Thép đúc chịu mài mòn (hoặc chống mài mòn) dùng để chỉ thép đúc có khả năng chống mài mòn tốt. Theo thành phần hóa học, nó được chia thành thép đúc không hợp kim, hợp kim thấp và hợp kim. Có nhiều loại thép chịu mài mòn, có thể tạm chia thành thép có hàm lượng mangan cao, thép chịu mài mòn hợp kim trung bình và thấp, thép crom-molypden-silicon-mangan, thép chống xâm thực, thép chịu mài mòn, và thép chịu mài mòn đặc biệt. Một số loại thép hợp kim thông thường như thép không gỉ, thép chịu lực, thép công cụ hợp kim và thép kết cấu hợp kim cũng được sử dụng làm thép chống mài mòn trong các điều kiện cụ thể.
Thép chịu mài mòn trung bình và hợp kim thấp thường chứa các nguyên tố hóa học như silicon, mangan, crom, molypden, vanadi, vonfram, niken, titan, boron, đồng, đất hiếm, v.v. Các lớp lót của nhiều quả bóng lớn và vừa các nhà máy ở Hoa Kỳ được làm bằng thép crom-molypden-silico-mangan hoặc crom-molypden. Hầu hết các quả bóng mài ở Hoa Kỳ đều được làm bằng thép molypden crom có hàm lượng carbon trung bình và cao. Đối với các phôi làm việc trong điều kiện mài mòn ở nhiệt độ tương đối cao (ví dụ: 200 ~ 500oC) hoặc bề mặt của chúng chịu nhiệt độ tương đối cao do nhiệt ma sát, các hợp kim như crom molypden vanadi, crom molybdenum vanadi niken hoặc crom molybdenum vanadi vonfram có thể được sử dụng
Mài mòn là hiện tượng vật liệu trên bề mặt làm việc của vật thể liên tục bị phá hủy hoặc mất đi trong chuyển động tương đối. Được chia theo cơ chế mài mòn, mài mòn có thể được chia thành mài mòn, mài mòn dính, mài mòn do ăn mòn, mài mòn do tiếp xúc, mài mòn do va chạm, mài mòn và các loại khác. Trong lĩnh vực công nghiệp, hao mòn do mài mòn và mài mòn do dính chiếm tỷ lệ lớn nhất trong các hư hỏng do mài mòn của phôi và các dạng hư hỏng do mài mòn như xói mòn, ăn mòn, mỏi và mài mòn có xu hướng xảy ra trong quá trình vận hành của một số bộ phận quan trọng nên chúng ngày càng xuất hiện nhiều hơn. và được chú ý nhiều hơn. Trong điều kiện làm việc, một số dạng hao mòn thường xuất hiện cùng lúc hoặc lần lượt, và sự tương tác của hư hỏng do mài mòn diễn ra ở dạng phức tạp hơn. Việc xác định loại hư hỏng mài mòn của phôi là cơ sở để lựa chọn hoặc phát triển hợp lý thép chịu mài mòn.
Ngoài ra, sự hao mòn của các bộ phận và linh kiện là một vấn đề kỹ thuật hệ thống. Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến sự mài mòn, bao gồm điều kiện làm việc (tải trọng, tốc độ, chế độ chuyển động), điều kiện bôi trơn, yếu tố môi trường (độ ẩm, nhiệt độ, môi trường xung quanh, v.v.) và các yếu tố vật liệu (Thành phần, tổ chức, tính chất cơ học), bề mặt chất lượng và tính chất vật lý và hóa học của các bộ phận. Những thay đổi trong mỗi yếu tố này có thể làm thay đổi mức độ mài mòn và thậm chí thay đổi cơ chế mài mòn. Có thể thấy, yếu tố vật liệu chỉ là một trong những yếu tố ảnh hưởng đến độ mòn của phôi. Để cải thiện khả năng chống mài mòn của các bộ phận thép, cần bắt đầu với hệ thống ma sát và mài mòn tổng thể trong các điều kiện cụ thể để đạt được hiệu quả mong muốn.
1. Giải pháp xử lý nhiệt (Xử lý tăng cường nước) của vật đúc thép mangan cao chịu mài mòn
Có một số lượng lớn cacbua kết tủa trong cấu trúc đúc sẵn của thép mangan cao chịu mài mòn. Các cacbua này sẽ làm giảm độ dẻo dai của vật đúc và dễ bị gãy trong quá trình sử dụng. Mục đích chính của việc xử lý nhiệt dung dịch đúc thép mangan cao là loại bỏ cacbua trong cấu trúc đúc sẵn và trên ranh giới hạt để thu được cấu trúc austenite một pha. Điều này có thể cải thiện độ bền và độ dẻo dai của thép mangan cao, do đó thép đúc có hàm lượng mangan cao phù hợp với nhiều lĩnh vực hơn.
Giải pháp xử lý nhiệt của vật đúc bằng thép có hàm lượng mangan cao chịu mài mòn có thể được chia đại khái thành nhiều bước: làm nóng vật đúc đến trên 1040°C và giữ chúng trong thời gian thích hợp để các cacbua trong đó hòa tan hoàn toàn trong austenit một pha. ; sau đó làm lạnh nhanh, thu được cấu trúc dung dịch rắn austenite. Xử lý dung dịch này còn được gọi là xử lý làm cứng nước.
