Έρευνα Επενδύσεων Mill Liners SAG από κράμα χάλυβα ανθεκτικό στη διάβρωση-τριβή
Με βάση τις συνθήκες εργασίας ημιαυτόγενους μύλου του πελάτη, η Η H&G Machinery ερευνά ανθεκτικούς στη διάβρωση κραματοποιημένους χάλυβες για ημιαυτόγενες επενδύσεις μύλου.
Οι ημι-αυτογενείς επενδύσεις μύλου είναι υπό κρούση λειαντικά και σοβαρές διαβρωτικές συνθήκες φθοράς. Σήμερα ο χάλυβας υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως ως πλάκες επένδυσης μύλου SAG στο εσωτερικό και στο εξωτερικό, αλλά η μικρή διάρκεια ζωής των πλακών επένδυσης χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο υπό τριβή έκανε το κόστος παραγωγής να αυξηθεί και αυτό το υλικό πρέπει να εκτοπιστεί. Προκειμένου να βελτιωθεί η διάρκεια ζωής και να μειωθεί το κόστος παραγωγής των πλακών επένδυσης μύλου SAG, η ανάπτυξη νέων ανθεκτικών στη φθορά κραματοποιημένων χάλυβων έχει ακαδημαϊκή σημασία και οικονομική αξία. Σε αυτό το πλαίσιο, ένας νέος τύπος χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα έχει αναπτυχθεί και ερευνηθεί, ταυτόχρονα μια νέα επένδυση από χάλυβα μπαινίτη, μια νέα σύνθετη επένδυση από χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο και μια επένδυση από χάλυβα περλίτη έχουν αναπτυχθεί στην H&G. Μηχανήματα. Η επίδραση της διαδικασίας θερμικής επεξεργασίας στη χημική σύνθεση, τη μικροδομή, τη σκληρότητα, την αντοχή σε κρούση, τη δοκιμή εφελκυσμού, την αντοχή στη διάβρωση και την αντίσταση στη διάβρωση από κρούση στη φθορά του χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα ερευνήθηκε με μεταλλογραφικό μικροσκόπιο Leica, σιγαστήρα, μετρητή σκληρότητας , συσκευή ελέγχου κρούσης με όργανα, μηχανή δοκιμής εφελκυσμού, μηχανή δοκιμής διάβρωσης κρούσης, γδαρσίματος, διάχυση ακτίνων Χ, ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης και άλλα ερευνητικά όργανα και μέσα. Ταυτόχρονα, διερευνήθηκαν η μικροδομή και οι περιεκτικές ιδιότητες τριών νέων πλακών επένδυσης ανθεκτικών στην τριβή.
Πρώτον, έγιναν τέσσερις διαφορετικές θερμικές επεξεργασίες για ανθεκτικό στη φθορά χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα χαμηλού κράματος με σύνθεση C 0,65%, Si 0,54%, Mn 0,97%, Cr 2,89%, Mo 0,35%, Ni 0,75%, N 0,10%. Συζητήθηκε η επίδραση των διεργασιών θερμικής επεξεργασίας στη μικροδομή και τις ιδιότητες του κράματος υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα χαμηλού άνθρακα. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η μικροδομή του χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα με ανόπτηση με ανόπτηση 1000°C, κανονικοποίηση 950°C και σκληρυμένο στους 250°C είναι περλίτης και η ενέργεια απορρόφησης κρούσης Charpy V-notch είναι η υψηλότερη (8,37 J). Η επιμήκυνση με τις ίδιες διαδικασίες θερμικής επεξεργασίας είναι μέγιστη (14,31%), ενώ η αντοχή σε εφελκυσμό, η αντοχή διαρροής και η σκληρότητα είναι 1005 MPa, 850 MPa και 43,8 HRC. Ο χάλυβας χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα με ανόπτηση στους 1000°C, κανονικοποίηση 950°C και σκληρυμένο στους 250°C έχει τις καλύτερες ολοκληρωμένες ιδιότητες.
Τα αποτελέσματα της μελέτης των τριών νέων τύπων πλακών επένδυσης που αναπτύχθηκαν είναι τα ακόλουθα. Η σκληρότητα των πλακών επένδυσης από χάλυβα μπαινίτη είναι 51,7 HRC. Μετά τη σκλήρυνση εργασίας, η σκληρότητα των πλακών επένδυσης αυξάνεται κατά 50 HV και η ενέργεια απορρόφησης κρούσης με εγκοπή Charpy V είναι 7,50 J, του οποίου η σκληρότητα και η σκληρότητα ταιριάζουν καλά. Οι σύνθετες πλάκες επένδυσης με μήτρα χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο είναι ένα σύνθετο υλικό με μήτρα τον ωστενίτη και το καρβίδιο ως δεύτερη φάση. Η σκληρότητα των σύνθετων πλακών επένδυσης με μήτρα χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο είναι 26,5 HRC. Μετά τη σκλήρυνση εργασίας, η σκληρότητα των πλακών επένδυσης αυξάνεται στα 667 HV (58,7 HRC) και η ενέργεια απορρόφησης κρούσης Charpy U-notch είναι 87,70 J. Η επιμήκυνση των πλακών επένδυσης με καλή σκληρότητα είναι 9,20%, ενώ η αντοχή σε εφελκυσμό και οι αντοχές διαρροής είναι 743 MPa και 547 MPa. Η σκληρότητα των πλακών επένδυσης περλιτικού είναι 31,3 HRC. Μετά τη σκλήρυνση εργασίας, η σκληρότητα των πλακών επένδυσης παραμένει σχεδόν αμετάβλητη και η ενέργεια απορρόφησης κρούσης Charpy V-notch είναι 6,00J. Η επιμήκυνση των περλιτικών πλακών επένδυσης είναι χαμηλή (6,64%), ενώ η αντοχή σε εφελκυσμό και οι αντοχές διαρροής είναι 766 MPa και 420 MPa.
Σε συνθήκες ενέργειας κρούσης 4,5 J: το φθαρμένο βάρος απώλειας των πλακών επένδυσης από χάλυβα μπεϊνίτη είναι το λιγότερο και αυτό το υλικό έχει την καλύτερη απόδοση ως προς την αντοχή στη φθορά από διάβρωση από κρούση σε αυτή την κατάσταση. Σε συνθήκες ενέργειας κρούσης 9 J: το φθαρμένο βάρος απώλειας του χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα, χαμηλού κράματος που έχει ανόπτηση με ανόπτηση 1000°C, κανονικοποιημένο στους 950°C και σκληρυμένο στους 250°C είναι το λιγότερο, και αυτό το υλικό έχει την καλύτερη απόδοση ως προς την αντίσταση στη φθορά λόγω διάβρωσης. αυτή η συνθήκη.
Οι αναλύσεις της ζήτησης για συνθήκες εφαρμογής, όταν το φορτίο κρούσης είναι πολύ μικρό, οι πλάκες επένδυσης SAG θα πρέπει να κατασκευάζονται από χάλυβα μπαινίτη. όταν το φορτίο κρούσης είναι μεγάλο, οι πλάκες επένδυσης SAG θα πρέπει να κατασκευάζονται από χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα χαμηλού κράματος ανόπτησης με ανόπτηση 1000°C, κανονικοποίηση 950°C και μετριασμό στους 250°C.
1.1 Κατάσταση έρευνας υλικών επένδυσης ημιαυτόματων μύλων
1.1.1 Ημιαυτόματος Μύλος
Το 1932, η πρόοδος της βιομηχανικής τεχνολογίας γέννησε τον πρώτο αυτογενή μύλο στον κόσμο. Γύρω στο 1950, ο αυτογενής μύλος χρησιμοποιήθηκε επίσημα στην παραγωγή ορυχείων. Μετά το 1960, η διαδικασία πλήρους αυτογενούς λείανσης έγινε δημοφιλής σε πολλά μεταλλουργικά ορυχεία σε πολλές χώρες. Στη διαδικασία αυτοάλεσης, μετάλλευμα με μέγεθος μεγαλύτερο από 100 mm χρησιμοποιείται ως κύριο μέσο λείανσης στην άλεση, αλλά το μέγεθος είναι μεταξύ 20 mm και 80 mm.
Λόγω της κακής του ικανότητας άλεσης, δεν είναι εύκολο να αλεσθεί στο κατάλληλο μέγεθος από το μεγάλου μεγέθους μετάλλευμα. Για να λύσουν αυτό το πρόβλημα, οι ερευνητές προσπαθούν να προσθέσουν μια ορισμένη ποσότητα χαλύβδινης σφαίρας σε έναν αυτογενή μύλο για να αλέσουν αυτού του είδους τα λειαντικά. Γενικά, η ποσότητα της χαλύβδινης σφαίρας που προστίθεται είναι 2 ~ 8% του όγκου του αυτογενούς μύλου. Αυτή η βελτίωση βελτιώνει σημαντικά την απόδοση του τμήματος άλεσης του ορυχείου και θα πρέπει επίσης να παραχθεί ο ημιαυτόγενος μύλος.
Το Σχήμα 1-1 δείχνει το συμπαγές διάγραμμα του ημι-αυτογενούς μύλου που χρησιμοποιείται σε μεταλλωρυχεία και το Σχήμα 1-2 δείχνει την πλάκα επένδυσης του ημιαυτογενούς μύλου που πρόκειται να συναρμολογηθεί. Εν ολίγοις, ο ημι-αυτογενής μύλος είναι ένα είδος εξοπλισμού παραγωγής μεταλλευμάτων που χρησιμοποιεί μια σφαίρα λείανσης εν μέρει και το ίδιο το μετάλλευμα για την άλεση μεταλλευμάτων. Αν και ο ημιαυτόγενος μύλος έχει σχετικά υψηλή κατανάλωση ενέργειας, η οποία δεν ευνοεί την αποτελεσματική χρήση της ενέργειας, ο ημιαυτόγενος μύλος περιλαμβάνει: λειτουργία μεσαίας και λεπτής σύνθλιψης, λειτουργία κοσκίνισης και μεταφορά μεταλλεύματος, η οποία μειώνει σημαντικά την παραγωγή ορυχείου διαδικασία, μειώνει τη ρύπανση από σκόνη, μειώνει το κόστος παραγωγής και μειώνει τις επενδύσεις στην παραγωγή.
Ο ημι-αυτογενής μύλος περιλαμβάνει κυρίως το τμήμα μετάδοσης, το κύριο έδρανο, την οθόνη κυλίνδρου, το τμήμα κυλίνδρου, τη συσκευή αργής κίνησης, τον κύριο κινητήρα, τη συσκευή ανύψωσης, τη λίπανση, τον ηλεκτρικό έλεγχο κ.λπ. η επένδυση μύλου είναι το βασικό συστατικό του τμήματος κάννης του ημιαυτόγενος μύλος και είναι επίσης το μέρος με τις περισσότερες απώλειες.
1.1.2 Ημιαυτογενείς επενδύσεις μύλου
Ο κύλινδρος του ημι-αυτογενούς μύλου περιστρέφεται συγχρόνως κάτω από την κίνηση του κινητήρα. Τα υλικά (χάλυβας σφαίρας και μεταλλεύματος) που φορτώνονται στον κύλινδρο περιστρέφονται σε ένα ορισμένο ύψος μαζί με τον κύλινδρο. Υπό τη δράση της βαρύτητας, ρίχνονται κάτω με μια ορισμένη γραμμική ταχύτητα. Το μεταλλεύμα μετάλλου, η σφαίρα λείανσης και η πλάκα επένδυσης θα έχουν σχετικά μεγάλο αντίκτυπο και σοβαρή φθορά. Αυτά τα φαινόμενα κάνουν το μεταλλικό μετάλλευμα να αλέθεται και το πιο σημαντικό είναι να αλέσει το μετάλλευμα Μετά την άλεση, το κατάλληλο υλικό αποστέλλεται έξω από τον κύλινδρο υπό την κρούση του νερού.
1.2 Ανθεκτικά στη φθορά υλικά για ημιαυτόγενες επενδύσεις μύλου
Τα ανθεκτικά στη φθορά χαλύβδινα μέρη που καταναλώνονται από λειαντική φθορά είναι μία από τις πιο σοβαρές συνθήκες εργασίας των ανθεκτικών στη φθορά εξαρτημάτων από χάλυβα. Σε σύγκριση με τις συνθήκες φθοράς ξηρού λειαντικού, οι συνθήκες φθοράς υγρού λειαντικού περιέχουν ορισμένους παράγοντες διάβρωσης, επομένως ο βαθμός φθοράς είναι πιο περίπλοκος και σοβαρός. Οι μύλοι της επένδυσης του ημιαυτόγενου μύλου όχι μόνο υπόκεινται σε σοβαρές κρούσεις και φθορά για μεγάλο χρονικό διάστημα αλλά υπόκεινται και στη διάβρωση υγρών ορυκτών υλικών. Ταυτόχρονα, έχει υποστεί την αλληλεπίδραση της πρόσκρουσης της επένδυσης, της λειαντικής φθοράς και της ηλεκτροχημικής διάβρωσης για μεγάλο χρονικό διάστημα κατά τη διαδικασία σέρβις, γεγονός που κάνει την επένδυση να γίνει το πιο σοβαρό τμήμα φθοράς και αστοχίας του μύλου SAG .
Έχει μακρά ιστορία η χρήση χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο ως επενδύσεις μύλου ενός υγρού μύλου στο εσωτερικό και στο εξωτερικό. Μέχρι τώρα, ο χάλυβας με υψηλή περιεκτικότητα σε μαγγάνιο εξακολουθεί να είναι το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο υλικό για την επένδυση υγρού μύλου. Άλλοι ανθεκτικοί στη φθορά και ανθεκτικοί στη διάβρωση κραματοποιημένοι χάλυβες, όπως η επένδυση από χάλυβα περλίτης, χρησιμοποιούνται επίσης στο εσωτερικό και στο εξωτερικό, αλλά το αποτέλεσμα δεν είναι πολύ ικανοποιητικό. Είναι επείγουσα ανάγκη για τη βιομηχανία επένδυσης υγρού μύλου και σημαντικό καθήκον για την τεχνική καινοτομία να αναπτύξει έναν νέο τύπο επένδυσης χάλυβα χαμηλού κράματος υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα με καλή αντοχή στην τριβή και να τεθεί σε εφαρμογή.
1.2.1 Χάλυβας ωστενιτικού μαγγανίου
Στον χυτό ανθεκτικό στη φθορά χάλυβα, ο ωστενιτικός χάλυβας μαγγανίου έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως σε διάφορα ανθεκτικά στη φθορά μέρη χάλυβα λόγω των μοναδικών ιδιοτήτων του και έχει μακρά ιστορία. Η μεταλλογραφική δομή είναι κυρίως μονοφασικός ωστενίτης ή ο ωστενίτης περιέχει μικρή ποσότητα καρβιδίου. Η δομή ωστενίτη έχει ισχυρή ικανότητα σκλήρυνσης. Όταν η επιφάνεια εργασίας υπόκειται σε μεγάλη δύναμη κρούσης ή μεγάλη πίεση επαφής, το επιφανειακό στρώμα θα σκληρύνει γρήγορα και η επιφανειακή του σκληρότητα μπορεί ακόμη και να αυξηθεί στα 700 HBW, επομένως η αντοχή στη φθορά αυξάνεται. Αν και η σκληρότητα του επιφανειακού στρώματος της επιφάνειας εργασίας αυξάνεται, η σκληρότητα και η σκληρότητα της δομής ωστενίτη στο εσωτερικό στρώμα παραμένουν αμετάβλητα, γεγονός που κάνει τον χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο όχι μόνο να έχει εξαιρετική αντοχή στη φθορά αλλά και να έχει την ικανότητα να αντιστέκεται σε μεγάλες κρούσεις φορτώνω. Εξαιτίας αυτού του χαρακτηριστικού, ο χάλυβας με υψηλή περιεκτικότητα σε μαγγάνιο έχει εξαιρετικό αποτέλεσμα εφαρμογής σε συνθήκες φθοράς από λειαντικά κρούσης και λειαντικής λείανσης υψηλής τάσης. Υπάρχουν πολλά πλεονεκτήματα του χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο, αλλά υπάρχουν και πολλά ελαττώματα. Όταν η δύναμη κρούσης ή η τάση επαφής του χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο είναι πολύ μικρή, ο χάλυβας δεν μπορεί να σκληρύνει αρκετά και η αντίσταση στη φθορά μειώνεται, επομένως δεν μπορεί να λειτουργήσει κανονικά. Επιπλέον, διαπιστώθηκε ότι η αντοχή στη διάβρωση του χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο είναι φτωχή, γεγονός που δεν μπορεί να επιτύχει το ιδανικό αποτέλεσμα σε ένα υγρό περιβάλλον.
Από τη δεκαετία του 1960, ερευνητές στο εσωτερικό και στο εξωτερικό άρχισαν να αναμορφώνουν τον ωστενιτικό χάλυβα προκειμένου να βελτιώσουν τις περιεκτικές του ιδιότητες. Τα περισσότερα από αυτά προσθέτουν ορισμένα στοιχεία κράματος, όπως Cr, Mo, Ni, V, κ.λπ., και προσαρμόζουν την περιεκτικότητα σε C και Mn ταυτόχρονα και υιοθετούν τροποποίηση εμβολιασμού για να αποκτήσουν καλύτερη αντοχή στη φθορά ωστενιτικό μαγγάνιο χάλυβα. Μέχρι τώρα, η έρευνα και η εξερεύνηση της κραματοποίησης, τροποποίησης και ενίσχυσης ωστενιτικών και μετασταθερών ωστενιτικών χάλυβων έχουν επιτύχει ικανοποιητικά αποτελέσματα. Ορισμένες χώρες προσθέτουν ακόμη και βελτιωμένους ωστενιτικούς χάλυβες στα εθνικά πρότυπα. Ο χάλυβας με υψηλή περιεκτικότητα σε μαγγάνιο είναι ένα κοινό υλικό για τις επενδύσεις υγρού μύλου στο εσωτερικό και στο εξωτερικό. Όταν το φορτίο κρούσης του υγρού μύλου είναι πολύ μικρό, η σκλήρυνση εργασίας του χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο δεν έχει ολοκληρωθεί και η αντοχή του στην τριβή στην κρούση θα είναι ασθενής. Επιπλέον, λόγω της κακής αντοχής στη διάβρωση της δομής ωστενίτη, η διάρκεια ζωής αντοχής στη διάβρωση του ωστενιτικού χάλυβα είναι σχετικά χαμηλή.
1.2.2 Χυτοσίδηρος ανθεκτικός στη φθορά
Ο λευκός χυτοσίδηρος χαμηλού κράματος και ο λευκός χυτοσίδηρος με υψηλή περιεκτικότητα σε κράμα χρησιμοποιούνται ευρέως επί του παρόντος. Σε σύγκριση με τον παραδοσιακό λευκό χυτοσίδηρο και τον λευκό χυτοσίδηρο χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα, ο νέος ανθεκτικός στη φθορά χυτοσίδηρος που αντιπροσωπεύεται από λευκό χυτοσίδηρο χαμηλού χρωμίου και υψηλό σε χρώμιο έχει καλύτερη αντοχή στη φθορά.
Το χρώμιο είναι το κύριο στοιχείο κραμάτων του λευκού χυτοσιδήρου χαμηλής περιεκτικότητας σε χρώμιο. Τα καρβίδια γενικά ο λευκός χυτοσίδηρος χαμηλής περιεκτικότητας σε χρώμιο διασκορπίζονται στο χυτοσίδηρο από το δίκτυο. Επομένως, η ευθραυστότητα του λευκού χυτοσιδήρου χαμηλής περιεκτικότητας σε χρώμιο είναι μεγαλύτερη και η αντίσταση στη φθορά είναι χαμηλότερη από αυτή του λευκού χυτοσιδήρου μεσαίου και υψηλού κράματος. Γενικά, δεν είναι κατάλληλο για συνθήκες εργασίας με υψηλή αντοχή στη φθορά και απαιτήσεις σκληρότητας. Ο λευκός χυτοσίδηρος με υψηλή περιεκτικότητα σε χρώμιο χρησιμοποιείται ευρέως σε πολλούς τύπους εξοπλισμού και συνθήκες εργασίας, γεγονός που οφείλεται στο ευρύ φάσμα περιεκτικότητας σε χρώμιο (10% ~ 30%) του λευκού χυτοσιδήρου υψηλής περιεκτικότητας σε χρώμιο. Η ανθεκτικότητα του χυτοσιδήρου Cr12 χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα σε λευκό χυτοσίδηρο υψηλής περιεκτικότητας σε χρώμιο ενισχύεται λόγω της προσαρμογής της περιεκτικότητας σε χρώμιο, η οποία μπορεί να ικανοποιήσει τις απαιτήσεις ενός μεγάλου μύλου τσιμέντου με μεγάλο φορτίο κρούσης. Μετά από ορισμένη θερμική επεξεργασία, ο χυτοσίδηρος Cr15 μπορεί να επιτύχει καλή απόδοση αναμεμειγμένο με μικρή ποσότητα καρβιδίου και Η μαρτενσιτική δομή του κατακρατημένου ωστενίτη έχει καλή αντοχή στη φθορά, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την άλεση υλικών σφαιρών και πλάκας επένδυσης σφαιρόμυλου σε εργοστάσιο τσιμέντου. Ο χυτοσίδηρος Cr20 και Cr26 έχουν καλή αντιστοίχιση σκληρότητας και σκληρότητας και υψηλή σκληρυνσιμότητα, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε μέρη ανθεκτικά στη φθορά με παχύ τοίχο. Επιπλέον, ο χυτοσίδηρος Cr20 και Cr26 έχουν ισχυρή αντίσταση στη διάβρωση και στην οξείδωση, η οποία μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί σε συνθήκες φθοράς υγρής διάβρωσης και φθοράς σε υψηλή θερμοκρασία.
