℃).
4. Trattamento termico di getti in acciaio bassolegato resistenti all'usura
I getti di acciaio bassolegato resistenti all'usura vengono trattati mediante tempra in acqua, tempra in olio e tempra in aria a seconda della composizione della lega e del contenuto di carbonio.L'acciaio fuso perlitico resistente all'usura adotta un trattamento termico di normalizzazione + rinvenimento.
Al fine di ottenere una matrice di martensite con elevata resistenza, tenacità e durezza e per migliorare la resistenza all'usura dei getti di acciaio, i getti di acciaio bassolegato resistenti all'usura vengono solitamente temprati a 850-950°C e rinvenuti a 200-300°C .
Tempo di pubblicazione: 07-ago-2021