Liveni čelik otporan na habanje (ili otporan na habanje) odnosi se na liveni čelik sa dobrom otpornošću na habanje. Prema kemijskom sastavu dijeli se na nelegirani, niskolegirani i legirani lijevani čelik otporan na habanje. Postoji mnogo vrsta čelika otpornih na habanje, koji se mogu grubo podijeliti na visokomanganski čelik, srednje i nisko legirani čelik otporan na habanje, hrom-molibden-silicijum-mangan čelik, čelik otporan na kavitaciju, čelik otporan na habanje, i specijalni čelik otporan na habanje. Neki generalni legirani čelici kao što su nerđajući čelik, čelik za ležajeve, legirani alatni čelik i legirani konstrukcioni čelik se takođe koriste kao čelik otporan na habanje pod određenim uslovima.
Srednje i niskolegirani čelici otporni na habanje obično sadrže hemijske elemente kao što su silicijum, mangan, hrom, molibden, vanadij, volfram, nikl, titan, bor, bakar, retke zemlje, itd. mlinovi u Sjedinjenim Državama napravljeni su od hrom-molibdena-siliko-mangana ili hrom-molibdena čelika. Većina kuglica za mljevenje u Sjedinjenim Državama izrađena je od srednjeg i visokog ugljičnog krom-molibden čelika. Za predmete koji rade pod relativno visokim temperaturama (na primjer, 200～500℃) abrazivnim uslovima habanja ili čije su površine podvrgnute relativno visokim temperaturama zbog topline trenja, legure kao što su krom molibden vanadij, hrom molibden vanadij nikl ili hrom vanadijum-molibdeng može se koristiti.
Abrazija je pojava u kojoj se materijal na radnoj površini predmeta kontinuirano uništava ili gubi u relativnom kretanju. Podijeljeno po mehanizmu habanja, habanje se može podijeliti na abrazivno habanje, habanje ljepila, habanje od korozije, habanje od erozije, habanje od kontaktnog zamora, habanje od udara, trošenje i druge kategorije. U industrijskom polju, abrazivno i adhezivno trošenje čine najveći udio kvarova na habanju obradaka, a načini kvara na habanju kao što su erozija, korozija, zamor i nagrizanje imaju tendenciju da se javljaju u radu nekih važnih komponenti, pa su sve više i više pažnje. U radnim uslovima često se pojavljuje nekoliko oblika habanja istovremeno ili jedan za drugim, a interakcija habanja poprima složeniji oblik. Utvrđivanje vrste habanja radnog komada je osnova za razuman odabir ili razvoj čelika otpornog na habanje.
Osim toga, trošenje dijelova i komponenti je problem sistemskog inženjeringa. Postoji mnogo faktora koji utiču na habanje, uključujući radne uslove (opterećenje, brzina, način kretanja), uslove podmazivanja, faktore okoline (vlažnost, temperatura, okolni mediji, itd.) i faktore materijala (sastav, organizacija, mehanička svojstva), površinu kvalitet i fizička i hemijska svojstva delova. Promjene u svakom od ovih faktora mogu promijeniti količinu habanja, pa čak i mehanizam habanja. Vidi se da je materijalni faktor samo jedan od faktora koji utiču na habanje radnog komada. Da bi se poboljšala otpornost na habanje čeličnih dijelova, potrebno je započeti s ukupnim sistemom trenja i habanja pod određenim uvjetima kako bi se postigao željeni učinak.
1. Toplinska obrada otopinom (tretman kaljenjem vodom) čeličnih odljevaka otpornih na habanje s visokim sadržajem mangana
Postoji veliki broj istaloženih karbida u livenoj strukturi čelika otpornog na habanje sa visokim sadržajem mangana. Ovi karbidi će smanjiti žilavost odlivaka i olakšati lomljenje tokom upotrebe. Glavna svrha termičke obrade otopinom odljevaka od čelika s visokim sadržajem mangana je eliminacija karbida u strukturi kao lijevanoj i na granicama zrna kako bi se dobila jednofazna austenitna struktura. Ovo može poboljšati čvrstoću i žilavost čelika s visokim sadržajem mangana, tako da su čelični odljevci s visokim sadržajem mangana pogodni za širi raspon polja.