1.2.3 Μη μαγγάνιο ανθεκτικό στη φθορά από κράμα χάλυβα
Με την ανάπτυξη όλο και περισσότερων μη μαγγανικών κραματοποιημένων χάλυβων με εξαιρετική απόδοση, διαπιστώθηκε ότι η σκληρότητα και η σκληρότητα αυτού του είδους κραματοποιημένου χάλυβα μπορούν να ρυθμιστούν σε μεγάλο εύρος βελτιστοποιώντας την αναλογία σύνθεσης ή διερευνώντας τη θερμική επεξεργασία και μπορεί έχουν επίσης υψηλή σκληρότητα και υψηλή σκληρότητα ταυτόχρονα. Έχει καλό αποτέλεσμα εφαρμογής σε πολλές συνθήκες εργασίας. Ο χάλυβας χωρίς κράμα μαγγανίου μπορεί να έχει υψηλή σκληρότητα, υψηλή αντοχή και καλή σκληρότητα ταυτόχρονα. Η αντοχή και η σκληρότητά του είναι πολύ υψηλότερες από αυτές του ωστενιτικού χάλυβα μαγγανίου και το αποτέλεσμα εφαρμογής του είναι καλύτερο σε συνθήκες μικρού φορτίου κρούσης. Χρώμιο, μαγγάνιο, νικέλιο, πυρίτιο, μολυβδαίνιο και άλλα στοιχεία κραμάτων προστίθενται συχνά στον ανθεκτικό στη φθορά χάλυβα για να βελτιώσουν τις μηχανικές του ιδιότητες και τη σκληρυνσιμότητα.
1.2.3.1 Ανθεκτικό στη φθορά χάλυβας μεσαίου-υψηλού κράματος
Τα τελευταία χρόνια, οι μηχανικοί της Qiming Machinery έχουν κάνει πολλή έρευνα για μεσαίου και υψηλού κράματος μαρτενσιτικό χάλυβα ανθεκτικό στη φθορά (C 0,2 ~ 0,25%, Cr 3 ~ 16%, Ni ≤ 2%, Mo ≤ 1%) πλάκα επένδυσης και έχει σημειωθεί κάποια πρόοδος.
(1) Σχεδιασμός χημικής σύνθεσης
Στοιχείο άνθρακα
Η περιεκτικότητα σε άνθρακα έχει άμεση επίδραση στη μικροδομή, τις μηχανικές ιδιότητες, τη σκληρυνσιμότητα και άλλες ιδιότητες του κραματοποιημένου χάλυβα. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η σκληρότητα του δείγματος μειώνεται με τη μείωση της περιεκτικότητας σε άνθρακα, η οποία οδηγεί σε έλλειψη αντοχής στη φθορά, αλλά η σκληρότητα είναι σχετικά καλύτερη. με την αύξηση της περιεκτικότητας σε άνθρακα, η σκληρότητα του δείγματος αυξάνεται, η αντίσταση στη φθορά είναι σχετικά καλύτερη, αλλά η πλαστικότητα και η σκληρότητα γίνονται χειρότερα. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η σκληρότητα του κραματοποιημένου χάλυβα αυξάνεται με την αύξηση της περιεκτικότητας σε άνθρακα και η πλαστική του ανθεκτικότητα μειώνεται. Όταν η περιεκτικότητα σε άνθρακα είναι σε ένα συγκεκριμένο εύρος (0,2 ~ 0,25%), η σκληρότητα κρούσης (α K) του κραματοποιημένου χάλυβα μειώνεται πολύ αργά και παραμένει σχεδόν αμετάβλητη. Εντός αυτού του εύρους περιεκτικότητας σε άνθρακα, η μικροδομή του κραματοποιημένου χάλυβα είναι μαρτενσίτης πηχάκι. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι οι σύνθετες μηχανικές ιδιότητες των τριών ειδών δομών είναι καλές και η αντοχή στη φθορά στη διάβρωση στην κρούση είναι εξαιρετική.
Στοιχείο χρωμίου
Το στοιχείο χρωμίου μπορεί να βελτιώσει τη σκληρυνσιμότητα του κραματοποιημένου χάλυβα σε κάποιο βαθμό. Ο χάλυβας έχει καλές ολοκληρωμένες μηχανικές ιδιότητες μετά τη σωστή διαδικασία θερμικής επεξεργασίας. Τα στοιχεία χρωμίου μπορούν να υπάρχουν με τη μορφή καρβιδίου που περιέχει χρώμιο στον ενανθρακωμένο χάλυβα, το οποίο μπορεί να βελτιώσει περαιτέρω την αντοχή στη φθορά των χαλύβδινων εξαρτημάτων σε κάποιο βαθμό. Οι μηχανικοί μας έχουν μελετήσει την επίδραση του Cr στις ιδιότητες των κραματοποιημένων χάλυβων Cr Ni Mo με περιεκτικότητα σε C 0,15-0,30. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η αντοχή σε κρούση του κραματοποιημένου χάλυβα μπορεί να βελτιωθεί αυξάνοντας την περιεκτικότητα σε χρώμιο υπό την προϋπόθεση σβέσης και σκλήρυνσης. Ως εκ τούτου, στο σχεδιασμό του κραματοποιημένου χάλυβα, μπορούμε να προσαρμόσουμε το περιεχόμενο του στοιχείου χρωμίου για να κάνουμε το κράμα χάλυβα να αποκτήσει καλύτερες ολοκληρωμένες μηχανικές ιδιότητες, έτσι ώστε να επιτύχουμε το καλύτερο αποτέλεσμα ανθεκτικό στη φθορά.
Οι μηχανικοί μας έχουν μελετήσει την αντοχή στη φθορά του κραματοποιημένου χάλυβα με διαφορετικά στοιχεία χρωμίου υπό όξινες συνθήκες. Διαπιστώθηκε ότι με την αύξηση της περιεκτικότητας σε χρώμιο (1,5% ~ 18%), η αντοχή στη φθορά των χαλύβδινων εξαρτημάτων πρώτα αυξάνεται και στη συνέχεια μειώνεται. Όταν η περιεκτικότητα σε χρώμιο είναι 12,5%, ο χάλυβας έχει την καλύτερη αντοχή στη φθορά και αντοχή στη διάβρωση. Τέλος, το κλάσμα μάζας του κράματος στοιχείου χρωμίου είναι. Συμπεραίνεται ότι το 10 ~ 12% του ανθεκτικού στη φθορά κραματοποιημένου χάλυβα έχει το καλύτερο αποτέλεσμα αντοχής στη φθορά.
Στοιχείο νικελίου
Ταυτόχρονα, το νικέλιο μπορεί να βελτιώσει τη σκληρυνσιμότητα του κράματος χάλυβα για να βελτιστοποιήσει τις μηχανικές του ιδιότητες. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η σκληρότητα του κράματος χάλυβα βελτιώνεται ελάχιστα με την προσθήκη στοιχείου νικελίου, αλλά η ενέργεια απορρόφησης κρούσης και η σκληρότητα του κραματοποιημένου χάλυβα μπορούν να βελτιωθούν σε μεγάλο βαθμό. Ταυτόχρονα, το νικέλιο μπορεί να επιταχύνει την παθητικοποίηση του κραματοποιημένου χάλυβα Fe Cr και να βελτιστοποιήσει την αντίσταση στη διάβρωση και την οξείδωση του κράματος χάλυβα Fe Cr. Ωστόσο, η περιεκτικότητα σε νικέλιο στον ανθεκτικό στη φθορά κράμα χάλυβα δεν πρέπει να είναι πολύ υψηλή (γενικά λιγότερο από 2%). Γενικά, η πολύ υψηλή περιεκτικότητα σε νικέλιο θα κάνει τη ζώνη φάσης γ πολύ μεγάλη, γεγονός που θα οδηγήσει στην αύξηση της συγκρατούμενης φάσης ωστενίτη στον κράμα χάλυβα, γεγονός που καθιστά τον κράμα χάλυβα ανίκανο να αποκτήσει καλές ολοκληρωμένες ιδιότητες.
Στοιχείο μολυβδαινίου
Το μολυβδαίνιο μπορεί να βελτιώσει το μέγεθος των κόκκων του κραματοποιημένου χάλυβα σε κάποιο βαθμό, έτσι ώστε να βελτιστοποιηθούν οι περιεκτικές ιδιότητες του κραματοποιημένου χάλυβα. Το μολυβδαίνιο μπορεί να βελτιώσει τη σκληρυνσιμότητα του μαρτενσιτικού χάλυβα και να βελτιώσει την αντοχή, τη σκληρότητα και την αντίσταση στη διάβρωση του μαρτενσιτικού χάλυβα ταυτόχρονα. Η περιεκτικότητα σε πυρίτιο στα χαλύβδινα μέρη είναι συνήθως μικρότερη από 1%.
Στοιχείο πυριτίου
Η περιεκτικότητα σε πυρίτιο μπορεί να επηρεάσει τον μετασχηματισμό του ωστενίτη του κραματοποιημένου χάλυβα. Η προσθήκη πυριτίου κάνει τη διάχυση των ατόμων άνθρακα αργή στη διαδικασία σβέσης, εμποδίζει τον σχηματισμό καρβιδίων στον κράμα χάλυβα, με αποτέλεσμα υψηλή συγκέντρωση άνθρακα. Η σταθερότητα της φάσης του ωστενίτη βελτιώνεται κατά τη διάρκεια του μετασχηματισμού φάσης. Ταυτόχρονα, μια ορισμένη ποσότητα Si μπορεί να βελτιώσει τη σκληρότητα και την αντοχή στη φθορά του κραματοποιημένου χάλυβα μέσω της ενίσχυσης του διαλύματος. Σε γενικές γραμμές, η περιεκτικότητα σε πυρίτιο στον χάλυβα είναι περίπου 0,3% ~ 0,6%.
(2) Διαδικασία θερμικής επεξεργασίας και μεταλλογραφική δομή
Η διαδικασία θερμικής επεξεργασίας επηρεάζει άμεσα τη μικροδομή και τις μηχανικές ιδιότητες των χαλύβδινων εξαρτημάτων. Οι μηχανικοί μας διαπίστωσαν ότι η διαδικασία θερμικής επεξεργασίας έχει επίδραση σε χάλυβα χαμηλής αντοχής στη φθορά σε κράμα (χημική σύνθεση είναι C 0,3%, Mn 0,3%, Cr 1,6%, Ni 0,4%, Mo 0,4%, Si 0,30%, Re 0,4% ). Η θερμική επεξεργασία είναι σβέση (850 ℃, 880 ℃, 910 ℃ και 930 ℃) και σκλήρυνση (200 ℃ και 250 ℃). Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι όταν η θερμοκρασία σκλήρυνσης είναι σταθερή, η σκληρότητα του δείγματος αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας σβέσης, ενώ η απορροφούμενη ενέργεια από κρούση μειώνεται και η σκληρότητα χειροτερεύει. Περισσότερα καρβίδια κατακρημνίζονται στον κράμα χάλυβα που έχει σκληρυνθεί στους 250 ℃, γεγονός που αυξάνει τη σκληρότητα της μήτρας. Οι μηχανικές ιδιότητες του δείγματος που σκληρύνθηκε στους 250 ℃ είναι καλύτερες από εκείνες που σκληρύνθηκαν στους 200 ℃. Η αντίσταση στη φθορά του χάλυβα χαμηλού κράματος που σκληρύνεται στους 890 ℃ και μετριάζεται στους 250 ℃ είναι η καλύτερη.
Οι μηχανικοί μας μελέτησαν επίσης τη θερμική επεξεργασία χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα μεσαίου άνθρακα με χημική σύσταση C 0,51%, Si 0,13%, Cr 1,52% και Mn 2,4%. Μελετήθηκαν οι επιδράσεις της υδρόψυξης, της ψύξης του αέρα και της ψύξης του αέρα στη μικροδομή του κραματοποιημένου χάλυβα, αντίστοιχα. Η μικροδομή του σβησμένου κραματοποιημένου χάλυβα είναι μαρτενσίτης και η μικροδομή μετά την ψύξη με αέρα και την ψύξη του αέρα είναι μαρτενσίτης και μπαινίτης. Μετά από περαιτέρω σκλήρυνση στους 200 ℃ , 250 ℃, 300 ℃, 350 ℃ και 400 ℃, η συνολική σκληρότητα των δειγμάτων δείχνει μια πτωτική τάση. Μεταξύ αυτών, τα αερόψυκτα και αερόψυκτα δείγματα είναι πολυφασικές δομές που περιέχουν τη φάση μπαινίτη και η σκληρότητά τους μειώνεται πιο αργά. Η απώλεια φθοράς αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας σκλήρυνσης. Επειδή η υφή του μπαινίτη έχει καλή αντοχή στη μαλάκυνση και καλή σκληρότητα, η σκληρότητα των αερόψυκτων και αερόψυκτων δειγμάτων μειώνεται. Η αντίσταση στη φθορά της σύνθετης δομής με τη φάση μπαινίτη είναι καλύτερη.
(3) Μελέτη υλικών επένδυσης ελαιοτριβείων
Οι μηχανικοί μας ανέλυσαν τη συμπεριφορά αστοχίας της πλάκας επένδυσης (κράμα χάλυβα 5cr2nimo) του ημιαυτογενούς μύλου στο ορυχείο μαγνητίτη βαναδίου τιτανίου. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η μικροδομή του κράματος χάλυβα είναι μαρτενσίτης με κατακρατημένο ωστενίτη. Κατά τη διάρκεια του σέρβις της πλάκας επένδυσης, το ορυκτό αδρανή έχει ένα αποτέλεσμα τριβής κρούσης στην πλάκα επένδυσης και η πλάκα επένδυσης επίσης διαβρώνεται από τον πολτό. Στη φθαρμένη επιφάνεια της πλάκας επένδυσης σε λειτουργία παρατηρήθηκε μεγάλος αριθμός λάκκων διάβρωσης και ρωγμών. Θεωρείται ότι ο λόγος αστοχίας της πλάκας επένδυσης είναι ότι το φορτίο κρούσης υπό τις συνθήκες εργασίας είναι πολύ χαμηλό και η πλάκα επένδυσης δεν είναι επαρκώς σκληρυμένη, με αποτέλεσμα τη χαμηλή σκληρότητα της επιφάνειας εργασίας της πλάκας επένδυσης και την κακή αντοχή στη φθορά .
Οι μηχανικοί μας μελέτησαν επίσης την αντοχή στη φθορά στη διάβρωση τριών ειδών χάλυβα υψηλής κραματοποίησης χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα με διαφορετική περιεκτικότητα σε άνθρακα (C: 0,16%, 0,21%, 0,25%). Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η σκληρότητα του κράματος χάλυβα αυξάνεται με την αύξηση της περιεκτικότητας σε άνθρακα, ενώ η ενέργεια απορρόφησης κρούσης μειώνεται. Τα πειραματικά αποτελέσματα δείχνουν ότι ο κραματοποιημένος χάλυβας με περιεκτικότητα σε άνθρακα 0,21% έχει τη μικρότερη απώλεια φθοράς και την καλύτερη αντοχή στη διάβρωση λόγω τριβής.
Μελετήθηκε επίσης η επίδραση της περιεκτικότητας σε πυρίτιο (Si: 0,53, 0,97, 1,49, 2,10, 2,60, c0,25%) στη μικροδομή, τις μηχανικές ιδιότητες και την αντοχή στη φθορά του χυτού χάλυβα μεσαίου άνθρακα υψηλής περιεκτικότητας σε κράμα χρωμίου. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι ο κραματοποιημένος χάλυβας με περιεκτικότητα σε πυρίτιο 1,49% έχει την υψηλότερη σκληρότητα (55,5 HRC) και την καλύτερη σκληρότητα (ενέργεια απορρόφησης κρούσης: 27,20 J), και η μικροδομή του είναι μαρτενσίτης πηχάκι. Η δοκιμή φθοράς με λειαντική διάβρωση κρούσης (φορτίο κρούσης: 4,5 J) δείχνει ότι ο κράμα χάλυβας με περιεκτικότητα σε πυρίτιο 1,49% έχει τη μικρότερη απώλεια φθοράς και την καλύτερη αντοχή στη φθορά στη διάβρωση κρούσης.
Οι μηχανικοί μας μελέτησαν επίσης τη λειαντική φθορά λόγω διάβρωσης τριών ειδών χάλυβα επένδυσης υγρής λείανσης ορυχείου. Τα τρία είδη επενδύσεων είναι χάλυβας υψηλής περιεκτικότητας σε κράμα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα (δομή μαρτενσίτη, σκληρότητα: 45 ~ 50 HRC, τιμή σκληρότητας κρούσης μεγαλύτερη από 50 J / cm2), χάλυβας υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο (μονοφασική δομή ωστενίτη, σκληρότητα > 21 HRC, κρούση τιμή σκληρότητας μεγαλύτερη από 147 J / cm2) και κράμα χάλυβα μεσαίου άνθρακα (δομή σκληρυμένου μαρτενσίτη που περιέχει μικρή ποσότητα μπαινίτη και συγκρατημένο ωστενίτη, σκληρότητα: 57 ~ 62 HRC, τιμή σκληρότητας κρούσης: 20 ~ 30 J/cm2）. Το φορτίο κρούσης είναι 2,7 J και το υλικό του μεταλλεύματος είναι όξινο σιδηρομετάλλευμα Τα αποτελέσματα των δοκιμών δείχνουν ότι η επένδυση χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε κράμα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα έχει τη μικρότερη απώλεια βάρους στην τριβή και την καλύτερη αντοχή στη φθορά στη διάβρωση.
1.2.3.2 Χάλυβας με χαμηλή αντοχή στη φθορά
Τα πλεονεκτήματα του χάλυβα χαμηλού κράματος εκδηλώνονται κυρίως στην καλή σκληρυνσιμότητα, την υψηλή σκληρότητα και την υψηλή σκληρότητά του. Όλο και περισσότεροι ερευνητές αρχίζουν να μελετούν τη δυνατότητα χρήσης χάλυβα χαμηλού κράματος αντί για χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο ως επενδύσεις μύλου του υγρού μύλου. Γενικά, ο χαμηλού κράματος χάλυβας μετατρέπεται σε σκληρυμένο μαρτενσίτη με καλές περιεκτικές ιδιότητες προσθέτοντας στοιχεία όπως C, Mn, Cr, Si, Mo, B και επιλέγοντας την κατάλληλη θερμική επεξεργασία.
Οι μηχανικοί μας έχουν μελετήσει την εφαρμογή του χάλυβα zg40cr2simnmov στις επενδύσεις του μύλου. Η διαδικασία θερμικής επεξεργασίας είναι ανόπτηση 900 ℃ + σβέση λαδιού 890 ℃ + (220 ± 10 ℃) σκλήρυνση. Μετά την παραπάνω θερμική επεξεργασία, η μικροδομή του χάλυβα zg40cr2simnmov είναι μονοφασικός σκληρυμένος μαρτενσίτης και οι περιεκτικές μηχανικές του ιδιότητες είναι καλές: σκληρότητα ≥ 50 HRC, αντοχή διαρροής ≥ 1200 MPa, σκληρότητα κρούσης ≥ 18 J/cm2. Ο κραματοποιημένος χάλυβας και ο χάλυβας με υψηλή περιεκτικότητα σε μαγγάνιο (μηχανικές ιδιότητες: σκληρότητα ≤ 229hb, αντοχή διαρροής ≥ 735mpa, ανθεκτικότητα κρούσης ≥ 147j / cm2) έχουν δοκιμαστεί σε πολλά ορυχεία όπως το εργοστάσιο αλουμίνας της Shandong Aluminium Corporation. Τα αποτελέσματα των δοκιμών δείχνουν ότι η χαλύβδινη πλάκα επένδυσης zg40cr2simnmov έχει μεγάλη διάρκεια ζωής σε βρεγμένο σφαιρόμυλο και ξηρό μύλο με σφαιρίδια.
Οι μηχανικοί μας έχουν επίσης μελετήσει τη μελέτη ενός χυτού χάλυβα χαμηλής αντοχής στη φθορά και τη χρήση πλακών επένδυσης. Διερευνήθηκαν διαφορετικές διαδικασίες θερμικής επεξεργασίας για τον χάλυβα χαμηλού κράματος και η βέλτιστη διαδικασία ήταν η απόσβεση στους 900 ~ 950 ℃ και η σκλήρυνση στους 500 ~ 550 ℃. Μετά τη θερμική επεξεργασία, το κράμα χάλυβα είχε τις καλύτερες μηχανικές ιδιότητες, σκληρότητα: 46,2 HRC, αντοχή διαρροής: 1500 MPa, ανθεκτικότητα κρούσης: 55 J / cm2.
Τα αποτελέσματα της φθοράς του λειαντικού κρούσης δείχνουν ότι η αντοχή στη φθορά του χάλυβα χαμηλού κράματος που σβήνεται στους 900 ~ 950 ℃ και μετριάζεται στους 500 ~ 550 ℃ είναι καλύτερη από το ZGMn13 υπό τις ίδιες συνθήκες δοκιμής. Επιπλέον, ο κράμα χάλυβα και το ZGMn13 δοκιμάστηκαν στον συμπυκνωτή Sizhou του ορυχείου χαλκού Dexing. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η διάρκεια ζωής της επένδυσης από χάλυβα χαμηλού κράματος πολλαπλών στοιχείων είναι 1,3 φορές μεγαλύτερη από αυτή της συνηθισμένης πλάκας επένδυσης ZGMn13.
Υπό την προϋπόθεση της υγρής λείανσης σε μεταλλωρυχεία, οι περιορισμοί της παραδοσιακής επένδυσης χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο, που χρησιμοποιείται ευρέως επί του παρόντος, είναι ολοένα και πιο εμφανείς και είναι η γενική τάση ότι η δεσπόζουσα θέση της θα αντικατασταθεί. Ο χαμηλού κράματος μαρτενσιτικός ανθεκτικός στη φθορά χάλυβας που αναπτύχθηκε επί του παρόντος έχει καλή αντοχή στη φθορά, αλλά η σκληρότητά του είναι κακή, με αποτέλεσμα η αντοχή του στην κρούση να μην μπορεί να ανταποκριθεί στις συνθήκες εργασίας της μεταλλικής πλάκας επένδυσης ορυχείου. Παρόμοια κατάσταση υπάρχει και σε άλλους κραματοποιημένους χάλυβες, γεγονός που εμποδίζει την ανανέωση της επένδυσης του μεταλλείου. Εξακολουθεί να είναι δύσκολο έργο να αναπτυχθεί νέος ανθεκτικός στη φθορά κράμα χάλυβα που μπορεί να αντικαταστήσει τις παραδοσιακές επενδύσεις χαλυβουργείου με υψηλή περιεκτικότητα σε μαγγάνιο.