(1) Nhiệt độ xử lý nước cứng
Nhiệt độ dẻo dai của nước phụ thuộc vào thành phần hóa học của thép mangan cao, thường là 1050oC -1100oC. Thép mangan cao có hàm lượng carbon cao hoặc hàm lượng hợp kim cao (như thép ZG120Mn13Cr2 và thép ZG120Mn17) nên lấy giới hạn trên của nhiệt độ dẻo dai của nước. Tuy nhiên, nhiệt độ dẻo dai của nước quá cao sẽ gây ra hiện tượng khử cacbon nghiêm trọng trên bề mặt vật đúc và sự phát triển nhanh chóng của các hạt thép mangan cao, điều này sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất của thép mangan cao.
(2) Tốc độ gia nhiệt của xử lý làm cứng nước
Độ dẫn nhiệt của thép mangan kém hơn thép cacbon thông thường. Vật đúc bằng thép có hàm lượng mangan cao có ứng suất cao và dễ bị nứt khi nung nóng, do đó tốc độ gia nhiệt phải được xác định theo độ dày thành và hình dạng của vật đúc. Nói chung, vật đúc có độ dày thành nhỏ hơn và cấu trúc đơn giản có thể được nung nóng với tốc độ nhanh hơn; vật đúc có độ dày thành lớn hơn và cấu trúc phức tạp nên được gia nhiệt từ từ. Trong quá trình xử lý nhiệt thực tế, để giảm sự biến dạng hoặc nứt của vật đúc trong quá trình gia nhiệt, nó thường được làm nóng đến khoảng 650oC để giảm chênh lệch nhiệt độ giữa bên trong và bên ngoài vật đúc và nhiệt độ trong lò đồng đều, sau đó nhanh chóng tăng lên nhiệt độ dẻo dai của nước.
(3) Thời gian xử lý làm cứng nước
Thời gian giữ của quá trình xử lý làm cứng nước chủ yếu phụ thuộc vào độ dày thành của vật đúc, để đảm bảo sự hòa tan hoàn toàn cacbua trong cấu trúc đúc và sự đồng nhất của cấu trúc austenite. Trong trường hợp bình thường, có thể tính toán bằng cách tăng thời gian giữ thêm 1 giờ cho mỗi lần tăng độ dày thành 25 mm.
(4) Làm mát quá trình xử lý làm cứng nước
Quá trình làm mát có ảnh hưởng lớn đến chỉ số hiệu suất và cấu trúc của vật đúc. Trong quá trình xử lý làm cứng nước, nhiệt độ của vật đúc trước khi vào nước phải trên 950°C để ngăn cacbua tái kết tủa. Vì lý do này, khoảng thời gian từ khi đúc ra khỏi lò đến khi xuống nước không được vượt quá 30 giây. Nhiệt độ nước phải dưới 30°C trước khi vật đúc vào nước và nhiệt độ nước tối đa sau khi vào nước không được vượt quá 50°C.
(5) Cacbua sau khi xử lý nước cứng
Sau khi xử lý làm cứng nước, nếu loại bỏ hoàn toàn cacbua trong thép mangan cao, cấu trúc kim loại thu được lúc này là cấu trúc austenite đơn. Nhưng cấu trúc như vậy chỉ có thể đạt được khi đúc thành mỏng. Nói chung, cho phép một lượng nhỏ cacbua trong hạt austenite hoặc trên ranh giới hạt. Các cacbua không hòa tan và các cacbua kết tủa có thể được loại bỏ bằng cách xử lý nhiệt lại. Tuy nhiên, cacbua eutectic kết tủa do nhiệt độ gia nhiệt quá cao trong quá trình xử lý nước cứng không được chấp nhận. Bởi vì cacbua eutectic không thể bị loại bỏ bằng cách xử lý nhiệt nữa.
2. Xử lý nhiệt tăng cường lượng mưa của vật đúc thép Hangan cao chịu mài mòn
Xử lý nhiệt tăng cường kết tủa của thép mangan cao chịu mài mòn đề cập đến việc bổ sung một lượng nguyên tố hình thành cacbua nhất định (như molypden, vonfram, vanadi, titan, niobi và crom) thông qua xử lý nhiệt để thu được một lượng và kích thước nhất định trong thép mangan cao Giai đoạn thứ hai của các hạt cacbua phân tán. Quá trình xử lý nhiệt này có thể tăng cường ma trận austenite và cải thiện khả năng chống mài mòn của thép mangan cao.
3. Xử lý nhiệt đối với vật đúc bằng thép crom trung bình chịu mài mòn
Mục đích của việc xử lý nhiệt đối với vật đúc bằng thép crom trung bình chịu mài mòn là để thu được cấu trúc ma trận martensite có độ bền, độ dẻo dai và độ cứng cao, nhằm cải thiện độ bền, độ dẻo dai và khả năng chống mài mòn của vật đúc thép.
Thép crom trung bình chịu mài mòn chứa nhiều nguyên tố crom hơn và có độ cứng cao hơn. Do đó, phương pháp xử lý nhiệt thông thường của nó là: sau 950oC -1000oC, austenit hóa, sau đó xử lý dập tắt và xử lý ủ kịp thời (thường ở 200-300oC).
4. Xử lý nhiệt đối với vật đúc bằng thép hợp kim thấp chịu mài mòn
Vật đúc bằng thép hợp kim thấp chịu mài mòn được xử lý bằng cách làm nguội trong nước, làm nguội trong dầu và làm nguội bằng không khí tùy thuộc vào thành phần hợp kim và hàm lượng cacbon. Thép đúc chịu mài mòn Pearlitic thông qua xử lý nhiệt thường hóa + ủ.
Để thu được ma trận martensite có độ bền, độ bền và độ cứng cao, đồng thời cải thiện khả năng chống mài mòn của vật đúc bằng thép, vật đúc bằng thép hợp kim thấp chịu mài mòn thường được tôi ở 850-950 ° C và tôi luyện ở 200-300 ° C. .
Thời gian đăng: 07-08-2021