Lito jeklo, odporno na obrabo (ali odporno na obrabo), se nanaša na lito jeklo z dobro odpornostjo proti obrabi. Po kemični sestavi ga delimo na nelegirano, nizkolegirano in legirano obrabno odporno lito jeklo. Obstaja veliko vrst jekla, odpornega proti obrabi, ki ga lahko grobo razdelimo na jeklo z visoko vsebnostjo mangana, jeklo, odporno proti obrabi, srednje in nizko legirano jeklo, jeklo iz kroma, molibdena, silicija in mangana, jeklo, odporno proti kavitaciji, jeklo, odporno proti obrabi, in posebno obrabno odporno jeklo. Nekatera splošna legirana jekla, kot so nerjavno jeklo, ležajno jeklo, legirano orodno jeklo in legirano konstrukcijsko jeklo, se pod posebnimi pogoji uporabljajo tudi kot jeklo, odporno proti obrabi.
Srednje in nizkolegirana jekla, odporna proti obrabi, običajno vsebujejo kemične elemente, kot so silicij, mangan, krom, molibden, vanadij, volfram, nikelj, titan, bor, baker, redke zemlje itd. Obloge številnih velikih in srednje velikih žog mlini v ZDA so izdelani iz krom-molibden-siliko-mangana oz krom-molibdenovo jeklo. Večina brusilnih krogel v Združenih državah je izdelanih iz srednje- in visokoogljičnega krom-molibdenovega jekla. Za obdelovance, ki delujejo pri sorazmerno visokih temperaturah (na primer 200～500℃) v pogojih abrazivne obrabe ali katerih površine so izpostavljene sorazmerno visokim temperaturam zaradi trenja, zlitine, kot so krom molibden vanadij, krom molibden vanadij nikelj ali krom molibden vanadij volfram se lahko uporablja.
Abrazija je pojav, pri katerem se material na delovni površini predmeta nenehno uničuje ali izgublja v relativnem gibanju. Razdeljeno po obrabnem mehanizmu lahko obrabo razdelimo na abrazivno obrabo, adhezivno obrabo, korozijsko obrabo, erozijsko obrabo, obrabo zaradi kontaktne utrujenosti, obrabo zaradi udarcev, obrabo zaradi rezanja in druge kategorije. Na industrijskem področju abrazivna obraba in obraba zaradi lepljenja predstavljata največji delež okvar zaradi obrabe obdelovancev, načini okvar zaradi obrabe, kot so erozija, korozija, utrujenost in strganje, pa se ponavadi pojavljajo pri delovanju nekaterih pomembnih komponent, zato jih je vse več. in več pozornosti. V delovnih pogojih se pogosto pojavi več oblik obrabe hkrati ali ena za drugo, medsebojno delovanje odpovedi obrabe pa dobi kompleksnejšo obliko. Določitev vrste obrabne okvare obdelovanca je osnova za razumno izbiro oziroma razvoj obrabno odpornega jekla.
Poleg tega je obraba delov in komponent problem sistemskega inženiringa. Obstaja veliko dejavnikov, ki vplivajo na obrabo, vključno z delovnimi pogoji (obremenitev, hitrost, način premikanja), pogoji mazanja, okoljskimi dejavniki (vlažnost, temperatura, okoliški mediji itd.) in dejavniki materiala (sestava, organizacija, mehanske lastnosti), površina kakovost ter fizikalne in kemijske lastnosti delov. Spremembe vsakega od teh dejavnikov lahko spremenijo količino obrabe in celo spremenijo mehanizem obrabe. Vidimo, da je dejavnik materiala le eden od dejavnikov, ki vplivajo na obrabo obdelovanca. Za izboljšanje odpornosti proti obrabi jeklenih delov je treba začeti s celotnim sistemom trenja in obrabe pod posebnimi pogoji, da dosežemo želeni učinek.
1. Toplotna obdelava raztopine (obdelava utrjevanja z vodo) jeklenih ulitkov, odpornih proti obrabi, z visoko vsebnostjo mangana
V uliti strukturi jekla z visoko vsebnostjo mangana, odpornega proti obrabi, je veliko oborjenih karbidov. Ti karbidi bodo zmanjšali žilavost ulitka in olajšali zlom med uporabo. Glavni namen toplotne obdelave z raztopino jeklenih ulitkov z visoko vsebnostjo mangana je odstraniti karbide v uliti strukturi in na mejah zrn, da dobimo enofazno avstenitno strukturo. To lahko izboljša trdnost in žilavost jekla z visoko vsebnostjo mangana, tako da so ulitki iz jekla z visoko vsebnostjo mangana primerni za več področij.
Toplotno obdelavo ulitkov iz visokomanganovega jekla, odpornega proti obrabi, lahko v grobem razdelimo na več stopenj: segrevanje ulitkov na nad 1040 °C in zadrževanje ustrezen čas, tako da so karbidi v njih popolnoma raztopljeni v enofaznem avstenitu. ; nato hitro ohlajanje, pridobite strukturo trdne raztopine avstenita. Ta obdelava z raztopino se imenuje tudi obdelava z vodo.