1.2.3.3 Ανθεκτικό στη φθορά χάλυβα μπαϊνίτη
Οι συνολικές μηχανικές ιδιότητες του χάλυβα μπεϊνίτη είναι καλές και ο κατώτερος μπαινίτης έχει υψηλή σκληρότητα, υψηλή σκληρότητα, χαμηλή ευαισθησία σε εγκοπές και ευαισθησία σε ρωγμές. Η παραδοσιακή μέθοδος παραγωγής μπαινιτικού χάλυβα είναι η προσθήκη Mo, Ni και άλλων πολύτιμων μετάλλων και η υιοθέτηση μιας ισοθερμικής διαδικασίας απόσβεσης. Αυτό όχι μόνο καθιστά το κόστος παραγωγής του μπαινιτικού χάλυβα πολύ υψηλό αλλά επίσης οδηγεί εύκολα σε αστάθεια της ποιότητας του χάλυβα λόγω της δυσκολίας του ελέγχου της διαδικασίας. Η βιομηχανική εφαρμογή του μπαινιτικού χάλυβα είναι επίσης σοβαρά περιορισμένη. Με την περαιτέρω εξερεύνηση και εξερεύνηση του χάλυβα μπαϊνίτη, αναπτύχθηκε χάλυβας διπλής φάσης μπαινίτη, όπως χάλυβας διπλής φάσης ωστενίτη μπαϊνίτη, χάλυβας μπαϊνίτη ωστενίτη ενισχυμένος ευτηκτικός, διφασικός χάλυβας μπαϊνίτη μαρτενσίτης κ.λπ. λόγω του χαμηλού κόστους παραγωγής του. Ο χάλυβας μπαινίτη μπορεί να χρησιμοποιηθεί στη βιομηχανία.
Ο διφασικός χάλυβας ωστενίτης Bainite (A / b) συνδυάζει την ισχυρή ικανότητα σκλήρυνσης εργασίας του ωστενίτη και την υψηλή σκληρότητα και σκληρότητα του μπαινίτη, έτσι ο χάλυβας διπλής φάσης a / b έχει υψηλή αντοχή και καλή σκληρότητα και έχει εξαιρετική αντοχή στη φθορά. Mn Si ωστενίτης Bainite Ο διφασικός χάλυβας που λαμβάνεται με λίπανση έχει καλή αντοχή στη φθορά, η οποία μπορεί να ικανοποιήσει πολλές συνθήκες ανθεκτικότητας στη φθορά. Σε αυτό το είδος χάλυβα διπλής φάσης, επιλέγονται Mn, Cr και άλλα στοιχεία με χαμηλότερο κόστος για τη βελτίωση της σκληρυνσιμότητας των χαλύβδινων εξαρτημάτων. Το κόστος παραγωγής μειώνεται περαιτέρω και αποκτάται ένας νέος τύπος διφασικού χάλυβα Mn Si Austenite Bainite με καλές ολοκληρωμένες ιδιότητες. Εισάγεται ένα είδος μπαινιτικού χάλυβα με μικροδομή και νανοδομή με συγκρατημένο ωστενίτη διασκορπισμένο στη μήτρα μπαινίτη. Το νέο Bainitic Steel έχει εξαιρετικά υψηλή αντοχή και πλαστικότητα και παρουσιάζει εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι ο μικροβαϊνικός χάλυβας με υψηλή συγκράτηση ωστενίτη έχει υψηλή τιμή σκληρότητας σε σχετικά χαμηλή θερμοκρασία σκλήρυνσης (λιγότερο από 500 ℃), η οποία δείχνει καλή σταθερότητα σκλήρυνσης.
Αν και ο μπαϊνικός χάλυβας έχει εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες, η διαδικασία παραγωγής του είναι πολύπλοκη και το κόστος του είναι πολύ υψηλό, γεγονός που περιορίζει την εφαρμογή του στη βιομηχανία πλακών επένδυσης υγρής λείανσης ορυχείων. Η βιομηχανική εφαρμογή του ανθεκτικού στη φθορά χάλυβα σειράς μπαινίτη σε μεταλλωρυχεία χρειάζεται περαιτέρω διερεύνηση.
1.2.3.4 Περλίτης ανθεκτικός στη φθορά χάλυβας
Ο περλιτικός χάλυβας λαμβάνεται συνήθως με κανονικοποίηση και σκλήρυνση μετά από κράμα με χρώμιο, μαγγάνιο, μολυβδαίνιο και άλλα στοιχεία σε ανθρακούχο χάλυβα. Ο περλιτικός χάλυβας έχει καλή σκληρότητα, αντοχή στην κόπωση κρούσης, απλή θερμική επεξεργασία και χωρίς πολύτιμα στοιχεία κράματος. Το κόστος παραγωγής του είναι χαμηλό. Είναι ένα είδος ανθεκτικού στη φθορά και ανθεκτικό στη διάβρωση κράμα χάλυβα με μεγάλες δυνατότητες ανάπτυξης. Ο ανθεκτικός στη φθορά χάλυβας κραμάτων υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα Cr Mn Mo έχει καλή σκληρότητα και συγκεκριμένη ικανότητα σκλήρυνσης, επομένως μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε περιβάλλον με διαβρωτικό λειαντικό φθορά με συγκεκριμένο φορτίο κρούσης.
Η χημική σύνθεση και οι μηχανικές ιδιότητες του αντιπροσωπευτικού χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα Cr Mn Mo περλίτης ανθεκτικό στη φθορά παρουσιάζονται στον Πίνακα 1-1.
| Πίνακας 1-1 Χημική σύνθεση και μηχανικές ιδιότητες χυτού χάλυβα ανθεκτικού στη φθορά περλίτη | |||||||
| Χημική σύνθεση | μηχανικές ιδιότητες | ||||||
| ντο | Mn | Σι | Ni | Cr | Μο | HBW | KV2/J |
| 0,55 | 0.6 | 0.3 | 0 | 2 | 0.3 | 275 | / |
| 0,65 | 0,9 | 0,7 | 0.2 | 2.5 | 0.4 | 325 | 9,0-13,0 |
| 0,65 | 0,9 | 0.3 | 0 | 2 | 0.3 | 321 | / |
| 0,75 | 0,9 | 0,7 | 0.2 | 2.5 | 0.4 | 363 | 8,0-12,0 |
| 0,75 | 0.6 | 0.3 | 0 | 2 | 0.3 | 350 | / |
| 0,85 | 0,9 | 0,7 | 0.2 | 2.5 | 0.4 | 400 | 6,0-10,0 |
1.3 Μηχανισμός φθοράς και μοντέλο
Η φθορά αναφέρεται στο φαινόμενο ότι το υλικό διαχωρίζεται από την επιφάνεια επαφής λόγω ορισμένων τάσεων λόγω της σχετικής ολίσθησης του υλικού. Ο μηχανισμός αποκόλλησης υλικού από την επιφάνεια μπορεί να είναι διαφορετικός λόγω των διαφορετικών ιδιοτήτων των υλικών, του περιβάλλοντος εργασίας, του φορτίου και του τρόπου δράσης. Ο μηχανισμός φθοράς μπορεί να χωριστεί σε φθορά κόλλας, λειαντική φθορά, φθορά επιφανειακής κόπωσης, φθορά από σπασίματα και φθορά κρούσης. Σύμφωνα με στατιστικά στοιχεία, η οικονομική απώλεια που προκαλείται από τη φθορά των λειαντικών είναι η μεγαλύτερη, αντιπροσωπεύοντας περίπου το 50% του συνόλου, η φθορά κόλλας αντιστοιχεί στο 15% του συνόλου. Η φθορά των ταραχών αντιστοιχεί στο 7%. Η φθορά λόγω διάβρωσης αντιπροσωπεύει το 7% του συνόλου. Η φθορά λόγω διάβρωσης αντιπροσωπεύει το 5% του συνόλου.
1.3.1 Μηχανισμός λειαντικής φθοράς
Η φθορά του κράματος χάλυβα που προκαλείται από λειαντική φθορά είναι η μεγαλύτερη, η οποία προκύπτει κυρίως από 1. Η φθορά που προκαλείται από την ολίσθηση της σκληρής και τραχιάς επιφάνειας στη μαλακή επιφάνεια. 2. Η φθορά που προκαλείται από την αμοιβαία τριβή σκληρών σωματιδίων που γλιστρούν μεταξύ των επιφανειών επαφής. Σύμφωνα με τις διαφορετικές συνθήκες φθοράς, ο μηχανισμός λειαντικής φθοράς μπορεί να χωριστεί στους ακόλουθους δύο τύπους:
Τύπος 1: Μηχανισμός μικροκοπής
Υπό τη δράση εξωτερικού φορτίου, τα σωματίδια φθοράς στην επιφάνεια του υλικού παράγουν μια δύναμη στο υλικό. Όταν η κατεύθυνση της δύναμης είναι στην κανονική κατεύθυνση, τα σωματίδια φθοράς στην επιφάνεια του υλικού παράγουν δύναμη στο υλικό. Όταν η κατεύθυνση της δύναμης είναι εφαπτομενική, τα λειαντικά σωματίδια κινούνται παράλληλα με την επιφάνεια φθοράς λόγω της εφαπτομενικής δύναμη. Εάν η αντίσταση των λειαντικών σωματιδίων που κινούνται στην επιφάνεια του υλικού είναι μικρή, θα κόψει το υλικό και θα δημιουργήσει τσιπς. Η διαδρομή κοπής των λειαντικών σωματιδίων στην επιφάνεια του υλικού είναι στενή και ρηχή και το μέγεθος κοπής είναι μικρό, επομένως ονομάζεται μικρο-κοπή. Εάν τα λειαντικά σωματίδια δεν έχουν αιχμηρές ακμές ή οι γωνίες είναι διαφορετικές από την κατεύθυνση της διαδρομής κοπής ή το ίδιο το υλικό έχει καλή πλαστικότητα, το αποτέλεσμα κοπής δεν θα κάνει το υλικό να παράγει τσιπς, αλλά θα ωθηθεί προς τα εμπρός ή και στις δύο πλευρές από το λειαντικά σωματίδια και ένα αυλάκι θα σχηματιστεί στην επιφάνεια του υλικού κατά μήκος της διαδρομής κίνησης των λειαντικών σωματιδίων.
Τύπος 2: Μηχανισμός απολέπισης κόπωσης
Ο μηχανισμός απολέπισης κόπωσης αναφέρεται στο ότι η μήτρα παραμορφώνεται και σκληραίνει υπό τη δράση λειαντικών σωματιδίων και δημιουργούνται ρωγμές στο υπόγειο στρώμα λόγω της τάσης επαφής. Οι ρωγμές εκτείνονται στην επιφάνεια και πέφτουν με τη μορφή λεπτής στρώσης και σχηματίζονται ακανόνιστα κοίλώματα στην επιφάνεια του υλικού. Όταν τα λειαντικά σωματίδια γλιστρήσουν στην επιφάνεια του δείγματος, θα σχηματιστεί μια μεγάλη πλαστική περιοχή παραμόρφωσης. Μετά από επαναλαμβανόμενη πλαστική παραμόρφωση, λόγω της σκλήρυνσης εργασίας, η επιφάνεια του υλικού τελικά αποκολλάται σε υπολείμματα φθοράς. Γενικά, το όριο κόπωσης που βασίζεται στην αντοχή στη φθορά του υλικού είναι εσφαλμένο.
1.3.2 Μηχανισμός και μοντέλο διάβρωσης και φθοράς
Ο υγρός μύλος που χρησιμοποιείται στα μεταλλουργικά ορυχεία όχι μόνο θα υποστεί τις επιπτώσεις του βαρέως φορτίου και της σοβαρής φθοράς αλλά θα διαβρωθεί και από τον υγρό πολτό. Η φθορά διάβρωσης αναφέρεται στη διαδικασία απώλειας μάζας που προκαλείται από την ηλεκτροχημική ή χημική αντίδραση μεταξύ της επιφάνειας του υλικού και του περιβάλλοντος περιβάλλοντος, η οποία ονομάζεται φθορά διάβρωσης. Η κατάσταση λειτουργίας του υγρού μύλου ορυχείου είναι συνήθως ηλεκτροχημική φθορά διάβρωσης. Ο μηχανισμός αμοιβαίας προώθησης μεταξύ φθοράς και διάβρωσης κάνει την απώλεια υλικών να υπερβαίνει τον ενιαίο ρυθμό φθοράς συν τον ρυθμό διάβρωσης. Για να μελετηθεί η επίδραση της υγρής τριβής στον μηχανισμό φθοράς, είναι απαραίτητο να μελετηθεί ο μηχανισμός διάβρωσης.
1.3.2.1 Προώθηση της φθοράς από τη διάβρωση
(1)Μοντέλο μηχανικής αφαίρεσης. Το σχήμα 1-3 δείχνει το μοντέλο μηχανικής αφαίρεσης. Λόγω της ύπαρξης διαβρωτικού μέσου, θα εμφανιστεί ομοιόμορφη διάβρωση στη μεταλλική επιφάνεια κατά τη διάβρωση και τη φθορά, και τα προϊόντα διάβρωσης που παράγονται μπορούν να καλύψουν πλήρως την επιφάνεια του δείγματος. Αυτό το στρώμα προϊόντος διάβρωσης ονομάζεται φιλμ διάβρωσης. Μπορεί να αποτρέψει την περαιτέρω διάβρωση της επιφάνειας του υλικού, αλλά είναι εύκολο να φθαρεί από άλλα σκληρά υλικά ή λειαντικά σωματίδια στη σχετική ολίσθηση της τάσης. Τότε η γυμνή μεταλλική επιφάνεια διαβρώνεται εύκολα, επομένως η φθορά προάγει τη διάβρωση. Σε ένα συγκεκριμένο μέσο διάβρωσης, η αντοχή στη διάβρωση των υλικών εξαρτάται κυρίως από το παθητικό φιλμ. Γενικά, ο ρυθμός φθοράς διάβρωσης του μετάλλου με κακή ικανότητα ανάκτησης του παθητικού φιλμ θα αυξηθεί κατά 2 τάξεις μεγέθους ή ακόμη και 4 τάξεις μεγέθους σε σύγκριση με τον απλό στατικό ρυθμό διάβρωσης.
(2) Σύμφωνα με το ηλεκτροχημικό μοντέλο, μια συγκεκριμένη περιοχή πλαστικής παραμόρφωσης θα παραχθεί στην επιφάνεια του μεταλλικού δείγματος λόγω της γωνιακής δύναμης διάτμησης του λειαντικού. Η ηλεκτροχημική διάβρωση της μεταλλικής επιφάνειας είναι πολύ ανομοιόμορφη, γεγονός που οδηγεί σε περαιτέρω αύξηση του ρυθμού διάβρωσης.
1.4 Ο σκοπός, η σημασία και το κύριο περιεχόμενο αυτής της έρευνας
Το λειτουργικό κόστος ενός ημι-αυτογενούς μύλου που χρησιμοποιείται στην παραγωγή μεταλλωρυχείων είναι τεράστιο και το πιο σοβαρό μέρος της φθοράς και των δαπανών είναι η επένδυση του μύλου. Η Κίνα καταναλώνει περίπου 2,2 εκατομμύρια τόνους ανθεκτικών στη φθορά υλικών χάλυβα κάθε χρόνο. Μεταξύ αυτών, η επένδυση μύλου που χρησιμοποιείται σε διάφορες συνθήκες παραγωγής καταναλώνει έως και 220.000 τόνους χάλυβα, που είναι περίπου το ένα δέκατο της συνολικής κατανάλωσης εξαρτημάτων από χάλυβα ανθεκτικά στη φθορά.
Η κατάσταση λειτουργίας των ημιαυτόματων μύλων που χρησιμοποιούνται στο μεταλλουργείο είναι κακή. Ως το πιο σοβαρά κατεστραμμένο τμήμα του μύλου, η διάρκεια ζωής της επένδυσης είναι πολύ μικρή, γεγονός που όχι μόνο αυξάνει το κόστος λειτουργίας του ημιαυτόγενου μύλου αλλά επηρεάζει σοβαρά την απόδοση παραγωγής του μεταλλωρυχείου. Επί του παρόντος, συνήθως χρησιμοποιείται χάλυβας υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο για την επένδυση του ημιαυτόγενου μύλου. Αν και ο χάλυβας υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο έχει καλή συνολική απόδοση και καλή ικανότητα σκλήρυνσης εργασίας, η αντοχή διαρροής του χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο είναι πολύ χαμηλή, η οποία παραμορφώνεται εύκολα και αποτυγχάνει, η οποία δεν μπορεί να ανταποκριθεί στις συνθήκες λειτουργίας της επένδυσης ημιαυτόγενης μύλου και η υπηρεσία η διάρκεια ζωής της πλάκας επένδυσης είναι μικρή. Προκειμένου να βελτιωθούν τα παραπάνω προβλήματα, πρέπει να αναπτυχθεί ένας νέος τύπος κραματοποιημένου χάλυβα ανθεκτικού στη φθορά με καλές περιεκτικές ιδιότητες ως υποκατάστατο των επενδύσεων χαλυβουργείων με υψηλή περιεκτικότητα σε μαγγάνιο.
Με βάση την ανάλυση του βιομηχανικού και μεταλλευτικού περιβάλλοντος του ημιαυτογενούς μύλου και την ανάλυση των υλικών επένδυσης διαφόρων υγρών μύλων, διαπιστώθηκε ότι η επένδυση του ημιαυτογενούς μύλου είναι μεγάλης σημασίας Ο ανθεκτικός στη φθορά κράμα χάλυβα για την πλάκα πρέπει να έχει και σκληρότητα και σκληρότητα. το κράμα χάλυβα θα πρέπει να είναι μονοφασική δομή όσο το δυνατόν περισσότερο ή θα πρέπει να είναι η πολυφασική δομή με την καλή αντιστοίχιση σκληρότητας και σκληρότητας, όπως δομή μήτρας + καρβίδιο. το κράμα χάλυβα θα πρέπει επίσης να ταιριάζει με καλή αντοχή διαρροής και να έχει μια ορισμένη ικανότητα να αντιστέκεται στην παραμόρφωση. το κράμα χάλυβα θα πρέπει να έχει καλή αντοχή στη διάβρωση στην τριβή.
Τα κύρια ερευνητικά περιεχόμενα είναι τα ακόλουθα:
(1) Μελέτη για τη θερμική επεξεργασία του ανθεκτικού στη φθορά χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα χαμηλού κράματος.
Μέσω της ανάλυσης της μικροδομής, των μηχανικών ιδιοτήτων και της διαβρωτικής φθοράς του χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα, χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα στη φθορά με διαφορετική θερμική επεξεργασία, λήφθηκε ένα είδος ανθεκτικού στη φθορά κραματοποιημένου χάλυβα με καλύτερες ολοκληρωμένες ιδιότητες.
Η σύνθεση του χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα: C 0,65%, Si 0,54%, Mn 0,97%, Cr 2,89%, Mo 0,35%, Ni 0,75%, N 0,10%.
Θερμική επεξεργασία χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα: 1000 ℃× ανόπτηση 6 ωρών + 950 ℃ × 2,5 ώρες σβέση λαδιού + 570 ℃ × 2,5 ώρες σκλήρυνση. 1000 ℃× 6 ώρες ανόπτηση + 950 ℃× 2,5 ώρες σβήσιμο λαδιού + 250 ℃× 2,5 ώρες σκλήρυνση; 1000 ℃× 6h ανόπτηση + 950 ℃× 2,5h κανονικοποίηση + 570 ℃× 2,5h σκλήρυνση; 1000 ℃× 6h ανόπτηση + 950 ℃× 2,5h κανονικοποίηση + 250 ℃× 2,5h σκλήρυνση.
(2) Βάσει του σχεδιασμού του χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε κράμα άνθρακα, ο ανθεκτικός στη φθορά μπαινιτικός χάλυβας με υψηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα, το σύνθετο πλέγμα χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο και ο χάλυβας περλίτης σχεδιάστηκαν αντίστοιχα. Η χύτευση και η θερμική επεξεργασία των επενδύσεων του μύλου ολοκληρώθηκε στο Qiming Machinery και η προκαταρκτική δοκιμή έγινε σε μεταλλωρυχεία.
(3) Παρατήρηση και έρευνα μικροδομών.
Παρατηρήθηκε η μεταλλογραφική δομή του χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα σε κατάσταση θερμικής επεξεργασίας και η επίδραση των διαφορετικών διεργασιών θερμικής επεξεργασίας στη Μικροδομή του χάλυβα χαμηλού κράματος υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα αναλύθηκε μέσω ανάλυσης και σύγκρισης. Ταυτόχρονα, αναλύεται η μικροδομή του ανθεκτικού στη φθορά του χάλυβα μπαϊνίτη, του χάλυβα περλίτη και της σύνθετης επένδυσης από χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο.
(4)Δοκιμή και Έρευνα στις μηχανικές ιδιότητες.
Η σκληρότητα και η ενέργεια κρούσης του χυτού και θερμικά επεξεργασμένου χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα με χαμηλά κράματα δοκιμάστηκαν και μελετήθηκε η σκληρότητα και η σκληρότητα κρούσης του χάλυβα χαμηλού κράματος υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα μετά από διαφορετική θερμική επεξεργασία. Ταυτόχρονα, δοκιμάστηκε και αναλύθηκε η απορροφούμενη ενέργεια από σκληρότητα και κρούση του ανθεκτικού στη φθορά μπαϊντικού χάλυβα, του χάλυβα περλίτη και της σύνθετης επένδυσης με μήτρα χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο. Πραγματοποιήθηκαν δοκιμές εφελκυσμού σε χυτούς και θερμικά επεξεργασμένους χάλυβες χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα για τη μελέτη της αντοχής στη διαρροή και άλλων ιδιοτήτων χαλύβων χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα με διαφορετικές διαδικασίες θερμικής επεξεργασίας. Ταυτόχρονα, δοκιμάστηκε και αναλύθηκε η αντοχή διαρροής του ανθεκτικού στη φθορά μπαινιτικού χάλυβα, του περλιτικού χάλυβα και της σύνθετης επένδυσης με μήτρα χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο.
(5)Μελέτη σχετικά με τα λειαντικά χαρακτηριστικά φθοράς της διάβρωσης κρούσης
Κάτω από την ενέργεια κρούσης 4,5j και 9j αντίστοιχα, μελετήθηκαν η αντοχή στη διάβρωση στην κρούση και ο μηχανισμός φθοράς του χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα με διαφορετικές διεργασίες θερμικής επεξεργασίας και η αντοχή στη φθορά στη διάβρωση του ανθεκτικού στη φθορά μπαϊνίτη, χάλυβας περλίτης , και σύνθετες πλάκες επένδυσης με μήτρα χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο δοκιμάστηκαν και συγκρίθηκαν. Η ανάλυση παρέχει τη βάση για την πρακτική βιομηχανική εφαρμογή του χάλυβα.
2.0 Συνθήκες και μέθοδοι δοκιμής
Στην κατάσταση του υγρού διαβρωτικού μέσου, ο ρυθμός διάβρωσης του χαλύβδινου υλικού είναι πολύ υψηλότερος από αυτόν σε ξηρή κατάσταση, η οποία είναι αρκετές φορές σε ξηρή κατάσταση. Προκειμένου να αναπτυχθεί ανθεκτικός στη φθορά, ανθεκτικός στη διάβρωση και ανθεκτικός στη φθορά ανθεκτικός στη φθορά χάλυβας σε αυτό το έγγραφο σχεδιάζονται σε αυτό το έγγραφο και μελετώνται επίσης η μικροδομή και οι μηχανικές ιδιότητες αυτών των κραματοποιημένων χάλυβων. Πραγματοποιήθηκαν δοκιμές εφελκυσμού, δοκιμών κρούσης, διάβρωσης κρούσης και λειαντικής φθοράς για την απόκτηση ανθεκτικού στη φθορά χάλυβα με καλύτερη συνολική απόδοση, που μπορεί να αποτελέσει αναφορά για την επιλογή ημι -αυτόγενες επενδύσεις μύλου.
2.1 Μέθοδος δοκιμής
2.1.1 Δοκιμαστική χύτευση μπλοκ
Τα δείγματα χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα και χαμηλού κράματος χάλυβα που χρησιμοποιήθηκαν σε αυτό το χαρτί λιώθηκαν σε επαγωγικό κλίβανο μέσης συχνότητας με επένδυση αλκαλικού κλιβάνου και χύθηκαν σε τυπικό μπλοκ δοκιμής σχήματος Υ, το οποίο φαίνεται στο Σχ. 2-1. Η χύτευση και η θερμική επεξεργασία του ανθεκτικού στη φθορά μπαινιτικού χάλυβα, του χάλυβα περλίτη και των σύνθετων μύλων με μήτρα χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο έχουν ολοκληρωθεί στο Qiming Machinery και έχει πραγματοποιηθεί προκαταρκτική δοκιμαστική χρήση στο ορυχείο.
2.1.2 Σχεδιασμός διαδικασίας θερμικής επεξεργασίας
Η διαδικασία θερμικής επεξεργασίας έχει προφανή επίδραση στη μικροδομή, τις μηχανικές ιδιότητες και την αντοχή στη φθορά του χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα, χαμηλού κράματος. Η διαδικασία θερμικής επεξεργασίας αυτού του είδους χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα φαίνεται στο Σχ. 2-2.
2.1.3 Προετοιμασία δείγματος
Τα δείγματα για ανάλυση μικροδομής, σκληρότητα, XRD, δοκιμή πρόσκρουσης, δοκιμή εφελκυσμού και δοκιμή φθοράς με λειαντική διάβρωση κρούσης κόπηκαν από δοκιμαστικά μπλοκ σχήματος Υ από χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα με διαφορετική θερμική επεξεργασία και καταστάσεις χύτευσης. Το μοντέλο της συρματοκοπτικής μηχανής είναι DK77. Κόψτε το μπλοκ δοκιμής με την επεξεργασία της μηχανής λείανσης στην κατάλληλη τραχύτητα.
2.1.4 Παρατήρηση μεταλλογραφικής δομής
Η μικροδομή κάθε δείγματος παρατηρήθηκε με οπτικό μικροσκόπιο Lycra. Διάλυμα αλκοόλης νιτρικού οξέος 4 κατ' όγκο χρησιμοποιήθηκε ως διάλυμα διάβρωσης για χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα, επένδυση χάλυβα περλίτη και σύνθετη πλάκα επένδυσης με μήτρα χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο σε διαφορετικές καταστάσεις θερμικής επεξεργασίας. Λόγω της καλής αντοχής στη διάβρωση του χάλυβα μπαϊνίτη, το διάλυμα αλκοόλης υδροχλωρικού οξέος με χλωριούχο σίδηρο επιλέγεται ως διάλυμα διάβρωσης της πλάκας επένδυσης από χάλυβα μπαϊνίτη. Ο τύπος του διαλύματος διάβρωσης είναι 1 g χλωριούχου σιδήρου, 2 ml υδροχλωρικού οξέος και 100 ml αιθανόλης.
2.1.5 Δοκιμή μηχανικών ιδιοτήτων
Οι μηχανικές ιδιότητες των υλικών, γνωστές και ως μηχανικές ιδιότητες των υλικών, αναφέρονται στις μηχανικές ιδιότητες των υλικών υπό διάφορα εξωτερικά φορτία σε ένα συγκεκριμένο περιβάλλον. Οι συμβατικές μηχανικές ιδιότητες των μεταλλικών υλικών περιλαμβάνουν τη σκληρότητα, την αντοχή, την αντοχή στην κρούση και την πλαστικότητα. Αυτό το έργο εστιάζει σε μακροσκληρότητα, δοκιμές κρούσης και δοκιμές εφελκυσμού.
Η σκληρότητα Rockwell (HRC) του χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα, της επένδυσης από χάλυβα μπαινίτη, της επένδυσης από χάλυβα περλίτη και της σύνθετης πλάκας επένδυσης με μήτρα χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο ως θερμική επεξεργασία και ως χύτευση δοκιμάστηκαν από τον ελεγκτή οπτικής σκληρότητας HBRVU-187.5 Bromwell. Κάθε δείγμα μετρήθηκε σε 10 διαφορετικές θέσεις και η τιμή σκληρότητας του δείγματος ήταν ο αριθμητικός μέσος όρος των αποτελεσμάτων της δοκιμής.
Μηχανή δοκιμής πρόσκρουσης με μεταλλικό εκκρεμές με όργανα JBW-300hc χρησιμοποιήθηκε για τη δοκιμή της ενέργειας απορρόφησης κρούσης των τυπικών δειγμάτων Charpy V-notch από χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα χαμηλού κράματος, επένδυση από χάλυβα περλίτη και επένδυση από χάλυβα μπαινίτη ως θερμικά επεξεργασμένη και ως χυτή κατάσταση αντίστοιχα. Η σύνθετη επένδυση με μήτρα χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο υποβλήθηκε σε επεξεργασία σε τυπικό δείγμα Charpy u-notch σύμφωνα με το πρότυπο και δοκιμάστηκε η ενέργεια απορρόφησης κρούσης. Το μέγεθος κρούσης κάθε τύπου δοκιμίου με εγκοπή είναι 10 mm*10 mm*50 mm και το μέσο μέγεθος κρούσης κάθε δοκιμίου είναι όπως φαίνεται στο σχέδιο των 3 εγκοπών.
Με τη χρήση της ηλεκτρονικής γενικής μηχανής δοκιμής εφελκυσμού ελεγχόμενη με μικροϋπολογιστή WDW-300hc, πραγματοποιήθηκαν δοκιμές εφελκυσμού σε χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα χαμηλής κραματοποίησης, επένδυση από χάλυβα μπαινίτη, επένδυση από χάλυβα περλίτη και σύνθετη πλάκα επένδυσης με μήτρα χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο ως θερμική επεξεργασία και χυτή στο δωμάτιο θερμοκρασία. Δείγματα πλακών επένδυσης από χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα, χάλυβας μπαϊνίτη, χάλυβα περλίτη και υλικό επένδυσης με μήτρα χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο, όπως χυτεύονται και υποβάλλονται σε θερμική επεξεργασία, υποβάλλονται σε επεξεργασία σε δοκιμαστικές ράβδους εφελκυσμού, όπως φαίνεται στο Σχ. 2-5. Η ταχύτητα εφελκυσμού σε θερμοκρασία δωματίου ορίζεται στα 0,05 mm/min και κάθε δείγμα δοκιμάζεται τρεις φορές και λαμβάνεται η μέση τιμή.
2.1.6 Δοκιμή φθοράς λειαντικών λόγω διάβρωσης
Η δοκιμή φθοράς λειαντικής διάβρωσης από κρούση πραγματοποιείται στην τροποποιημένη μηχανή δοκιμής φθοράς λειαντικών δυναμικού φορτίου MLD-10a. Το σχηματικό διάγραμμα του ελεγκτή φθοράς φαίνεται στο Σχ. 2-6. Μετά την τροποποίηση, το μηχάνημα δοκιμής μπορεί να προσομοιώσει την κατάσταση φθοράς της λειαντικής διάβρωσης από κρούση της ημιαυτόγενης επένδυσης μύλου σε κάποιο βαθμό. Οι συγκεκριμένες παράμετροι δοκιμής φαίνονται στον πίνακα 2-1.
| Πίνακας 2-1 Οι τεχνικές παράμετροι της μηχανής δοκιμής φθοράς διάβρωσης κρούσης | |
| Όνομα παραμέτρου | Τιμή παραμέτρου |
| Ενέργεια κρούσης / J | 4.5 |
| Βάρος σφυριού / kg | 10 |
| Χρόνοι κρούσης / χρόνος · min-1 | 100 |
| Ύψος ελεύθερης πτώσης σφυριού / mm | 45 |
| Ταχύτητα περιστροφής κάτω δείγματος / R · min-1 | 100 |
| Λειαντικό μέγεθος/πλέγμα | 60-80 (Χαλαζιακή άμμος) |
| Αναλογία μάζας νερού προς χαλαζιακή άμμο | 2:5 |
| Μάζα νερού/kg | 1 |
| Μάζα χαλαζιακής άμμου/kg | 2.5 |
Κατά τη διάρκεια της δοκιμής, το επάνω δείγμα τοποθετείται στο σφυρί και το κάτω δείγμα τοποθετείται στον άξονα. Με κίνηση από τον κινητήρα, το κάτω δείγμα και η λεπίδα ανάμειξης στον κύριο άξονα περιστρέφεται μαζί με τον κινητήρα. Το σφυρί κρούσης ανυψώνεται για να ρυθμίσει το απαιτούμενο ύψος της ενέργειας κρούσης και στη συνέχεια πέφτει ελεύθερα. Οδηγούμενο από το σφυρί, το πάνω δείγμα προσκρούει επανειλημμένα στο κάτω δείγμα και το λειαντικό (υγρή χαλαζιακή άμμος) μεταξύ του άνω και του κάτω δείγματος από τη λεπίδα ανάμειξης. Στο χρονικό διάστημα της προετοιμασίας για την είσοδο στον επόμενο κύκλο διάβρωσης κρούσης, τα πάνω και κάτω δείγματα και τα λειαντικά θα έχουν σχετική ολίσθηση και η διαδικασία είναι τριών σωμάτων λειαντικής φθορά. Τόσο το άνω όσο και το κάτω δείγμα υπόκεινται σε κάποια κρούση και λειαντική φθορά, με αποτέλεσμα την απώλεια βάρους του δείγματος, που είναι η ποσότητα τριβής του δείγματος.
Τα κάτω δείγματα των δειγμάτων είναι χάλυβας 45 μετά από σβήσιμο και σκλήρυνση και η σκληρότητα είναι 50HRC. Τα επάνω δείγματα είναι χάλυβας χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα, επένδυση από χάλυβα μπαινίτη, επένδυση χάλυβα περλίτη και πλάκα επένδυσης από σύνθετο υλικό μήτρας χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο ως θερμική επεξεργασία και ως χύτευση. Κάτω από την ενέργεια κρούσης 4,5 j, το μέγεθος του άνω δείγματος είναι 10 mm * 10 mm * 30 mm και η κάτω ακραία όψη επεξεργάζεται σε μια επιφάνεια τόξου με διάμετρο 50 mm, όπως φαίνεται στο Σχ. 2-7. το πάνω μέρος του άνω δείγματος με ενέργεια κρούσης 9j είναι 10mm * 10mm * 20mm και το κάτω μέρος είναι 7,07mm * 7,07mm * 10mm και η κάτω ακραία όψη έχει υποστεί επεξεργασία σε επιφάνεια τόξου με διάμετρο 50mm, όπως φαίνεται στο Σχ. 2-8.
Πριν από τη δοκιμή φθοράς, το δείγμα πρέπει να προ-αλεσθεί για 30 λεπτά για να εξαλειφθεί η επίδραση του σφάλματος εγκατάστασης του δείγματος και άλλων παραγόντων. Μετά την προ-άλεση, αφαιρέστε πρώτα τα υπολείμματα και άλλα υπολείμματα που έχουν προσκολληθεί στη φθαρμένη επιφάνεια με μια μαλακή βούρτσα, στη συνέχεια καθαρίστε το δείγμα με απόλυτη αιθανόλη υπερήχων, στεγνώστε το αμέσως και ζυγίστε το με ηλεκτρονικό αναλυτικό ζυγό (ζυγίστε το τρεις φορές κάθε φορά, και πάρτε τη μέση τιμή του ως την ποιότητα του δείγματος). Στην αρχή της δοκιμής φθοράς, ζυγίστε κάθε 15 λεπτά και, στη συνέχεια, επαναλάβετε την παραπάνω διαδικασία ζύγισης.
2.1.7 Παρατήρηση θραύσης πρόσκρουσης, θραύσης σε εφελκυσμό και μορφολογία φθοράς διάβρωσης
Η κρουστική θραύση, η θραύση σε εφελκυσμό και η μορφολογία φθοράς από διάβρωση των δειγμάτων παρατηρήθηκαν με μεγέθυνση 500 και 2000 φορές χρησιμοποιώντας ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης phenom prox. Τα προς παρατήρηση δείγματα καθαρίστηκαν και ξηράνθηκαν με αιθανόλη και η επιφανειακή μορφολογία των δειγμάτων παρατηρήθηκε κάτω από το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης και αναλύθηκαν ο μηχανισμός θραύσης και ο μηχανισμός φθοράς του ανθεκτικού στη φθορά κραματοποιημένου χάλυβα.
3.0 Επίδραση της θερμικής επεξεργασίας στη μικροδομή και τις μηχανικές ιδιότητες των ανθεκτικών στη φθορά επενδύσεων από χάλυβα χαμηλού κράματος SAG
Η θερμική επεξεργασία έχει μεγάλη επίδραση στη μικροδομή και τις μηχανικές ιδιότητες του χάλυβα χαμηλού κράματος υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα. Σε αυτό το κεφάλαιο, μελετάται η επίδραση της διαφορετικής θερμικής επεξεργασίας στον ανθεκτικό στη φθορά χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα άνθρακα με μια συγκεκριμένη σύνθεση και η διαδικασία θερμικής επεξεργασίας βελτιστοποιείται για να ληφθεί ο βέλτιστος ανθεκτικός στην κρούση και ανθεκτικός στη φθορά κράμα χάλυβα.
Η χημική σύνθεση του ανθεκτικού στη φθορά χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα χαμηλού κράματος φαίνεται στον πίνακα 3-1.
| Πίνακας 3-1 Η χημική σύσταση των χάλυβων με υψηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα με χαμηλή περιεκτικότητα σε κράμα τριβής-διάβρωσης (wt.%) | |||||||
| ντο | Σι | Mn | Π | μικρό | Cr | Ni | Μο |
| 0,655 | 0,542 | 0,976 | 0,025 | 0,023 | 2,89 | 0,75 | 0,352 |
Σύμφωνα με τη διαδικασία θερμικής επεξεργασίας που φαίνεται στο Σχ. 2-2, το μπλοκ δοκιμής σχήματος Υ υποβλήθηκε σε θερμική επεξεργασία και επισημάνθηκε ως δείγματα 1, 2, 3 και 4, και η κατάσταση χύτευσης σημειώθηκε ως δείγμα 5. Μετά θερμική επεξεργασία, τα δείγματα για παρατήρηση μικροδομής, δοκιμή σκληρότητας, δοκιμή πρόσκρουσης, δοκιμή εφελκυσμού και δοκιμή φθοράς από λειαντική διάβρωση κρούσης κόπηκαν από μηχανή κοπής σύρματος.
3.1 Επίδραση της διαδικασίας θερμικής επεξεργασίας στη μικροδομή και τις μηχανικές ιδιότητες του χάλυβα χαμηλού κράματος υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα
3.1.1 Μικροδομή
Το σχήμα 3-1 δείχνει τη μικροδομή του χάλυβα χαμηλού κράματος υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα με διαφορετικές καταστάσεις θερμικής επεξεργασίας και το σχήμα 3-1 (α) (β) δείχνει τη μεταλλογραφική δομή του δείγματος 1. Μετά από ανόπτηση στους 1000 ℃ και κανονικοποίηση στους 950 ℃ και σκλήρυνση σε υψηλή θερμοκρασία (570 ℃), η μικροδομή του δείγματος είναι περλίτης. Το Σχ. 3-1 (γ) (δ) δείχνει τη μεταλλογραφική δομή του δείγματος 2. Μετά από ανόπτηση στους 1000 ℃ και κανονικοποίηση στους 950 ℃ και σκλήρυνση σε χαμηλή θερμοκρασία (250 ℃), η μικροδομή του δείγματος είναι επίσης περλίτης. Το Σχ. 3-2 (α) (β) δείχνει τη μικροδομή υψηλής ισχύος που λαμβάνεται από το SEM. Στη μικροδομή του δείγματος 1 (Εικ. 3-2 (α)), μπορεί να παρατηρηθεί ελασματώδης περλίτης με εναλλασσόμενο φως και σκούρο, και η μικροδομή του δείγματος 2 (Εικ. 3-2 (β)) μπορεί επίσης να παρατηρηθεί με εμφανή ελασματοποιημένος περλίτης, Κάτω από την ίδια μεγέθυνση, η δομή του περλίτη από χάλυβα χαμηλού κράματος υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα (1 × 10) που σκληρύνεται στους 570 ℃ τείνει να σφαιροειδοποιείται. Το Σχ. 3-1 (Ε) (στ) δείχνει τη μεταλλογραφική δομή του δείγματος 3. Μετά από ανόπτηση στους 1000 ℃, απόσβεση λαδιού στους 950 ℃ και σκλήρυνση σε υψηλή θερμοκρασία (570 ℃), η μικροδομή του δείγματος είναι σκληρυμένος σορβίτης με μαρτενσίτη προσανατολισμός. Το Σχ. 3-1 (g) (H) δείχνει τη μεταλλογραφική δομή του δείγματος 4. Μετά από ανόπτηση στους 1000 ℃, απόσβεση λαδιού στους 950 ℃ και σκλήρυνση σε χαμηλή θερμοκρασία (250 ℃), η μικροδομή του δείγματος είναι σκληρυμένη σε χαμηλή θερμοκρασία μαρτενσίτης. Όταν το δείγμα σβήνει σε λάδι στους 950 ℃ και σκληρύνεται σε χαμηλή θερμοκρασία, τα άτομα C διαχέονται πρώτα και καθιζάνουν διασκορπισμένα καρβίδια από υπερκορεσμένο στερεό διάλυμα α. Με την αύξηση της θερμοκρασίας σκλήρυνσης, το καρβίδιο που καθιζάνει στον κράμα χάλυβα αυξάνεται και το καρβίδιο σταδιακά μετατρέπεται σε τσιμεντίτη και μεγαλώνει σταδιακά. Καθώς περνά ο καιρός, ο κατακρατημένος ωστενίτης αρχίζει να αποσυντίθεται και ο τσιμεντίτης κατακρημνίζεται ταυτόχρονα. Όταν η θερμοκρασία σκλήρυνσης αυξάνεται στους 570 ℃, τα υπερκορεσμένα άτομα C καθιζάνουν εντελώς από το υπερκορεσμένο στερεό διάλυμα α και ο λεπτός τσιμεντίτης συσσωματώνεται και χονδροποιείται, δείχνοντας τον σκληρυμένο σορβίτη που διατηρεί τον προσανατολισμό του μαρτενσίτη.
Το σχήμα 3-3 δείχνει τα σχήματα περίθλασης XRD του χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα χαμηλού κράματος σε διαφορετικές καταστάσεις θερμικής επεξεργασίας. Μπορεί να φανεί από το σχέδιο ότι τα δείγματα σε διαφορετικές καταστάσεις θερμικής επεξεργασίας έχουν μόνο α φάση ή υπερκορεσμένη φάση α και φάση τσιμενίτη, χωρίς άλλες φάσεις.
3.1.2 Μηχανικές ιδιότητες
Το Σχ. 3-4 δείχνει τη σκληρότητα των χάλυβων χαμηλού κράματος υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα σε διαφορετικές καταστάσεις θερμικής επεξεργασίας και χύτευσης. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι: η τιμή σκληρότητας του χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα (δείγμα 4) ανόπτησης στους 1000 ℃ και λαδιού σβησμένου στους 950 ℃ και μετριασμένου στους 250 ℃ είναι η υψηλότερη. Οι τιμές σκληρότητας του δείγματος 1, του δείγματος 2 και του δείγματος 3 είναι πολύ κοντινές και σημαντικά χαμηλότερες από αυτές του δείγματος 4 και το δείγμα 2 είναι ελαφρώς υψηλότερες από το δείγμα 1 και το δείγμα 3. Επειδή όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία σκλήρυνσης, τόσο χαμηλότερη είναι η σκληρότητα από κράμα χάλυβα είναι. Η σκληρότητα 2 × 10 δειγμάτων που σκληρύνθηκαν σε χαμηλή θερμοκρασία (250 ℃) είναι ελαφρώς υψηλότερη από εκείνη 1 × 10 δειγμάτων που σκληρύνθηκαν σε υψηλή θερμοκρασία (570 ℃) και αυτή των 4 × 10 δειγμάτων που σκληρύνθηκαν σε χαμηλή θερμοκρασία (250 ℃) είναι υψηλότερο από αυτό των 3 × 10 δειγμάτων. Τα δείγματα 1# και 2# είναι χάλυβας χαμηλού κράματος υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα μετά από επεξεργασία κανονικοποίησης και σκλήρυνσης. Η θερμοκρασία σκλήρυνσης έχει μικρή επίδραση στην τιμή σκληρότητας του χάλυβα και η διαφορά είναι μικρή, επομένως η τιμή σκληρότητας του δείγματος 1# και του δείγματος 2# έχει μικρή διαφορά. Το δείγμα 3# και το δείγμα 4# είναι χάλυβας υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα με χαμηλή περιεκτικότητα σε κράμα μετά από επεξεργασία σβέσης και σκλήρυνσης. Η θερμοκρασία σκλήρυνσης έχει μεγάλη επίδραση στην τιμή σκληρότητας του δείγματος. Η σκληρότητα του δείγματος 4# που μετριάζεται σε χαμηλή θερμοκρασία είναι πολύ υψηλότερη από αυτή του δείγματος 3# μετά από σκλήρυνση σε υψηλή θερμοκρασία.