(1) Temperatura obdelave z vodo za utrjevanje
Temperatura žilavosti vode je odvisna od kemične sestave jekla z visoko vsebnostjo mangana, običajno 1050 ℃ -1100 ℃. Jekla z visoko vsebnostjo mangana z visoko vsebnostjo ogljika ali visoko vsebnostjo zlitin (kot je jeklo ZG120Mn13Cr2 in jeklo ZG120Mn17) morajo imeti zgornjo mejo temperature žilavosti v vodi. Vendar pa bo previsoka temperatura žilavosti vode povzročila močno razogljičenje na površini ulitka in hitro rast jeklenih zrn z visoko vsebnostjo mangana, kar bo vplivalo na zmogljivost jekla z visoko vsebnostjo mangana.
(2) Stopnja segrevanja pri utrjevanju z vodo
Toplotna prevodnost manganovega jekla je slabša od običajnega ogljikovega jekla. Jekleni ulitki z visoko vsebnostjo mangana so zelo obremenjeni in pri segrevanju zlahka počijo, zato je treba stopnjo segrevanja določiti glede na debelino stene in obliko ulitka. Na splošno lahko ulitke z manjšo debelino stene in preprosto strukturo segrevamo hitreje; ulitke z večjo debelino stene in kompleksno strukturo je treba segrevati počasi. V dejanskem postopku toplotne obdelave, da bi zmanjšali deformacijo ali razpoke ulitka med postopkom segrevanja, ga običajno segrejemo na približno 650 ℃, da ohranimo zmanjšano temperaturno razliko med notranjo in zunanjo stranjo ulitka in temperaturo v peč je enotna, nato pa se hitro dvigne na temperaturo žilavosti vode.
(3) Čas zadrževanja obdelave za utrjevanje z vodo
Čas zadrževanja vodne utrjene obdelave je v glavnem odvisen od debeline stene ulitka, da se zagotovi popolno raztapljanje karbidov v uliti strukturi in homogenizacija avstenitne strukture. V normalnih okoliščinah se lahko izračuna tako, da se čas zadrževanja poveča za 1 uro za vsakih 25 mm povečanja debeline stene.
(4) Hlajenje vode za utrjevanje
Postopek hlajenja ima velik vpliv na indeks učinkovitosti in strukturo ulitka. Med obdelavo za kaljenje z vodo mora biti temperatura ulitka pred vstopom v vodo nad 950 °C, da se prepreči ponovno obarjanje karbidov. Zaradi tega naj časovni interval med odlivom iz peči in vstopom v vodo ne presega 30 sekund. Temperatura vode naj bo pred vstopom ulitka v vodo nižja od 30°C, najvišja temperatura vode po vstopu v vodo pa ne sme preseči 50°C.
(5) Karbid po utrjevanju z vodo
Če so karbidi v jeklu z visoko vsebnostjo mangana po vodnem utrjevanju popolnoma odstranjeni, je takrat dobljena metalografska struktura ena sama avstenitna struktura. Toda takšno strukturo je mogoče dobiti le v tankostenskih ulitkih. Na splošno je dovoljena majhna količina karbidov v avstenitnih zrnih ali na mejah zrn. Neraztopljene karbide in oborjene karbide je mogoče odstraniti s ponovno toplotno obdelavo. Vendar pa evtektični karbidi, ki se izločijo zaradi previsoke temperature segrevanja med obdelavo za kaljenje z vodo, niso sprejemljivi. Ker evtektičnega karbida ni mogoče ponovno odstraniti s toplotno obdelavo.
2. Toplotna obdelava proti obrabi odpornih jeklenih ulitkov z visoko vsebnostjo Hangana
Toplotna obdelava proti obrabi odpornega jekla z visoko vsebnostjo mangana za utrjevanje padavin se nanaša na dodajanje določene količine elementov, ki tvorijo karbid (kot so molibden, volfram, vanadij, titan, niobij in krom) s toplotno obdelavo, da dobimo določeno količino in velikost v jeklo z visoko vsebnostjo mangana Druga faza razpršenih karbidnih delcev. Ta toplotna obdelava lahko okrepi avstenitno matriko in izboljša odpornost proti obrabi jekla z visoko vsebnostjo mangana.
3. Toplotna obdelava srednje odpornih ulitkov iz kromovega jekla
Namen toplotne obdelave ulitkov iz srednje kromovega jekla, odpornega proti obrabi, je pridobiti strukturo martenzitne matrice z visoko trdnostjo, žilavostjo in visoko trdoto, da se izboljša trdnost, žilavost in odpornost proti obrabi jeklenih ulitkov.
Srednje odporno kromirano jeklo vsebuje več elementov kroma in ima večjo kaljivost. Zato je njegova običajna metoda toplotne obdelave: po 950 ℃-1000 ℃, njegova avstenitizacija, nato obdelava s kaljenjem in pravočasna obdelava s popuščanjem (običajno pri 200-300 ℃).
4. Toplotna obdelava ulitkov iz nizkolegiranega jekla, odpornega proti obrabi
Odlitki iz nizko legiranega jekla, odporni proti obrabi, so obdelani s kaljenjem v vodi, kaljenjem v olju in kaljenjem na zraku, odvisno od sestave zlitine in vsebnosti ogljika. Perlitno lito jeklo, odporno proti obrabi, sprejme toplotno obdelavo za normalizacijo + popuščanje.
Da bi pridobili martenzitno matriko z visoko trdnostjo, žilavostjo in trdoto ter izboljšali odpornost proti obrabi jeklenih ulitkov, se ulitki iz nizko legiranega jekla, odporni proti obrabi, običajno kalijo pri 850–950 °C in popuščajo pri 200–300 °C. .
Čas objave: 7. avgusta 2021