Η απορροφούμενη από κρούση ενέργεια από διαφορετικές θερμικές επεξεργασίες και χάλυβες με χαμηλή περιεκτικότητα σε κράμα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα όπως χυτεύονται φαίνεται στο Σχ. 3-5. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η ενέργεια απορρόφησης κρούσης των δειγμάτων 1, 2, 3 και 4 μειώνεται με τη σειρά της. Η ενέργεια απορρόφησης κρούσης του χάλυβα χαμηλού κράματος υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα (δείγμα 1) που ανόπτεται στους 1000 ℃, κανονικοποιείται στους 950 ℃ και σκληρύνεται στους 570 ℃ είναι σημαντικά υψηλότερη από αυτή άλλων δειγμάτων. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι μετά την κανονικοποίηση της επεξεργασίας, ο βαθμός στερεού διαλύματος κάθε στοιχείου στον κράμα χάλυβα σε ωστενίτη ενισχύεται, ο διαχωρισμός των στοιχείων κράματος στη δομή χύτευσης βελτιώνεται, ο βαθμός ομογενοποίησης της δομής χύτευσης βελτιώνεται και η αντοχή σε κρούση του ο χάλυβας είναι βελτιωμένος. Μετά από θερμική επεξεργασία κανονικοποίησης και σκλήρυνσης, 1 και 2 δείγματα είναι δομή περλίτη με καλή σκληρότητα. Η δομή του περλίτη του δείγματος 1 είναι παθητικοποιημένη και τείνει να σφαιροειδοποιείται. Επομένως, η σκληρότητα του δείγματος 1 είναι καλύτερη από αυτή του δείγματος 2 και η ενέργεια κρούσης του δείγματος 1 είναι μεγαλύτερη. Μετά από σβέση λαδιού και επεξεργασία σκλήρυνσης σε χαμηλή θερμοκρασία, η τελική μικροδομή του κραματοποιημένου χάλυβα είναι ο σκληρυμένος μαρτενσίτης. Το δείγμα διατηρεί υψηλή σκληρότητα και χαμηλή σκληρότητα καθώς σβήνεται, έτσι ο κράμα χάλυβας εξακολουθεί να διατηρεί υψηλή σκληρότητα και χαμηλή σκληρότητα. Μετά το σβήσιμο του λαδιού και το σκλήρυνση σε υψηλές θερμοκρασίες, ο μαρτενσίτης άρχισε να αποσυντίθεται και σχηματίστηκε μεγάλη ποσότητα σορβίτη. Η σκληρότητα του δείγματος 3 μειώθηκε σημαντικά και η σκληρότητα αυξήθηκε σημαντικά. Επομένως, η σκληρότητα του δείγματος 3 ήταν καλύτερη από αυτή του δείγματος 4. Η ενέργεια απορρόφησης κρούσης του χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα με χαμηλή περιεκτικότητα σε κράμα είναι η χαμηλότερη και η σκληρότητα είναι η χειρότερη.
Τα αποτελέσματα εφελκυσμού των χαμηλών κραμάτων χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα σε διαφορετικές θερμικές επεξεργασίες και καταστάσεις χύτευσης φαίνονται στον πίνακα 3-2. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η αντοχή σε εφελκυσμό Rm: 3# ＞1#＞2#＞4#＞5#; Ισχύς απόδοσης Σχέση: 3#＞1#＞2#＞4#、5#. Με άλλα λόγια, η αντοχή του χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα (3 #) που ανόπτεται στους 1000 ℃, του λαδιού που έχει σβήσει στους 950 ℃ και έχει σκληρυνθεί στους 570 ℃ έχει την υψηλότερη αντοχή και του χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα με χαμηλή περιεκτικότητα σε κράμα (4 #) ανόπτεται στους 1000 ℃, το λάδι σβησμένο στους 950 ℃ και μετριασμένο στους 250 ℃ έχει τη χαμηλότερη αντοχή. Επιμήκυνση μετά από θραύση δ:1#＞2#＞3#＞4#＞5#, Δηλαδή, ο χάλυβας χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα (1#) που ανόπτεται στους 1000 ℃, κανονικοποιείται στους 950 ℃ και έχει σκληρυνθεί στους 570 ℃ έχει καλύτερη πλαστικότητα, 1#, 2#, 3# και 4# είναι μικτό κάταγμα, Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η πλαστικότητα του χάλυβα χαμηλού κράματος υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα (# 4) ανόπτεται στους 1000 ℃, το λάδι σβήνεται στους 950 ℃ και έχει σκληρυνθεί στους 250 ℃ είναι το χειρότερο, το οποίο είναι εύθραυστο κάταγμα. Η αντοχή και η πλαστικότητα του χυτού χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα χαμηλού κράματος (# 5) είναι χειρότερες από εκείνες του δείγματος θερμικής επεξεργασίας, το οποίο είναι εύθραυστο κάταγμα.
| Πίνακας 3-2 Αποτελέσματα δοκιμής εφελκυσμού χάλυβων με χαμηλή περιεκτικότητα σε κράμα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα στη διαφορετική διαδικασία θερμικής επεξεργασίας | |||
| Αρ. | Αντοχή σε εφελκυσμό / Mpa | Επιμήκυνση μετά από κάταγμα /% | Ισχύς απόδοσης / Mpa |
| 1# | 1005 | 14.31 | 850 |
| 2# | 947 | 13.44 | 760 |
| 3# | 1269 | 10.53 | 1060 |
| 4# | 671 | 4.79 | / |
| 5# | 334 | 3.4 | / |
3.1.3 Ανάλυση κατάγματος πρόσκρουσης
Το Σχ. 3-6 δείχνει τη μορφολογία θραύσης κρούσης διαφορετικής θερμικής επεξεργασίας και χάλυβα χαμηλού κράματος υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα με χύτευση. Το Σχ. 3-6 (α) (β) δείχνει τη μορφολογία θραύσης πρόσκρουσης του χάλυβα χαμηλού κράματος υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα (δείγμα 1) που ανόπτεται στους 1000 ℃, κανονικοποιείται στους 950 ℃ και έχει σκληρυνθεί στους 570 ℃. Τα αποτελέσματα παρατήρησης SEM δείχνουν ότι η επιφάνεια του κατάγματος είναι σχετικά επίπεδη σύμφωνα με τη μακροσκοπική παρατήρηση (βλ. Εικ. 3-6 (α)) 3-6 (β)) η παρατήρηση δείχνει ότι υπάρχουν μικρά λακκάκια στην επιφάνεια του κατάγματος και ένα καθαρό διακρίνεται το μοτίβο της γλώσσας. Αυτό το δείγμα παρουσιάζει καλύτερη σκληρότητα από άλλα δείγματα. Το Σχ. 3-6 (γ) (δ) δείχνει τη μορφολογία θραύσης πρόσκρουσης του χάλυβα χαμηλού κράματος υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα (δείγμα 2) που ανόπτεται στους 1000 ℃, κανονικοποιείται στους 950 ℃ και έχει σκληρυνθεί στους 250 ℃. Μπορεί να φανεί από την παρατήρηση σε χαμηλή μεγέθυνση (βλ. Εικ. 3-6 (γ)) ότι η επιφάνεια του κατάγματος είναι σχετικά επίπεδη και από την παρατήρηση υψηλής ισχύος (βλ. Εικ. 3-6 (δ)), ένα μικρό Ο αριθμός των λακκών μπορεί να παρατηρηθεί στο κάταγμα και μπορεί να παρατηρηθεί εμφανές σχήμα γλώσσας και σχίσιμο άκρο Τα χαρακτηριστικά της οιονεί διάσπασης αποκαλύπτονται. Το Σχ. 3-6 (Ε) (στ) δείχνει τη μορφολογία της θραύσης πρόσκρουσης του χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα με χαμηλή περιεκτικότητα σε κράμα (δείγμα 3) που ανόπτεται στους 1000 ℃, το λάδι έχει σβήσει στους 950 ℃ και έχει σκληρυνθεί στους 570 ℃. Το κάταγμα είναι σχετικά επίπεδο σύμφωνα με την παρατήρηση σε χαμηλή μεγέθυνση (βλ. Εικ. 3-6 (Ε)), και υπάρχουν μερικά λακκάκια και ένας μικρός αριθμός άκρων σχίσιμου στο κάταγμα που παρατηρούνται σε υψηλή μεγέθυνση (βλ. Εικ. 3- 6 (στ)). Το Σχ. 3-6 (g) (Η) δείχνει τη μορφολογία της θραύσης πρόσκρουσης του χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα χαμηλού κράματος (4 #) που ανόπτησε στους 1000 ℃, κανονικοποιήθηκε στους 950 ℃ και σκληρύνθηκε στους 570 ℃. Το κάταγμα είναι ένα διακοκκώδες κάταγμα που παρατηρείται σε χαμηλή μεγέθυνση (βλ. Εικ. 3-6 (g)), και υπάρχουν μερικές άκρες σχισμής και μορφολογία κατάγματος σχεδόν διάσπασης σε υψηλή μεγέθυνση (βλ. Εικ. 3-6 (Η)). Το Σχ. 3-6 (Ι) (J) δείχνει τη μορφολογία της θραύσης πρόσκρουσης του χυτού χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα χαμηλού κράματος (5#). Το κάταγμα δείχνει ένα μοτίβο ποταμού, το οποίο είναι ένα τυπικό εύθραυστο κάταγμα, και η σκληρότητα του δείγματος όπως χυτεύεται είναι η χειρότερη.
3.1.4 Ανάλυση θραύσης εφελκυσμού
Η μορφολογία θραύσης εφελκυσμού του χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα με διαφορετική θερμική επεξεργασία και κατάσταση χύτευσης φαίνεται στο Σχ. 3-7. Το Σχ. 3-7 (α) (β) δείχνει τη μορφολογία θραύσης σε εφελκυσμό του χάλυβα χαμηλού κράματος υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα (# 1) που ανόπτεται στους 1000 ℃, κανονικοποιείται στους 950 ℃ και έχει σκληρυνθεί στους 570 ℃. Μπορούν να παρατηρηθούν μικρά λακκάκια και η περιοχή του κατάγματος είναι μεγάλη, η οποία ανήκει σε όλκιμο κάταγμα με υψηλή σκληρότητα. Το Σχ. 3-7 (γ) (δ) δείχνει τη μορφολογία θραύσης σε εφελκυσμό του χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα, χαμηλού κράματος (# 2) ανόπτησης στους 1000 ℃, κανονικοποιημένο στους 950 ℃ και μετριασμένους στους 250 ℃, Μικρά λακκάκια και μερικώς λείες αυλακώσεις παρατηρούνται σε υψηλή μεγέθυνση (Εικ. 3-7 (δ)). Δεν υπάρχουν ρωγμές στις αυλακώσεις, το οποίο ανήκει σε όλκιμο κάταγμα. Τα λακκάκια είναι μικρότερα και πιο ρηχά και η σκληρότητα του δείγματος είναι χειρότερη από αυτή του #1. Το Σχ. 3-7 (Ε) (στ) δείχνει τη μορφολογία θραύσης εφελκυσμού του χάλυβα χαμηλού κράματος υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα (# 3) που ανόπτεται στους 1000 ℃, το λάδι έχει σβήσει στους 950 ℃ και έχει σκληρυνθεί στους 570 ℃. Μπορούν να παρατηρηθούν τα περισσότερα μοτίβα διάσπασης και ένας μικρός αριθμός μικροσκοπικών βαθουλωμάτων. Η περιοχή του σχεδίου διάσπασης είναι μεγαλύτερη, η περιοχή των ινών είναι μικρότερη και το δείγμα #3 είναι ένα μικτό κάταγμα. Σχήμα 3-7 (g)(η) Η μορφολογία θραύσης εφελκυσμού του χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα χαμηλού κράματος (#4) ανόπτησης στους 1000 ℃, λαδιού σβησμένου στους 950 ℃ και μετριασμένου στους 250 ℃ δείχνει προφανή μοτίβο ποταμού και χαρακτηριστικά θραύσης διάσπασης. Σε υψηλή μεγέθυνση (Εικ. 3-7 (Η)), ένας μικρός αριθμός ρηχών λακκών παρατηρείται στο κέντρο του κατάγματος, αλλά τα δείγματα εξακολουθούν να ανήκουν σε εύθραυστο κάταγμα. Το Σχ. 3-7 (Ι) (J) δείχνει τη μορφολογία θραύσης εφελκυσμού του χυτού χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα χαμηλού κράματος (#5) με προφανές σχέδιο ποταμού και εμφανή χαρακτηριστικά θραύσης διάσπασης. Ανήκει σε εύθραυστο κάταγμα και η σκληρότητα του δείγματος είναι η χειρότερη.
Ανθεκτικό στη φθορά στη φθορά χάλυβας υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα, χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα, με σύνθεση c0,65%, Si 0,54%, Mn 0,97%, Cr 2,89%, Mo 0,35%, Ni 0,75% και Ν 0,10% υποβλήθηκαν σε τέσσερις διαφορετικές θερμικές επεξεργασίες. Μελετήθηκαν οι επιδράσεις των διαφορετικών θερμικών επεξεργασιών στη μικροδομή και τις μηχανικές ιδιότητες του χάλυβα χαμηλού κράματος υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα. Οι μέθοδοι θερμικής επεξεργασίας του χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα είναι οι εξής: 1000 ℃× 6h ανόπτηση + 950 ℃× 2,5h κανονικοποίηση + 570 ℃× 2,5h σκλήρυνση. 1000 ℃× 6h ανόπτηση + 950 ℃× 2,5h κανονικοποίηση + 250 ℃× 2,5h σκλήρυνση; 1000 ℃× 6ωρη ανόπτηση + 950 ℃× 2,5 ώρες σβήσιμο λαδιού + 570 ℃× 2,5 ώρες σκλήρυνση; 1000 ℃× 6h ανόπτηση + 950 ℃× 2,5h σβήσιμο λαδιού + 250 ℃× 2,5h σκλήρυνση. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι:
- Η μικροδομή του χάλυβα χαμηλού κράματος υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα (# 1) που ανόπτεται στους 1000 ℃, κανονικοποιείται στους 950 ℃ και έχει σκληρυνθεί στους 570 ℃ είναι περλίτης. Η μικροδομή του χάλυβα χαμηλού κράματος υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα (# 2) που ανόπτεται στους 1000 ℃, κανονικοποιείται στους 950 ℃ και έχει σκληρυνθεί στους 250 ℃ είναι επίσης περλίτης. Ωστόσο, η δομή του περλίτη # 1 είναι παθητικοποιημένη και τείνει να σφαιροειδοποιείται και οι περιεκτικές ιδιότητές του είναι καλύτερες από αυτές του # 2. Η μικροδομή του χάλυβα χαμηλού κράματος υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα (δείγμα 3) ανόπτεται στους 1000 ℃, το λάδι σβήνεται στους 950 ℃ και μετριάζεται στους 570 ℃ είναι μετριασμένος σορβίτης με προσανατολισμό μαρτενσίτη. Η μικροδομή του χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα (# 4) που ανόπτεται στους 1000 ℃, το λάδι έχει σβήσει στους 950 ℃ και έχει σκληρυνθεί στους 250 ℃ είναι σκληρυμένο μαρτενσίτη.
- Η σκληρότητα του χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα (# 4) ανόπτησης στους 1000 ℃, λαδιού σβησμένου στους 950 ℃ και μετριασμένου στους 250 ℃ έχει την υψηλότερη σκληρότητα Rockwell 57,5 HRC. Η σκληρότητα των άλλων τριών ειδών χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα είναι χαμηλότερη από αυτή του δείγματος 4 και οι τιμές σκληρότητας είναι κοντινές. Η σκληρότητα των δειγμάτων 1,2,3 είναι 43,8 HRC, 45,3 HRC και 44,3 HRC.
- Η δοκιμή σκληρότητας κρούσης με εγκοπή V δείχνει ότι ο χάλυβας με χαμηλή περιεκτικότητα σε κράμα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα (# 1) που ανόπτεται στους 1000 ℃, κανονικοποιείται στους 950 ℃ και έχει μετριαστεί στους 570 ℃ έχει την υψηλότερη ενέργεια απορρόφησης κρούσης (8,37 J) και την καλύτερη σκληρότητα. Τα αποτελέσματα της δοκιμής εφελκυσμού δείχνουν επίσης ότι η επιμήκυνση μετά από θραύση δ του χάλυβα χαμηλού κράματος υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα (# 1) που ανόπτεται στους 1000 ℃, κανονικοποιείται στους 950 ℃ και έχει σκληρυνθεί στους 570 ℃ έχει τη μέγιστη επιμήκυνση μετά τη θραύση (14,31%) και η θραύση είναι ένα όλκιμο κάταγμα.
- Τα αποτελέσματα της δοκιμής εφελκυσμού δείχνουν ότι η αντοχή του χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα (# 3) που ανόπτεται στους 1000 ℃, του λαδιού που έχει σβήσει στους 950 ℃ και έχει σκληρυνθεί στους 570 ℃ έχει την καλύτερη αντοχή (Rm: 1269mpa, Σχέση: 1060mpa), το ισχύς # 1, # 2, # 3, και # 4 είναι Rm: 1005 MPa, Σχέση: 850 MPa; Rm: 947 MPa, Σχέση: 740 MPa; Rm: 671 MPa.
- Οι μηχανικές ιδιότητες του χυτού χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα χαμηλού κράματος (# 5) είναι χειρότερες από αυτές των δειγμάτων που έχουν υποστεί θερμική επεξεργασία. Η θερμική επεξεργασία βελτιώνει τις ολοκληρωμένες ιδιότητες του χάλυβα χαμηλού κράματος υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα.
4.0 Μικροδομή και μηχανικές ιδιότητες του ανθεκτικού στη φθορά μπαϊντικού χάλυβα, του χάλυβα περλίτη και των σύνθετων μύλων με μήτρα χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο
Προκειμένου να συγκρίνουμε και να μελετήσουμε τον ανθεκτικό στη φθορά και τη διάβρωση κράμα χάλυβα για την πλάκα επένδυσης του ημιαυτογενούς μύλου, λαμβάνοντας ως βασικό προσανατολισμό το κράμα χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα, το εργοστάσιό μας σχεδίασε τρία είδη κράματος χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα και σύνθετα υλικά τους και κατασκευασμένες πλάκες επένδυσης. Η χύτευση και η θερμική επεξεργασία ολοκληρώθηκαν στο εργοστάσιό μας και η προκαταρκτική δοκιμή έγινε σε μεταλλωρυχεία.
Η χημική σύνθεση του χάλυβα μπαϊνίτη, του χάλυβα περλίτη και των σύνθετων μύλων με μήτρα χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο παρουσιάζεται στον πίνακα 4-1, στον πίνακα 4-2 και στον πίνακα 4-3.
| Πίνακας 4-1 Η χημική σύνθεση των πλακών επένδυσης από χάλυβα μπαινίτη (β.%) | |||||||
| ντο | Σι | Mn | Π | μικρό | Cr | Μο | Ni |
| 0,687 | 1.422 | 0,895 | 0,053 | 0,029 | 4.571 | 0,424 | 0,269 |
| Πίνακας 4-2 Η χημική σύνθεση των πλακών επένδυσης από χάλυβα περλίτη (wt.%) | |||||||
| ντο | Σι | Mn | Ο Αλ | W | Cr | Cu | Ni |
| 0,817 | 0,43 | 0,843 | 0,028 | 0,199 | 3.103 | 0,111 | 0,202 |
| Πίνακας 4-3 Η χημική σύνθεση των σύνθετων πλακών επένδυσης από χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο (wt.%) | |||||||
| ντο | Σι | Mn | Ο Αλ | Cr | V | Ti | Ni |
| 1.197 | 0,563 | 20.547 | 0,271 | 0,143 | 0,76 | 0,232 | 0,259 |
Μετά την αφαίρεση της επένδυσης από χάλυβα μπαινίτη, της επένδυσης από χάλυβα περλίτη και της σύνθετης επένδυσης με μήτρα χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο, τα δείγματα για παρατήρηση μικροδομής, δοκιμή σκληρότητας, δοκιμή κρούσης, δοκιμή εφελκυσμού και δοκιμή φθοράς με λειαντική διάβρωση κρούσης κόβονται με μηχανή κοπής σύρματος.
4.1 Μικροδομή και μηχανικές ιδιότητες του χάλυβα μπαϊνίτη, του χάλυβα περλίτη και των σύνθετων μύλων με μήτρα χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο
4.1.1 Μικροδομή
Το Σχήμα 4-1 δείχνει τη μεταλλογραφική δομή της πλάκας επένδυσης από χάλυβα μπαινίτη και το σχήμα 4-1 (α) (β) δείχνει τη μεταλλογραφική δομή της επιφάνειας που δεν έχει φθορές. Μπορεί να παρατηρηθεί η μαύρη βελονοειδής κάτω δομή μπαινίτη (βλ. βέλος στο Σχήμα 4-1 (β)), η ανώτερη δομή που μοιάζει με φτερό (βλ. Εικόνα 4-1 (β) κύκλος) και λίγος λευκός ωστενίτης που διατηρείται. Το Σχ. 4-1 (γ) (δ) δείχνει τη μεταλλογραφική δομή της επιφάνειας φθοράς. Μπορεί να παρατηρηθεί η μαύρη βελονοειδής κατώτερη δομή μπαινίτη και λίγος λευκός ωστενίτης που διατηρείται. Ο μαύρος βελονοειδής κάτω μπαινίτης στην επιφάνεια που δεν φθίνει είναι λεπτότερος από την επιφάνεια φθοράς.
Το σχήμα 4-2 δείχνει το σχέδιο περίθλασης XRD της πλάκας επένδυσης από χάλυβα μπαινίτη. Το μοτίβο περίθλασης του δείγματος βαϊνικού χάλυβα δείχνει τις κορυφές περίθλασης της φάσης α και της φάσης γ, και δεν υπάρχει εμφανής κορυφή περίθλασης του καρβιδίου στο διάγραμμα.
Το Σχ. 4-3 δείχνει τη μεταλλογραφική δομή της σύνθετης πλάκας επένδυσης με μήτρα χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο, ΣΧ. 4-3 (α) δείχνει μακρογράφημα, ΣΧ. Το 4-3 (β) δείχνει ένα διάγραμμα υψηλής μεγέθυνσης και το Σχήμα 4-3 (β) δείχνει έναν μεγάλο αριθμό καρβιδίων στο όριο των κόκκων ωστενίτη. Στην επιφάνεια του γυαλισμένου και διαβρωμένου δείγματος σύνθετης πλάκας επένδυσης μήτρας χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο, λήφθηκαν 10 μεταλλογραφικές εικόνες με μεγέθυνση 100 φορές αντίστοιχα (βλ. Εικ. 4-4). Το κλάσμα εμβαδού των καρβιδίων στο οπτικό πεδίο αναλύθηκε με τη χρήση του λογισμικού Las Phase του ειδικού λογισμικού του μεταλλογραφικού μικροσκοπίου Lycra και ελήφθη η μέση αριθμητική τιμή. Σύμφωνα με τον υπολογισμό, η περιεκτικότητα σε καρβίδιο στη σύνθετη επένδυση μήτρας χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο είναι 9,73%. Τα καρβίδια διασπείρονται στον ωστενίτη ως δεύτερη φάση, γεγονός που βελτιώνει την αντοχή στη φθορά και την αντοχή διαρροής του υλικού. Το σύνθετο υλικό επένδυσης με μήτρα χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο είναι ένα σύνθετο υλικό με δομή ωστενίτη ως μήτρα και καρβίδιο ως δεύτερη φάση.
Το Σχ. 4-4 δείχνει το σχέδιο περίθλασης XRD της σύνθετης πλάκας επένδυσης με μήτρα χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο, στην οποία υπάρχουν κορυφές περίθλασης γ φάσης και καρβιδίου, αλλά όχι κορυφή περίθλασης μαρτενσίτη.
Το Σχ. 4-6 δείχνει τη μικροδομή της επένδυσης από χάλυβα περλίτη και το Σχ. 4-6 (α) (β) δείχνει τη μεταλλογραφική δομή που λήφθηκε από το μεταλλογραφικό μικροσκόπιο Lycra. Μπορεί να παρατηρηθεί ότι η δομή του περλίτη είναι ασπρόμαυρη (βλ. Εικ. 4-6 (β) μαύρος κύκλος). Η λευκή περιοχή είναι φερρίτης και η μαύρη είναι τσιμεντίτης. Το Σχ. 4-6 (γ) δείχνει τη μικροδομή υψηλής ισχύος του SEM. Διακρίνεται ο περλίτης με φωτεινές και σκούρες φάσεις. Το πιο ανοιχτό μέρος είναι τσιμεντίτης και το πιο σκούρο μέρος είναι φερρίτης.
Το Σχήμα 4-7 δείχνει το σχέδιο περίθλασης XRD των επενδύσεων χαλυβουργείου περλίτη. Υπάρχουν κορυφές περίθλασης της φάσης α και φάσης Fe3C στο σχέδιο περίθλασης των επενδύσεων μύλου περλίτη και δεν εμφανίζεται εμφανής υπολειμματική κορυφή ωστενίτη.
4.1.2 Μηχανικές ιδιότητες
Ο Πίνακας 4-4 δείχνει τα αποτελέσματα των δοκιμών της σκληρότητας και της αντοχής σε κρούση της επένδυσης από χάλυβα μπαινίτη, της σύνθετης επένδυσης από χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο και της επένδυσης από χάλυβα περλίτη. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η επένδυση από χάλυβα μπαινίτη έχει καλές ιδιότητες αντιστοίχισης σκληρότητας και σκληρότητας. το σύνθετο υλικό μήτρας χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο έχει κακή σκληρότητα αλλά καλή σκληρότητα χωρίς σκλήρυνση. η σκληρότητα του χάλυβα από περλίτη είναι κακή.
| Πίνακας 4-4 Σκληρότητα Rockwell και αντοχή σε κρούση τριών ειδών χιτώνια μύλου από κράμα χάλυβα | |
| Είδος | Αποτέλεσμα |
| Σκληρότητα επένδυσης μύλου από κράμα μπαϊντικού χάλυβα (HRC) | 51.7 |
| Σκληρότητα χιτώνων σύνθετου κράματος χάλυβα με μήτρα μαγγανίου (HRC) | 26.5 |
| Σκληρότητα των επενδύσεων μύλου από κράμα περλίτη (HRC) | 31.3 |
| Ενέργεια απορρόφησης κρούσης με εγκοπή V των επενδύσεων μύλου από κράμα μπαϊντικού χάλυβα (J) | 7.5 |
| Ενέργεια απορρόφησης κρούσης U εγκοπής από σύνθετες επενδύσεις μύλου από κράμα χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο (J) | 87,7 |
| Ενέργεια απορρόφησης κρούσης χιτώνια μύλου από κράμα περλίτη με εγκοπή V (J) | 6 |
Το Σχήμα 4-8 είναι μια σύγκριση της κατανομής σκληρότητας στην περιοχή του σκληρυμένου στρώματος τριών ειδών υλικών επένδυσης, συγκεκριμένα της επένδυσης από χάλυβα μπαινίτη, της σύνθετης επένδυσης με βάση από χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο και της επένδυσης από χάλυβα περλίτη. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η σύνθετη πλάκα επένδυσης με βάση το χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο και η επένδυση από χάλυβα μπαινίτη έχουν εμφανές φαινόμενο σκλήρυνσης μετά από δοκιμή στο ορυχείο. Το βάθος σκλήρυνσης της σύνθετης επένδυσης με βάση το χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο είναι 12 mm και η σκληρότητα της πλάκας επένδυσης αυξάνεται στα 667 HV (58,7 HRC). το βάθος σκλήρυνσης της επένδυσης από χάλυβα μπαινίτη είναι 10 mm, η σκληρότητα του HVS αυξήθηκε κατά σχεδόν 50% με τη σκλήρυνση με μηχανική κατεργασία και δεν υπήρξε εμφανές φαινόμενο σκλήρυνσης στην επένδυση χάλυβα περλίτη.
Ο Πίνακας 4-5 δείχνει τα αποτελέσματα δοκιμής εφελκυσμού σύνθετων μύλων με μήτρα χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο και χαλύβδινων επενδύσεων μύλου περλίτη. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η αντοχή σε εφελκυσμό των επενδύσεων σύνθετου μύλου από μήτρα χάλυβα περλίτη είναι ισοδύναμη με εκείνη των χιτώνια μύλου από σύνθετο υλικό με μήτρα χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο, αλλά η επένδυση από σύνθετο υλικό με μήτρα χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο έχει υψηλότερη αντοχή διαρροής από τις επενδύσεις μύλου από χάλυβα περλίτη. Ταυτόχρονα, η επιμήκυνση μετά τη θραύση της επένδυσης από χάλυβα περλίτη είναι μεγαλύτερη από αυτή της σύνθετης μήτρας χάλυβα μαγγανίου και η επένδυση από σύνθετο υλικό μήτρας χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο έχει καλύτερη σκληρότητα.
| Πίνακας 4-5 Αποτελέσματα δοκιμής εφελκυσμού διαφορετικών επενδύσεων χαλυβουργείου από κράμα | |||
| Αρ. | Αντοχή σε εφελκυσμό / Mpa | Επιμήκυνση μετά από κάταγμα /% | Ισχύς απόδοσης / Mpa |
| Σύνθετη επένδυση από χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο | 743 | 9.2 | 547 |
| Επένδυση από ατσάλι από περλίτη | 766 | 6.7 | 420 |
4.1.3 Ανάλυση κατάγματος πρόσκρουσης
Το Σχ. 4-9 δείχνει τη μορφολογία θραύσης πρόσκρουσης της επένδυσης από χάλυβα μπαινίτη, της σύνθετης επένδυσης από χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο και της επένδυσης από χάλυβα περλίτη. Το Σχ. 4-9 (α) (β) δείχνει τη μορφολογία θραύσης κρούσης του υλικού επένδυσης από χάλυβα μπαινίτη. Η επιφάνεια του σπασίματος είναι σχετικά επίπεδη με μικρό αριθμό άκρων ρήξης και μεγάλη μεγέθυνση (Εικ. 4-9 (α)) Η αντοχή στη θραύση των λακκών (Β-9) είναι ρηχή, αλλά η ενέργεια θραύσης είναι μικρή. Το Σχ. 4-9 (γ) (δ) δείχνει τη μορφολογία της θραύσης πρόσκρουσης σύνθετου υλικού επένδυσης με μήτρα χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο. Από τη χαμηλή μεγέθυνση (Εικ. 4-9 (γ)), παρατηρείται εμφανής πλαστική παραμόρφωση στην επιφάνεια της θραύσης και εμφανίζονται λακκάκια στη διατομή. Σε υψηλή μεγέθυνση (Εικ. 4-9 (δ)), μεγάλα και μικρά λακκάκια μπορούν να παρατηρηθούν ταυτόχρονα, και τα μεγάλα λακκάκια είναι βαθιά και τα λακκάκια μπλέκονται μεταξύ τους. Το Σχήμα 4-9 (Ε) (στ) δείχνει τη μορφολογία θραύσης πρόσκρουσης του υλικού επένδυσης από χάλυβα περλίτη. Η επιφάνεια του σπασίματος είναι σχετικά επίπεδη υπό χαμηλή μεγέθυνση (Εικ. 4-9 (Ε)), ενώ το σχέδιο του ποταμού μπορεί να παρατηρηθεί σε υψηλή μεγέθυνση (Εικ. 4-9 (στ)). Ταυτόχρονα, ένας μικρός αριθμός βαθουλωμάτων μπορεί να παρατηρηθεί στην άκρη του μοτίβου του ποταμού. Το δείγμα είναι εύθραυστο κάταγμα στη μακροσκοπική όψη και πλαστικό κάταγμα στο τοπικό τμήμα στη μικροπροβολή.
4.1.4 Ανάλυση θραύσης εφελκυσμού
Το σχήμα 4-10 δείχνει τη μορφολογία θραύσης σε εφελκυσμό της σύνθετης πλάκας επένδυσης με μήτρα χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο και της πλάκας επένδυσης από χάλυβα περλίτη και το σχήμα 4-10 (α) (β) δείχνει τη μορφολογία θραύσης εφελκυσμού του υλικού σύνθετης πλάκας επένδυσης με μήτρα χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο. Από τη χαμηλή ισχύ (Εικ. 4-10 (α)), το κάταγμα έχει εμφανή πλαστική παραμόρφωση, μικρή ποσότητα σχίσιμου άκρου και μεγάλη μεγέθυνση (Εικ. Μπορεί να παρατηρηθεί ένας μικρός αριθμός ρηχών βαθουλωμάτων και ένας μεγάλος αριθμός βημάτων διάσπασης στο 4-10 (β). Το δείγμα ανήκει σε λειτουργία μικτής θραύσης. Το Σχ. 4-10 (γ) (δ) δείχνει τη μορφολογία θραύσης σε εφελκυσμό του υλικού επένδυσης από περλίτη χάλυβα. Η επιφάνεια θραύσης είναι σχετικά επίπεδη όταν παρατηρείται σε χαμηλή μεγέθυνση ( Εικ. 4-10 (γ)) Το προφανές μοτίβο του ποταμού και η ακμή του δακρύου μπορούν να παρατηρηθούν σε υψηλή μεγέθυνση (Εικ. 4-10 (δ)). Το δείγμα ανήκει σε εύθραυστο κάταγμα.
4.2 Τα αποτελέσματα
- Η μικροδομή των επενδύσεων του μύλου από κράμα μπαϊντικού χάλυβα εμφανίζει μαύρο βελονοειδές κάτω μπαινίτη και μέρος από πάνω μπαινίτη που μοιάζει με πούπουλο, με σκληρότητα 51,7 HRC. Μετά τη δοκιμή της επένδυσης του μύλου σε ορυχεία, έχει ορισμένο βάθος σκλήρυνσης εργασίας 10 mm. Η σκληρότητα της επένδυσης του μύλου αυξάνεται κατά 50 HV. Η ενέργεια κρούσης που απορροφάται από την εγκοπή V της επένδυσης από χάλυβα μπαινίτη είναι 7,50 J και η επιφάνεια θραύσης είναι όλκιμο. Οι επενδύσεις μύλου από κράμα μπαινίτη έχουν καλές ολοκληρωμένες μηχανικές ιδιότητες.
- Η μικροδομή της σύνθετης επένδυσης μύλου με μήτρα χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο είναι δομή ωστενίτη. Υπάρχουν πολλά καρβίδια στο όριο των κόκκων ωστενίτη και η περιεκτικότητα σε καρβίδιο είναι 9,73%. Το υλικό επένδυσης από σύνθετο υλικό μήτρας χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο είναι ένα σύνθετο υλικό με δομή ωστενίτη ως μήτρα και καρβίδιο ως δεύτερη φάση. Η σκληρότητα της σύνθετης επένδυσης με μήτρα χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο είναι 26,5 HRC χωρίς σκλήρυνση εργασίας. Μετά τη χρήση σε ορυχεία, εμφανίζεται εμφανής σκλήρυνση εργασίας. Το βάθος σκλήρυνσης εργασίας είναι 12 mm. Η υψηλότερη σκληρότητα είναι 667 HV (58,7 HRC). Η απορροφούμενη ενέργεια από κρούση της τυπικής εγκοπής u της σύνθετης επένδυσης με μήτρα χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο είναι 87,70 J και το κάταγμα κρούσης είναι όλκιμο. Η επιμήκυνση μετά από θραύση εφελκυσμού της σύνθετης επένδυσης με μήτρα χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο είναι 9,20%, και η θραύση εφελκυσμού είναι μικτό κάταγμα. Η σύνθετη επένδυση μύλου με μήτρα χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο έχει καλή σκληρότητα. Η αντοχή σε εφελκυσμό και η αντοχή διαρροής των σύνθετων μύλων με μήτρα χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο είναι 743 MPa και 547 MPa.
- Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η μικροδομή των επενδύσεων χαλυβουργείου από κράμα περλίτη είναι τυπικά δομή ασπρόμαυρου περλίτη με σκληρότητα 31,3 ώρες και δεν υπάρχει εμφανές φαινόμενο σκλήρυνσης μετά από δοκιμαστική χρήση σε ορυχεία. Η ενέργεια απορρόφησης κρούσης της τυπικής εγκοπής V από χαλύβδινη επένδυση περλίτη είναι 6,00 j και η επιφάνεια θραύσης είναι ένα μικροτοπικό πλαστικό κάταγμα και μακρο εύθραυστο κάταγμα. Η επιμήκυνση της επένδυσης από χάλυβα περλίτη μετά από θραύση εφελκυσμού είναι 6,70%, η θραύση εφελκυσμού είναι εύθραυστη θραύση, η σκληρότητα είναι υψηλή και η επένδυση της σύνθετης μήτρας χάλυβα μαγγανίου είναι φτωχή. Η αντοχή σε εφελκυσμό και η αντοχή διαρροής της επένδυσης από χάλυβα περλίτης είναι 766 MPa και 420 MPa.
5.0 Αντοχή στη διάβρωση στην κρούση και στην τριβή στη φθορά των ημιαυτογενών επενδύσεων μύλου από κράμα χάλυβα
Οι επενδύσεις μύλου του ημι-αυτογενούς μύλου όχι μόνο προσκρούονται και φοριούνται από την ιλύ, αλλά επίσης διαβρώνονται από την ιλύ στο τύμπανο, γεγονός που μειώνει σημαντικά τη διάρκεια ζωής της επένδυσης. Η δοκιμή φθοράς με λειαντική διάβρωση μπορεί να προσομοιώσει καλά την κατάσταση φθοράς της πλάκας επένδυσης του ημιαυτόγενου μύλου. Προς το παρόν, η έρευνα σχετικά με την αντοχή στη φθορά και την απόδοση των υλικών στη διάβρωση είναι κυρίως για τη μέτρηση της απώλειας βάρους από τριβή των υλικών στη δοκιμή φθοράς από διάβρωση κρούσης υπό συνθήκες φθοράς τριών σωμάτων και, στη συνέχεια, παρατηρείται η μορφολογία φθοράς των δειγμάτων με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης, και στη συνέχεια αναλύστε τον μηχανισμό φθοράς. Σε αυτό το κεφάλαιο, η αντίσταση στη φθορά και ο μηχανισμός φθοράς διαφορετικών δειγμάτων αναλύονται μέσω της απώλειας φθοράς από λειαντική διάβρωση λόγω κρούσης και της μορφολογίας του θερμικά επεξεργασμένου χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα με χαμηλή περιεκτικότητα σε κράμα στη διάβρωση, της επένδυσης από χάλυβα μπαινίτη, της επένδυσης από χάλυβα περλίτη και του χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο σύνθετη επένδυση μήτρας.
5.1 Χαρακτηριστικά λειαντικής φθοράς λόγω κρουστικής διάβρωσης σε ενέργεια κρούσης 4,5 J
5.1.1 Αντοχή στη φθορά του λειαντικού λόγω διάβρωσης
Υπό την επίδραση της ενέργειας κρούσης 4,5j, η απώλεια βάρους φθοράς του ανθεκτικού στη διάβρωση χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα, της επένδυσης από χάλυβα μπαινίτη, της επένδυσης από χάλυβα περλίτη και της σύνθετης πλάκας επένδυσης με μήτρα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο σε διαφορετικές καταστάσεις θερμικής επεξεργασίας με λειαντική φθορά λόγω διάβρωσης. ο χρόνος φαίνεται στο Σχ. 5-1.
- Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η απώλεια βάρους κάθε δείγματος αυξάνεται με το χρόνο και ο ρυθμός φθοράς είναι σταθερός.
- Η αντοχή στη φθορά κάθε δείγματος είναι η εξής: πλάκα επένδυσης από χάλυβα μπαινίτη ＞ 1000 ℃ ανόπτηση +950 ℃ κανονικοποίηση +570 ℃ μετριασμένος χάλυβας υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα χαμηλού κράματος ＞ 1000 ℃ ανόπτηση +950 ℃ ανόπτηση +950 ℃ σβήσιμο λαδιού +250 χαλύβδινη επένδυση περλίτη ＞ 1000 ℃ ανόπτηση +950 ℃ κανονικοποίηση +250 ℃ σκλήρυνση χάλυβας υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα χαμηλού κράματος ＞ 1000 ℃ ανόπτηση +950 ℃ σβήσιμο λαδιού +570 ℃ χάλυβας βάσης χάλυβας υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα χαμηλού άνθρακα.
5.1.2 Ανάλυση μηχανισμού τριβής
Υπάρχουν δύο κύριοι μηχανισμοί φθοράς της φθοράς του λειαντικού κρουστικού: ο ένας είναι η φθορά που προκαλείται από το λειαντικό κόψιμο και τη σμίλευση. Το άλλο είναι η φθορά λόγω κόπωσης που προκαλείται από την επαναλαμβανόμενη παραμόρφωση των κοιλοτήτων υπό τη δύναμη κρούσης. Κάτω από την υγρή κατάσταση λείανσης, η φθορά της λειαντικής κρούσης είναι κυρίως απώλεια φθοράς από λειαντικό και συνοδεύεται από ηλεκτροχημική διάβρωση, η οποία προάγει η μία την άλλη και επιταχύνει τον ρυθμό φθοράς των υλικών.
Το σχήμα 5-2 δείχνει τη μορφολογία της επιφάνειας φθοράς του ανθεκτικού στη διάβρωση χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα και της επένδυσης από χάλυβα μπαινίτη, της επένδυσης από χάλυβα περλίτη και της πλάκας επένδυσης από σύνθετο υλικό με μήτρα χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο υπό διαφορετικές καταστάσεις θερμικής επεξεργασίας.
Το Σχ. 5-2 (α) (β) δείχνει τη μορφολογία φθοράς του δείγματος 1R, δηλαδή τον χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα που ανοπτήθηκε στους 1000 ℃ και κανονικοποιήθηκε στους 950 ℃ και σκληρύνθηκε στους 570 ℃. Σε χαμηλή μεγέθυνση (Εικ. 5-2 (α)), η επιφάνεια φθοράς του δείγματος είναι σχετικά επίπεδη. Σε υψηλή μεγέθυνση (Εικ. 5-2 (β)), μπορούν να παρατηρηθούν αυλάκια κοπής και μια μικρή ποσότητα κοιλοτήτων κούρασης εμφανίζονται στη φθαρμένη επιφάνεια. Το δείγμα είναι κυρίως μηχανισμός μικροκοπής. Το δείγμα είναι περλίτης με τιμή σκληρότητας 43,7 HRC και έχει συγκεκριμένη αντίσταση κοπής. Ταυτόχρονα, το δείγμα έχει ισχυρή σκληρότητα. Κατά τη διαδικασία της φθοράς του λειαντικού λόγω διάβρωσης, μπορεί να προκαλέσει μεγάλη πλαστική παραμόρφωση. Πριν από την κόπωση από πλαστική παραμόρφωση, μετατρέπεται σε πλαστική σφήνα παραμόρφωσης και πλαστική κορυφογραμμή υπό τη δράση της δύναμης κρούσης και της χαλαζιακής άμμου. Δεν υπάρχει εμφανής διάβρωση στη φθαρμένη επιφάνεια του δείγματος, γεγονός που δείχνει ότι η αντίσταση στη διάβρωση του δείγματος είναι καλή.
Το Σχ. 5-2 (γ) (δ) δείχνει τη μορφολογία φθοράς του δείγματος 2R, δηλαδή τον χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα που ανοπτήθηκε στους 1000 ℃ και κανονικοποιήθηκε στους 950 ℃ και σκληρύνθηκε στους 250 ℃. Σε χαμηλή μεγέθυνση (Εικ. 5-2 (γ)), η επιφάνεια φθοράς του δείγματος είναι σχετικά επίπεδη. Σε υψηλή μεγέθυνση (Εικ. 5-2 (δ)), μπορούν να παρατηρηθούν φαρδιές και ρηχές αυλακώσεις κοπής και εμφανής πλαστική σφήνα παραμόρφωσης, πλαστική κορυφογραμμή και μερικά κοπτικά τσιπ που προκαλούνται από πλαστική παραμόρφωση. εμφανίζεται μικρή ποσότητα λάκκων κοπής, που είναι κυρίως μηχανισμός μικροκοπής, συνοδευόμενος από μικρή ποσότητα πλαστικής παραμόρφωσης κόπωσης. Δεν υπάρχει εμφανής διάβρωση στη φθαρμένη επιφάνεια του δείγματος, γεγονός που δείχνει ότι η αντίσταση στη διάβρωση του δείγματος είναι καλή.
Το Σχ. 5-2 (Ε) (στ) δείχνει τη μορφολογία φθοράς του δείγματος 3R, δηλαδή τον χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα που ανόπτεται στους 1000 ℃, σβήνεται στους 950 ℃ και σκληρύνεται στους 570 ℃. Σε χαμηλή μεγέθυνση (Εικ. 5-2 (Ε)), η επιφάνεια φθοράς του δείγματος είναι σχετικά επίπεδη με κάποια συντρίμμια. Σε υψηλή μεγέθυνση (Εικ. 5-2 (στ)), μπορεί να παρατηρηθεί ένας μεγάλος αριθμός ακανόνιστων κοιλωμάτων. Ο μηχανισμός φθοράς του δείγματος είναι ο μηχανισμός διάσπασης πλαστικής κόπωσης. Δεν υπάρχει εμφανής διάβρωση στη φθαρμένη επιφάνεια του δείγματος, γεγονός που δείχνει ότι η αντίσταση στη διάβρωση του δείγματος είναι καλή.
Το Σχ. 5-2 (g) (Η) δείχνει τη μορφολογία φθοράς του δείγματος 4R, δηλαδή τον χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα που ανοπτήθηκε στους 1000 ℃ και σβήστηκε στους 950 ℃ και σκληρύνθηκε στους 250 ℃. Σε χαμηλή μεγέθυνση (Εικ. 5-2 (g)), η επιφάνεια φθοράς του δείγματος είναι σχετικά επίπεδη. Σε υψηλή μεγέθυνση (Εικ. 5-2 (Η)), μπορούν να παρατηρηθούν ρηχά και συντομευμένα αυλάκια. Επειδή το δείγμα είναι σκληρυμένο μαρτενσίτη, η σκληρότητά του φτάνει τα 57,5 HRC έχει ισχυρή αντίσταση κοπής. Ένας μεγάλος αριθμός ακανόνιστων κοιλωμάτων μπορεί να παρατηρηθεί ταυτόχρονα στη φθαρμένη επιφάνεια. Η πλαστικότητα του δείγματος είναι χαμηλή. Κάτω από τη δράση της περιοδικής καταπόνησης, εμφανίζεται επαναλαμβανόμενη πλαστική παραμόρφωση, σχηματίζοντας πηγή συγκέντρωσης τάσεων, ρωγμή κόπωσης και τελικά θρυμματισμό κόπωσης. Ο μηχανισμός φθοράς του δείγματος είναι πλαστική κόπωση. Δεν υπάρχει εμφανής διάβρωση στη φθαρμένη επιφάνεια του δείγματος, γεγονός που δείχνει ότι η αντίσταση στη διάβρωση του δείγματος είναι καλή.
Το Σχ. 5-2 (I) (J) δείχνει τη μορφολογία τριβής του δείγματος 5R, δηλαδή το υλικό επένδυσης από χάλυβα μπαινίτη. Σε χαμηλή μεγέθυνση (Εικ. 5-2 (J)) μπορεί να παρατηρηθεί ότι υπάρχουν μακριές αυλακώσεις κοπής και αυλάκια συντόμευσης ταυτόχρονα, και μπορεί να φανεί μια μικρή ποσότητα ακανόνιστων κοιλωμάτων. Ο μηχανισμός μικροκοπής του δείγματος είναι κυρίως μικρο-κοπή. Το δείγμα είναι δομή μπαινίτη, έχει καλή αντιστοίχιση σκληρότητας, υψηλή τιμή σκληρότητας (51,3 HRC) και ορισμένη αντίσταση κοπής. Ταυτόχρονα, το δείγμα έχει ισχυρή σκληρότητα, η οποία μπορεί να προκαλέσει μεγάλη πλαστική παραμόρφωση και μικρό αριθμό λακκοειδών κατά τη διαδικασία της φθοράς της λειαντικής διάβρωσης. Ως εκ τούτου, η αντίσταση στη φθορά στη διάβρωση του δείγματος είναι η καλύτερη. Δεν υπάρχει εμφανής διάβρωση στη φθαρμένη επιφάνεια του δείγματος, γεγονός που δείχνει ότι η αντίσταση στη διάβρωση του δείγματος είναι καλή.
Το Σχ. 5-2 (k) (L) δείχνει τη μορφολογία τριβής του δείγματος 6R, δηλαδή το σύνθετο υλικό επένδυσης με μήτρα χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο, σε χαμηλή μεγέθυνση (Εικ. 5-2) (k) (η επιφάνεια φθοράς του δείγματος είναι σχετικά επίπεδο, μπορεί να παρατηρηθεί μια μικρή ποσότητα αυλακώσεων κοπής, και μακριές και βαθιές αυλακώσεις κοπής και μέρος υπολειμμάτων φθοράς μπορούν να παρατηρηθούν σε μεγάλους χρόνους (Εικ. 5-2 (L)), υποδεικνύοντας ότι η αντικοπτική ικανότητα του δείγματος είναι κακή και μπορεί να παρατηρηθεί μεγάλος αριθμός ακανόνιστων κοιλωμάτων στη φθαρμένη επιφάνεια και ο μηχανισμός μικροκοπής είναι ο κύριος μηχανισμός του δείγματος. Δεν υπάρχει εμφανής διάβρωση στη φθαρμένη επιφάνεια του δείγματος, γεγονός που υποδεικνύει ότι το Η αντίσταση στη διάβρωση του δείγματος είναι καλή. Η σκληρότητα του δείγματος είναι χαμηλή χωρίς σκλήρυνση εργασίας. Δεν μπορεί να πάρει αρκετή σκληρότητα εργασίας κάτω από την ενέργεια κρούσης 4,5 j. Επομένως, η αντίσταση κοπής του δείγματος είναι κακή και η πρόσκρουση του Η αντοχή στη φθορά στη διάβρωση είναι η χειρότερη.
Το Σχ. 5-2 (m) (n) δείχνει τη μορφολογία τριβής του δείγματος 7R, δηλαδή το υλικό επένδυσης από χάλυβα περλίτη. Σε χαμηλή μεγέθυνση (Εικ. 5-2 (m)), η επιφάνεια γδαρσίματος του δείγματος είναι σχετικά επίπεδη και μπορεί να παρατηρηθεί ένας μικρός αριθμός λάκκων απολέπισης. Σε υψηλή μεγέθυνση (Εικ. 5-2 (n)) μπορεί να παρατηρήσει βαθιές αυλακώσεις κοπής και υπολείμματα φθοράς και η αντικοπτική ικανότητα του δείγματος είναι χαμηλή. Μερικά ακανόνιστα κοίλωμα μπορεί να παρατηρηθούν γύρω από το αυλάκι κοπής και τα συντρίμμια. Ο μηχανισμός μικροκοπής και η αναλογία απολέπισης κόπωσης του δείγματος είναι παρόμοια. Δεν υπάρχει εμφανής διάβρωση στη φθαρμένη επιφάνεια του δείγματος, γεγονός που δείχνει ότι η αντίσταση στη διάβρωση του δείγματος είναι καλή.
Συμπερασματικά, στη δοκιμή φθοράς με λειαντική διάβρωση κρούσης υπό ενέργεια κρούσης 4,5 j, ορισμένα δείγματα είναι κυρίως μηχανισμοί φθοράς μικρο-κοπής, ορισμένα δείγματα είναι κυρίως μηχανισμοί φθοράς με κόπωση και ορισμένα δείγματα καταπονούνται εξίσου στους δύο μηχανισμούς φθοράς. Η αντοχή στη διάβρωση κρούσης των δειγμάτων καθορίζεται από τους δύο μηχανισμούς, δηλαδή τη σκληρότητα και τη σκληρότητα. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα των δοκιμών, ο μπαϊνικός χάλυβας έχει την καλύτερη αντιστοίχιση σκληρότητας και σκληρότητας και την καλύτερη αντοχή σε κρούση και τριβή. Η αντίσταση στη φθορά της σύνθετης επένδυσης με μήτρα χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο είναι η χειρότερη επειδή δεν μπορεί να επιτύχει αρκετή σκλήρυνση. Αυτό το αποτέλεσμα είναι συνεπές με το αποτέλεσμα της απώλειας βάρους λόγω τριβής.
5.1.3 Αποτέλεσμα σκλήρυνσης εργασίας των ανθεκτικών στη φθορά κραματοποιημένων χάλυβων υπό ενέργεια κρούσης 4,5 J
Προκειμένου να διερευνηθεί το αποτέλεσμα σκλήρυνσης εργασίας διαφορετικών ανθεκτικών στη φθορά κραματοποιημένων χάλυβων, μετρήθηκε η καμπύλη σταδιακής μεταβολής της μικροσκληρότητας του φθαρμένου υποεπιφανειακού στρώματος διαφορετικών ανθεκτικών στη φθορά κραματοποιημένων χάλυβων υπό ενέργεια κρούσης 4,5 j, δηλαδή η εργασία φθοράς σε κρούση- καμπύλη σκλήρυνσης. Το σχήμα 5-3 δείχνει τις καμπύλες σκλήρυνσης εργασίας του ανθεκτικού στη διάβρωση χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα, της επένδυσης από χάλυβα μπαινίτη, της επένδυσης από χάλυβα περλίτη και της σύνθετης πλάκας επένδυσης με μήτρα χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο υπό ενέργεια κρούσης 4,5j.
Μπορεί να φανεί από το σχήμα ότι υπό την προϋπόθεση της ενέργειας κρούσης 4,5j, διαφορετικοί ανθεκτικοί στη φθορά κραματοποιημένοι χάλυβες έχουν έναν ορισμένο βαθμό ικανότητας σκληρύνσεως εργασίας. Όσο πιο κοντά στην επιφάνεια φθοράς, τόσο καλύτερο είναι το αποτέλεσμα σκλήρυνσης της εργασίας. Όσο πιο μακριά από την επιφάνεια φθοράς, τόσο χειρότερο είναι το αποτέλεσμα σκλήρυνσης της εργασίας. ο ρυθμός σκλήρυνσης του σύνθετου υλικού μήτρας χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο είναι ο μεγαλύτερος και η σκληρότητα αυξάνεται κατά σχεδόν 264 Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η σκληρότητα του χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα χαμηλού κράματος που ανόπτεται στους 1000 ℃, το λάδι που έχει σβήσει στους 950 ℃ και έχει σκληρυνθεί στους 250 ℃ έχει την υψηλότερη σκληρότητα. Η σκληρότητα του μπαινιτικού χάλυβα είναι δεύτερη μόνο μετά από ανόπτηση στους 1000 ℃, σβησμένο λάδι στους 950 ℃ και σκληρυμένο στους 250 ℃. Ωστόσο, η σκληρότητα του πρώτου είναι καλύτερη από αυτή του δεύτερου και του πρώτου έχει σχετικά υψηλή σκληρότητα, επομένως το πρώτο έχει υψηλή σκληρότητα στα 4,5 j. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η αντοχή στη φθορά του μπαϊντικού χάλυβα είναι η καλύτερη ενέργεια υπό κρούση η οποία είναι συνεπής με το αποτέλεσμα της ανάλυσης ποιότητας φθοράς διάβρωσης.
5.2 Χαρακτηριστικά φθοράς του λειαντικού διάβρωσης κρούσης υπό ενέργεια κρούσης 9J
5.2.1 Αντοχή στη φθορά του λειαντικού λόγω διάβρωσης
Υπό την επίδραση της ενέργειας κρούσης 9j, παρουσιάζεται η απώλεια φθοράς του ανθεκτικού στη διάβρωση χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα, χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα, της επένδυσης από χάλυβα μπαινίτη, της επένδυσης από χάλυβα περλίτη και της σύνθετης πλάκας επένδυσης με μήτρα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο σε διαφορετικές καταστάσεις θερμικής επεξεργασίας με χρόνο φθοράς από διάβρωση κρούσης στο Σχ. 5-4
- Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η απώλεια βάρους κάθε δείγματος αυξάνεται με το χρόνο και ο ρυθμός φθοράς είναι σταθερός.
- Η αντοχή στη φθορά και η αντίσταση στη διάβρωση των δειγμάτων από υψηλή έως χαμηλή είναι 1000 ℃ ανόπτηση + 950 ℃ κανονικοποίηση + 570 ℃ σκλήρυνση υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα χαμηλού κράματος χάλυβας > πλάκα επένδυσης από μπαϊνίτη χάλυβα ≥ 1000 ℃ ανόπτηση + 950 ℃ ανόπτηση + 570 ℃ λαδιού χάλυβας χαμηλού κράματος > 1000 ℃ ανόπτηση + ανόπτηση 950 ℃ σβήσιμο λαδιού + 250 ℃ σκλήρυνση υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα με χαμηλή περιεκτικότητα σε κράμα χάλυβα ≥ πλάκα επένδυσης από σύνθετο υλικό με μήτρα χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο > 1000 ℃ ανόπτηση + 950 ℃ ανόπτηση ατσάλι + 950 ℃ χαμηλότερη θερμοκρασία κανονικοποίηση όλων των ατσαλιών ℥ πλοίο της γραμμής.
5.2.2 Ανάλυση μηχανισμού τριβής
Το σχήμα 5-5 δείχνει τη μορφολογία φθαρμένης επιφάνειας του ανθεκτικού στη διάβρωση χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα, της επένδυσης από χάλυβα μπαινίτη, της επένδυσης από χάλυβα περλίτη και της πλάκας επένδυσης από σύνθετο υλικό με μήτρα χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο υπό διαφορετικές καταστάσεις θερμικής επεξεργασίας.
Το Σχ. 5-5 (α) (β) δείχνει τη μορφολογία τριβής του δείγματος 1R, δηλαδή τον χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα που ανόπτεται στους 1000 ℃ και κανονικοποιείται στους 950 ℃ και σκληρύνεται στους 570 ℃. Σε χαμηλή μεγέθυνση (Εικ. 5-5 (α)), η επιφάνεια φθοράς του δείγματος είναι σχετικά επίπεδη. Σε υψηλή μεγέθυνση (Εικ. 5-5 (β)), μπορούν να παρατηρηθούν εμφανείς αυλακώσεις κοπής, με βαθιές αυλακώσεις και μικρό αριθμό κοιλωμάτων κόπωσης. Το δείγμα δείχνει τον μηχανισμό φθοράς κοπής του Ο κύριος παράγοντας είναι το ξεφλούδισμα της κόπωσης. Δεν υπάρχει εμφανής διάβρωση στη φθαρμένη επιφάνεια του δείγματος, γεγονός που δείχνει ότι η αντίσταση στη διάβρωση του δείγματος είναι καλή.
Το Σχ. 5-5 (γ) (δ) δείχνει τη μορφολογία φθοράς του δείγματος 2R, δηλαδή ανόπτηση 1000 ℃ + κανονικοποίηση 950 ℃ + 250 ℃ σκλήρυνση χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα με χαμηλή περιεκτικότητα σε κράμα. Σε χαμηλή μεγέθυνση (Εικ. 5-5 (γ)), η επιφάνεια φθοράς του δείγματος είναι σχετικά επίπεδη. Σε υψηλή μεγέθυνση (Εικ. 5-5 (δ)), μπορούν να παρατηρηθούν ταυτόχρονα μεγάλα και μικρά αυλάκια κοπής, μικρή ποσότητα υπολειμμάτων κοπής και μικρή ποσότητα θρυμματισμού γύρω από το μεγάλο αυλάκι κοπής. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι ο κύριος μηχανισμός του δείγματος είναι η κοπή, συνοδευόμενος από ένα ορισμένο ποσό μηχανισμού θρυμματισμού κόπωσης. Δεν υπάρχει εμφανής διάβρωση στη φθαρμένη επιφάνεια, γεγονός που δείχνει ότι η αντίσταση στη διάβρωση του δείγματος είναι καλή.
Το Σχ. 5-5 (Ε) (στ) δείχνει τη μορφολογία τριβής του δείγματος 3R, δηλαδή ανόπτηση 1000 ℃ + σβήσιμο λαδιού 950 ℃ + σκληρυντικό 570 ℃ χάλυβας υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα με χαμηλή περιεκτικότητα σε κράμα. Σε χαμηλή μεγέθυνση (Εικ. 5-5 (Ε)), η επιφάνεια φθοράς του δείγματος είναι σχετικά επίπεδη χωρίς εμφανή λάκκο κούρασης. Σε υψηλή μεγέθυνση (Εικ. 5-5 (στ)), παρατηρήθηκαν πολλές εμφανείς αυλακώσεις κοπής και κάποιες κοιλότητες κόπωσης. Ο μηχανισμός κοπής του δείγματος ήταν κυρίως μηχανισμός κοπής και ταυτόχρονα υπήρχε μηχανισμός κοπής κόπωσης. Δεν υπάρχει εμφανής διάβρωση στη φθαρμένη επιφάνεια του δείγματος, γεγονός που δείχνει ότι η αντίσταση στη διάβρωση του δείγματος είναι καλή.
Το Σχ. 5-5 (g) (H) δείχνει τη μορφολογία φθοράς του δείγματος 4R, δηλαδή ανόπτηση 1000 ℃ + σβέση λαδιού 950 ℃ + 250 ℃ σκλήρυνση χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα με χαμηλή περιεκτικότητα σε κράμα. Σε χαμηλή μεγέθυνση (Εικ. 5-5 (g)), η επιφάνεια φθοράς του δείγματος είναι σχετικά επίπεδη. Σε υψηλή μεγέθυνση (Εικ. 5-5 (Η)), μπορούν να παρατηρηθούν πολλά μικρά και ρηχά μικρά αυλάκια κοπής και επίσης ένας μικρός αριθμός μακριών και ρηχών μικρών αυλακώσεων κοπής. Οι κοιλότητες κόπωσης με διαφορετικά μεγέθη κατανέμονται στη φθαρμένη επιφάνεια. Ο μηχανισμός κοπής κόπωσης είναι ο κύριος μηχανισμός του δείγματος και υπάρχει ταυτόχρονα ένας μικρός μηχανισμός κοπής. Δεν υπάρχει εμφανής διάβρωση στη φθαρμένη επιφάνεια του δείγματος, γεγονός που δείχνει ότι η αντίσταση στη διάβρωση του δείγματος είναι καλή.
Το Σχ. 5-5 (Ι) (J) δείχνει τη μορφολογία τριβής του δείγματος 5R, δηλαδή το υλικό επένδυσης από χάλυβα μπαινίτη. Σε χαμηλή μεγέθυνση (Εικ. 5-5 (I)), η επιφάνεια φθοράς του δείγματος είναι σχετικά επίπεδη και διακρίνονται εμφανείς αυλακώσεις κοπής. Σε υψηλή μεγέθυνση (Εικ. 5-5 (J)). Δεν υπάρχει εμφανής διάβρωση στη φθαρμένη επιφάνεια του δείγματος, γεγονός που δείχνει ότι η αντίσταση στη διάβρωση του δείγματος είναι καλή.
Το Σχ. 5-5 (k) (L) δείχνει τη μορφολογία φθοράς του δείγματος 6R, δηλαδή το σύνθετο υλικό επένδυσης με μήτρα χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο. Σε χαμηλή μεγέθυνση (Εικ. 5-5 (k)), η επιφάνεια φθοράς του δείγματος είναι σχετικά επίπεδη και μπορεί να παρατηρηθεί εμφανές αυλάκι κοπής. Σε υψηλή μεγέθυνση (Εικ. 5-5 (L)), το αυλάκι κοπής είναι ρηχό και μπορούν να παρατηρηθούν κάποια υπολείμματα. Κάτω από αυτή την κατάσταση, το αυλάκι κοπής της επιφάνειας φθοράς είναι 4,5 j Υπό την συνθήκη της ενέργειας κρούσης, το δείγμα είναι κοντό και ρηχό, πράγμα που δείχνει ότι το δείγμα έχει ισχυρότερη αντικοπτική ικανότητα σε διαβρωτική λειαντική φθορά υπό υψηλή ενέργεια κρούσης. Στη φθαρμένη επιφάνεια μπορούν να παρατηρηθούν ορισμένα ακανόνιστα λάκκους κοπής και ο μηχανισμός μικροκοπής είναι ο κύριος μηχανισμός του δείγματος. Δεν υπάρχει εμφανής διάβρωση στη φθαρμένη επιφάνεια του δείγματος, γεγονός που δείχνει ότι η αντίσταση στη διάβρωση του δείγματος είναι καλή.
Το Σχ. 5-5 (m) (n) δείχνει τη μορφολογία τριβής του δείγματος 7R, δηλαδή το υλικό επένδυσης από χάλυβα περλίτη. Σε χαμηλή μεγέθυνση (Εικ. 5-5 (m)), η επιφάνεια φθοράς του δείγματος είναι σχετικά επίπεδη και μπορούν να παρατηρηθούν εμφανείς κοιλότητες θρυμματισμού. Σε υψηλή μεγέθυνση (Εικ. 5-5 (n)), οι κοιλότητες κούρασης έχουν ίχνη επαναλαμβανόμενης πλαστικής παραμόρφωσης και μπορεί να παρατηρηθεί μια μικρή ποσότητα αυλακώσεων κοπής και υπολείμματα φθοράς. Ο μηχανισμός θρυμματισμού κόπωσης του δείγματος είναι κυρίως το ξεφλούδισμα κόπωσης. Δεν υπάρχει εμφανής διάβρωση στη φθαρμένη επιφάνεια του δείγματος, γεγονός που δείχνει ότι η αντίσταση στη διάβρωση του δείγματος είναι καλή.
Συμπερασματικά, στη δοκιμή φθοράς λειαντικής διάβρωσης από κρούση υπό ενέργεια κρούσης 9j, ορισμένα δείγματα είναι κυρίως μηχανισμοί φθοράς μικρο-κοπής και ορισμένα δείγματα είναι κυρίως μηχανισμοί φθοράς με κόπωση. Η αντοχή στη διάβρωση κρούσης των δειγμάτων καθορίζεται από τους δύο μηχανισμούς, δηλαδή τη σκληρότητα και τη σκληρότητα. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα των δοκιμών, ο χάλυβας χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα ανόπτηση στους 1000 ℃, κανονικοποιημένος στους 950 ℃ και μετριασμένος στους 570 ℃ έχει καλή αντιστοίχιση μεταξύ σκληρότητας και σκληρότητας και η σκληρότητα είναι η καλύτερη, επομένως η αντοχή στη φθορά στην κρούση είναι η καλύτερη . Η πλάκα επένδυσης από σύνθετο υλικό με μήτρα χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο μπορεί να επιτύχει μια ορισμένη σκλήρυνση εργασίας υπό μεγάλη ενέργεια κρούσης και η αντοχή στη φθορά και η αντίσταση στη διάβρωση ενισχύονται υπό αυτήν την κατάσταση. Αυτό το αποτέλεσμα είναι συνεπές με το αποτέλεσμα της απώλειας βάρους λόγω τριβής.
5.2.3 Σκληρυντικό αποτέλεσμα των ανθεκτικών στη φθορά κραματοποιημένων χάλυβων υπό ενέργεια κρούσης 9J
Το σχήμα 5-6 δείχνει τις καμπύλες φθοράς και σκλήρυνσης εργασίας του ανθεκτικού στη διάβρωση χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα χαμηλού κράματος, της επένδυσης από χάλυβα μπαινίτη, της επένδυσης από χάλυβα περλίτη και της σύνθετης πλάκας επένδυσης με μήτρα χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο υπό ενέργεια κρούσης 9j. Μπορεί να φανεί από το σχήμα ότι υπό την συνθήκη της ενέργειας κρούσης 9j, διαφορετικοί ανθεκτικοί στη φθορά κραματοποιημένοι χάλυβες έχουν έναν ορισμένο βαθμό ικανότητας σκλήρυνσης. Όσο πιο κοντά στην επιφάνεια φθοράς, τόσο καλύτερο είναι το αποτέλεσμα σκλήρυνσης της εργασίας. Όσο πιο μακριά από την επιφάνεια φθοράς, τόσο χειρότερο είναι το αποτέλεσμα σκλήρυνσης της εργασίας. ο ρυθμός σκλήρυνσης του σύνθετου υλικού μήτρας χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο είναι ο μεγαλύτερος και η σκλήρυνση εργασίας είναι σκληρή Μετά από ανόπτηση στους 1000 ℃, σβήσιμο λαδιού στους 950 ℃ και σκλήρυνση στους 250 ℃, η σκληρότητα του χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα με χαμηλή περιεκτικότητα σε κράμα είναι η υψηλότερη. Η σκληρότητα του χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα που ανόπτεται στους 1000 ℃ και κανονικοποιείται στους 950 ℃ και έχει σκληρυνθεί στους 570 ℃ είναι μόνο κατώτερη από εκείνη του ανόπτησης στους 1000 ℃, του λαδιού που έχει σβήσει στους 950 ℃ και του σκληρυμένου στους 250 ℃. Ωστόσο, το πρώτο έχει καλύτερη σκληρότητα από το δεύτερο και το πρώτο έχει αρκετά υψηλή σκληρότητα. Επομένως, το πρώτο ανόπτεται στους 1000 ℃ υπό την προϋπόθεση της ενέργειας κρούσης 9j + Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η αντίσταση στη φθορά του χάλυβα χαμηλού κράματος υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα κανονικοποιημένη στους 950 ℃ και μετριασμένο στους 570 ℃ είναι η καλύτερη, κάτι που είναι σύμφωνο με το αποτέλεσμα ανάλυσης ποιότητας φθοράς διάβρωσης.
5.3 Τα αποτελέσματα
Ο ανθεκτικός στη φθορά χάλυβας χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα άνθρακα με σύνθεση Fe 93,50%, C 0,65%, Si 0,54%, Mn 0,97%, Cr 2,89%, Mo 0,35%, Ni 0,75% και N 0,10% κατεργάστηκε με τέσσερα διαφορετικά θερμικές επεξεργασίες. Πραγματοποιήθηκαν οι δοκιμές φθοράς με λειαντική διάβρωση σε θερμικά επεξεργασμένο χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα, επένδυση από χάλυβα μπεϊνίτη, σύνθετη επένδυση με μήτρα χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο και επένδυση χάλυβα περλίτη:
- Στη δοκιμή φθοράς λειαντικής διάβρωσης κρούσης υπό ενέργεια κρούσης 4,5 J, η αντίσταση στη φθορά στη διάβρωση κρούσης της επένδυσης από χάλυβα μπαϊνίτη είναι επένδυση από χάλυβα μπαινίτη > 1000 ℃ ανόπτηση + κανονικοποίηση 950 ℃ + 570 ℃ σκληρυμένος χάλυβας υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα χαμηλού κράματος > 1000 ℃ 950 ℃ σβέση λαδιού + 250 ℃ σκληρυμένος χάλυβας χαμηλού κράματος υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα > επένδυση από χάλυβα περλίτης > 1000 ℃ ανόπτηση + 950 ℃ κανονικοποίηση + 250 ℃ σκληρυμένος χάλυβας υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα με χαμηλή περιεκτικότητα σε κράμα > 1000 ℃ + 50 λίπανση με χαμηλή θερμοκρασία κράμα χάλυβα > σύνθετη πλάκα επένδυσης με μήτρα χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η απώλεια βάρους του κράματος χάλυβα αυξάνεται με την πάροδο του χρόνου και σχεδόν γραμμικά.
- Κάτω από την ενέργεια κρούσης 4,5 j, μέρος των δειγμάτων είναι κυρίως μηχανισμοί φθοράς μικρο-κοπής, ορισμένα δείγματα είναι κυρίως μηχανισμοί φθοράς κουρασμένου ξεφλουδίσματος και ορισμένα δείγματα έχουν και τους δύο μηχανισμούς φθοράς. Χάλυβες χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα που ανόπτησαν στους 1000 ℃ και κανονικοποιήθηκαν στους 950 ℃ και μετριάστηκαν στους 570 ℃, χάλυβες υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα με χαμηλή περιεκτικότητα σε κράμα ανόπτησαν στους 1000 ℃ και κανονικοποιήθηκαν στους 950 ℃ και σκληρύνθηκαν σε 250 ℃ χάλυβα υψηλής ποιότητας, είναι κυρίως μηχανισμός μικρο-κοπής, που συμπληρώνεται από μηχανισμό φθοράς από κόπωση. Ο μηχανισμός θρυμματισμού κόπωσης από χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα ανόπτηση στους 1000 ℃, λάδι σβησμένο στους 950 ℃ και μετριασμένο στους 570 ℃ και ανόπτηση στους 1000 ℃ + λάδι σβησμένο στους 950 ℃ και μετριασμένο στους 250 ℃ μηχανισμό λίπανσης είναι κυρίως μηχανισμός μικροκοπής. Ο μηχανισμός του ξεφλουδίσματος κόπωσης και της μικροκοπής είναι εξίσου σημαντικός για την επένδυση από χάλυβα περλίτη.
- Στη δοκιμή φθοράς με λειαντική διάβρωση κρούσης κάτω από ενέργεια κρούσης 9j, η αντίσταση στη φθορά από διάβρωση κρούσης είναι η εξής: 1000 ℃ ανόπτηση + 950 ℃ κανονικοποίηση + 570 ℃ σκλήρυνση χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα > πλάκα επένδυσης από χάλυβα μπαινίτη ≥ 1000 ℃ ανόπτηση ≥ 1000 ℃ σβέση λαδιού + ανάκτηση 570 ℃ χάλυβας υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα, χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα, ανόπτηση στους 1000 ℃, σβήσιμο λαδιού στους 950 ℃ και σκληρυμένο στους 250 ℃ για χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα, χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα ≥ σύνθετη επένδυση μήτρας χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο ℃ ℃ 2 50000 σκληρυντικός χάλυβας χαμηλού κράματος υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα ≥ χαλύβδινη επένδυση περλίτη. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η απώλεια βάρους του κράματος χάλυβα αυξάνεται με την πάροδο του χρόνου και σχεδόν γραμμικά.
- Κάτω από την ενέργεια κρούσης του 9j, ορισμένα δείγματα είναι κυρίως μηχανισμοί φθοράς μικροκοπής και ορισμένα δείγματα είναι μηχανισμοί φθοράς λόγω κόπωσης. Χάλυβες χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα που ανόπτησαν στους 1000 ℃ και κανονικοποιήθηκαν στους 950 ℃ και μετριάστηκαν στους 570 ℃, χάλυβες υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα με χαμηλή περιεκτικότητα σε κράμα ανόπτησαν στους 1000 ℃ και κανονικοποιήθηκαν στους 950 ℃ και σκληρύνθηκαν στους 250 ℃ ατσάλι και 10 ℃ σε κράμα, λάδι που σβήνεται στους 950 ℃ και μετριάζεται στους 570 ℃, οι επενδύσεις από χάλυβα μπεϊνίτη και οι σύνθετες επενδύσεις με μήτρα χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο είναι κυρίως μηχανισμός μικρο-κοπής, που συμπληρώνεται από μηχανισμό φθοράς λόγω κόπωσης. Ο μηχανισμός θρυμματισμού κόπωσης από χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε κράμα άνθρακα και πλάκα επένδυσης χάλυβα περλίτη που ανόπτεται στους 1000 ℃ και λάδι σβήνεται στους 950 ℃ και μετριάζεται στους 250 ℃ κυριαρχείται από μηχανισμό θρυμματισμού κόπωσης, που συμπληρώνεται από μηχανισμό μικροκοπής.
- Κάτω από την ενέργεια κρούσης των 4,5J και 9J, η διάβρωση όλων των δειγμάτων δεν είναι εμφανής. Υπό τις συνθήκες δοκιμής, η αντίσταση στη διάβρωση αυτών των δειγμάτων είναι καλή.
6.0 Έρευνα Αποτελέσματα Επενδύσεων Μύλου SAG με ανθεκτικό στη διάβρωση κράμα χάλυβα
Σε αυτή την εργασία, η συνθήκη διάβρωσης κρούσης και αποξεστικής φθοράς των επενδύσεων μύλου του ημιαυτογενούς μύλου λαμβάνονται ως φόντο, χρησιμοποιώντας μεταλλογραφικό μικροσκόπιο Lycra, φούρνο σιγαστήρα, μετρητή σκληρότητας και XRD. Τα αποτελέσματα της θερμικής επεξεργασίας στη μικροδομή, τη σκληρότητα , η απορροφούμενη ενέργεια από κρούση, τα αποτελέσματα των δοκιμών εφελκυσμού και η τριβική φθορά λόγω διάβρωσης κραδασμών χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα με χαμηλή περιεκτικότητα σε κράμα μελετήθηκαν μέσω περιθλασίμετρου, μηχανής δοκιμών κρούσης με όργανα, μηχανής δοκιμής εφελκυσμού, μετρητή φθοράς με λειαντική διάβρωση κρούσης και ηλεκτρονικού μικροσκοπίου σάρωσης. Ταυτόχρονα, μελετώνται επίσης οι νέες επενδύσεις χαλυβουργείου από κράμα μπαινίτη, οι νέες επενδύσεις μύλου από σύνθετο κράμα χάλυβα με μήτρα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο και οι επενδύσεις μύλου από κράμα χάλυβα περλίτη. Τα κύρια συμπεράσματα είναι τα εξής:
- Μετά από ανόπτηση στους 1000 ℃, κανονικοποίηση στους 950 ℃ και σκλήρυνση στους 570 ℃, η μικροδομή του ανθεκτικού στη φθορά χάλυβα χαμηλού κράματος υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα με σύνθεση C 0,65%, Si 0,54%, Mn 0,97%, Cr 2,89% Mo 0. , Ni 0,75% και Ν 0,10% είναι περλίτης. Ο χάλυβας χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα που ανόπτεται στους 1000 ℃ και κανονικοποιείται στους 950 ℃ και έχει σκληρυνθεί στους 250 ℃ έχει επίσης δομή περλίτη. Ωστόσο, η δομή του περλίτη του πρώτου τείνει να είναι σφαιροειδής και οι περιεκτικές του ιδιότητες είναι καλύτερες από το δεύτερο. Η μικροδομή του χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα που ανόπτεται στους 1000 ℃, του λιπαντικού σβήνεται στους 950 ℃ και του μετριάζεται στους 570 ℃ είναι σκληρυμένος σορβίτης με προσανατολισμό μαρτενσίτη. Ο χάλυβας χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα που ανόπτεται στους 1000 ℃, το λάδι σβήνεται στους 950 ℃ και έχει σκληρυνθεί στους 250 ℃ είναι σκληρυμένος μαρτενσίτης. Ο χάλυβας χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα που ανόπτεται στους 1000 ℃, το λάδι έχει σβήσει στους 950 ℃ και έχει σκληρυνθεί στους 250 ℃ έχει την υψηλότερη σκληρότητα Rockwell (57,5 HRC). Ο χάλυβας χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα που ανόπτεται στους 1000 ℃, κανονικοποιείται στους 950 ℃ και έχει μετριαστεί στους 570 ℃ έχει την υψηλότερη ενέργεια απορρόφησης κρούσης (8,37 j) και την καλύτερη σκληρότητα. Τα αποτελέσματα της δοκιμής εφελκυσμού δείχνουν ότι η αντοχή του χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα (# 3) που ανόπτεται στους 1000 ℃, του λαδιού που έχει σβήσει στους 950 ℃ και έχει μετριαστεί στους 570 ℃ έχει την καλύτερη αντοχή (RM: 1269 MPa) Τα αποτελέσματα της δοκιμής εφελκυσμού επίσης δείχνουν ότι η επιμήκυνση μετά από θραύση δ του χάλυβα χαμηλού κράματος υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα (# 1) που ανόπτεται στους 1000 ℃, κανονικοποιείται στους 950 ℃ και έχει σκληρυνθεί στους 570 ℃ έχει τη μέγιστη επιμήκυνση μετά τη θραύση (14,31%) και το κάταγμα είναι όλκιμο.
- Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η μικροδομή της επένδυσης από μπαϊνίτη χάλυβα είναι μαύρος βελονοειδής κατώτερος μπενίτης και μέρος του άνω μπαινίτη που μοιάζει με φτερό και η σκληρότητα είναι 51,7 HRC. Μετά τη δοκιμαστική εφαρμογή, η σκληρότητα της επένδυσης αυξάνεται κατά 50 HV, το βάθος της σκλήρυνσης είναι 10 mm και η απορρόφηση ενέργειας κρούσης της εγκοπής V είναι 7,50 J. Η σύνθετη επένδυση μήτρας χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο είναι ένα σύνθετο υλικό με ωστενίτη δομή ως μήτρα και καρβίδιο ως δεύτερη φάση. Η σκληρότητα της επένδυσης είναι 26,5 HRC και η υψηλότερη σκληρότητα της επένδυσης είναι 667 HV (58,7 HRC), το βάθος σκλήρυνσης είναι 12 mm, η απορροφούμενη ενέργεια από κρούση της τυπικής εγκοπής u είναι 87,70 J και η θραύση πρόσκρουσης επιφάνεια είναι ένα όλκιμο κάταγμα. Η επιμήκυνση μετά το κάταγμα είναι 9,20% και το κάταγμα εφελκυσμού είναι μικτό. Η αντοχή εφελκυσμού και η αντοχή διαρροής της επένδυσης είναι 743 MPa και 547 MPa αντίστοιχα. Η μικροδομή της επένδυσης από χάλυβα από περλίτη είναι δομή ασπρόμαυρου περλίτη και η σκληρότητα είναι 31,3 HRC. Δεν υπάρχει εμφανές φαινόμενο σκληρύνσεως εργασίας μετά από δοκιμαστική χρήση. Η απορροφούμενη ενέργεια από κρούση της τυπικής εγκοπής V από χαλύβδινη επένδυση περλίτη είναι 6,00 J και η επιφάνεια θραύσης είναι ένα μικροτοπικό πλαστικό κάταγμα και ένα μακρο εύθραυστο κάταγμα. Η επιμήκυνση μετά τη θραύση της επένδυσης από χάλυβα περλίτη είναι 6,70%, και το κάταγμα εφελκυσμού είναι ένα εύθραυστο κάταγμα. Η αντοχή σε εφελκυσμό και η αντοχή διαρροής της επένδυσης από χάλυβα περλίτης είναι 766 MPa και 420 MPa.
- Στα 4,5 j Στη δοκιμή φθοράς με λειαντική διάβρωση κρούσης υπό ενέργεια κρούσης, η αντοχή στη φθορά στη διάβρωση από κρούση της πλάκας επένδυσης από μπαινίτικο χάλυβα > 1000 ℃ ανόπτηση + 950 ℃ κανονικοποίηση + 570 ℃ μετριασμένος χάλυβας υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα χαμηλού κράματος > 1000 ℃ ανόπτηση λαδιού σβέση + 250 ℃ μετριασμένος χάλυβας χαμηλού κράματος υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα > επένδυση χάλυβα περλίτης > ανόπτηση 1000 ℃ ανόπτηση + 950 ℃ κανονικοποίηση + 250 ℃ μετριασμένος χάλυβας υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα χαμηλού κράματος > 1000 ℃ ανόπτηση + 950 ℃ ανόπτηση + 950 ℃ ανόπτηση > Σύνθετη πλάκα επένδυσης από χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο. Χάλυβες χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα που ανόπτησαν στους 1000 ℃ και κανονικοποιήθηκαν στους 950 ℃ και μετριάστηκαν στους 570 ℃, χάλυβες υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα με χαμηλή περιεκτικότητα σε κράμα ανόπτησαν στους 1000 ℃ και κανονικοποιήθηκαν στους 950 ℃ και σκληρύνθηκαν σε 250 ℃ χάλυβα υψηλής ποιότητας, είναι κυρίως μηχανισμός μικρο-κοπής, που συμπληρώνεται από μηχανισμό φθοράς από κόπωση. Ο μηχανισμός θρυμματισμού κόπωσης από χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα ανόπτηση στους 1000 ℃, λάδι σβησμένο στους 950 ℃ και μετριασμένο στους 570 ℃ και ανόπτηση στους 1000 ℃ + λάδι σβησμένο στους 950 ℃ και μετριασμένο στους 250 ℃ μηχανισμό λίπανσης είναι κυρίως μηχανισμός μικροκοπής. Ο μηχανισμός απολέπισης κόπωσης και ο μηχανισμός μικροκοπής είναι εξίσου σημαντικοί για την επένδυση από χάλυβα περλίτη.
- Στη δοκιμή φθοράς με λειαντική διάβρωση κρούσης κάτω από ενέργεια κρούσης 9j, η αντίσταση στη φθορά από διάβρωση κρούσης είναι η εξής: 1000 ℃ ανόπτηση + 950 ℃ κανονικοποίηση + 570 ℃ σκλήρυνση χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα > πλάκα επένδυσης από χάλυβα μπαινίτη ≥ 1000 ℃ ανόπτηση ≥ 1000 ℃ σβέση λαδιού + ανάκτηση 570 ℃ χάλυβας υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα, χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα, ανόπτηση στους 1000 ℃, σβήσιμο λαδιού στους 950 ℃, μετριασμένο στους 250 ℃, χάλυβας υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα, χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα ≥ χάλυβας υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο μήτρα σύνθετης επένδυσης ℃ 200 ℃ + 1000 ℃ σκλήρυνση υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα χαμηλού κράματος χάλυβας ≥ περλίτης επένδυση. Χάλυβες χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα που ανόπτησαν στους 1000 ℃ και κανονικοποιήθηκαν στους 950 ℃ και μετριάστηκαν στους 570 ℃, χάλυβες υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα με χαμηλή περιεκτικότητα σε κράμα ανόπτησαν στους 1000 ℃ και κανονικοποιήθηκαν στους 950 ℃ και σκληρύνθηκαν στους 250 ℃ ατσάλι και 10 ℃ σε κράμα, λάδι που σβήνει στους 950 ℃ και μετριάζεται στους 570 ℃, οι επενδύσεις από χάλυβα μπεϊνίτη και οι σύνθετες επενδύσεις με μήτρα χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο είναι κυρίως μηχανισμός μικροκοπής, που συμπληρώνεται από μηχανισμό φθοράς λόγω κόπωσης. Ο μηχανισμός θρυμματισμού κόπωσης από χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε κράμα άνθρακα και πλάκα επένδυσης χάλυβα περλίτη που ανόπτεται στους 1000 ℃ και λάδι σβήνεται στους 950 ℃ και μετριάζεται στους 250 ℃ κυριαρχείται από μηχανισμό θρυμματισμού κόπωσης, που συμπληρώνεται από μηχανισμό μικροκοπής.
- Κάτω από την ενέργεια κρούσης των 4,5j και 9j, η διάβρωση όλων των δειγμάτων δεν είναι εμφανής και η αντίσταση στη διάβρωση όλων των δειγμάτων είναι καλύτερη υπό τις συνθήκες δοκιμής.
@Mr. Nick Sun [email protected]
Ώρα δημοσίευσης: Οκτ-10-2020