Toplinska obrada otopinom čeličnih odljevaka otpornih na habanje s visokim sadržajem mangana može se grubo podijeliti u nekoliko koraka: zagrijavanje odljevaka na temperaturu iznad 1040°C i zadržavanje odgovarajuće vrijeme, tako da se karbidi u njima potpuno rastvore u jednofaznom austenitu. ; zatim brzo hlađenje, dobiti strukturu čvrstog rastvora austenita. Ovaj tretman rastvorom se još naziva i tretman kaljenjem vodom.
(1) Temperatura vodenog tretmana kaljenja
Temperatura žilavosti vode zavisi od hemijskog sastava čelika sa visokim sadržajem mangana, obično 1050℃-1100℃. Čelici s visokim sadržajem mangana s visokim sadržajem ugljika ili visokim sadržajem legure (kao što su čelik ZG120Mn13Cr2 i čelik ZG120Mn17) trebali bi imati gornju granicu temperature žilavosti vode. Međutim, previsoka temperatura žilavosti vode će uzrokovati ozbiljno razugljičenje na površini odljevka i brz rast zrna čelika s visokim sadržajem mangana, što će utjecati na performanse čelika s visokim sadržajem mangana.
(2) Brzina zagrijavanja vodene obrade
Toplotna provodljivost manganskog čelika je lošija od one općenitog ugljičnog čelika. Čelični odljevci s visokim sadržajem mangana imaju veliko naprezanje i lako se pucaju pri zagrijavanju, tako da brzinu zagrijavanja treba odrediti prema debljini stijenke i obliku odljevka. Općenito govoreći, odljevci sa manjom debljinom stijenke i jednostavnom strukturom mogu se zagrijati brže; odljevke veće debljine stijenke i složene strukture treba zagrijati polako. U stvarnom procesu toplinske obrade, kako bi se smanjila deformacija ili pucanje odljevka tokom procesa zagrijavanja, on se općenito zagrijava na oko 650 ℃ kako bi se smanjila temperaturna razlika između unutarnje i vanjske strane odljevka, a temperatura u peć je ujednačena, a zatim se brzo podiže do temperature žilavosti vode.
(3) Vrijeme zadržavanja tretmana kaljenja vodom
Vrijeme držanja tretmana kaljenjem vodom uglavnom ovisi o debljini stijenke odljevka, kako bi se osiguralo potpuno otapanje karbida u lijevanoj strukturi i homogenizacija austenitne strukture. U normalnim okolnostima, može se izračunati povećanjem vremena zadržavanja za 1 sat za svakih 25 mm povećanja debljine zida.
(4) Hlađenje vodenog tretmana kaljenja
Proces hlađenja ima veliki uticaj na indeks performansi i strukturu odlivaka. Tokom tretmana kaljenja vodom, temperatura odlivaka pre ulaska u vodu treba da bude iznad 950°C kako bi se sprečilo ponovno taloženje karbida. Iz tog razloga, vremenski interval između izbacivanja iz peći i ulaska u vodu ne bi trebao biti duži od 30 sekundi. Temperatura vode treba da bude ispod 30°C prije nego što odljevak uđe u vodu, a maksimalna temperatura vode nakon ulaska u vodu ne smije biti veća od 50°C.
(5) Karbid nakon tretmana kaljenja vodom
Nakon tretmana kaljenja vodom, ako su karbidi u čeliku s visokim sadržajem mangana potpuno eliminirani, metalografska struktura dobivena u ovom trenutku je jednostruka austenitna struktura. Ali takva struktura može se dobiti samo u odljevcima tankih stijenki. Generalno, mala količina karbida u zrnima austenita ili na granicama zrna je dozvoljena. Neotopljeni karbidi i istaloženi karbidi mogu se ponovo eliminisati toplotnom obradom. Međutim, eutektički karbidi taloženi zbog previsoke temperature zagrijavanja tijekom tretmana kaljenja vodom nisu prihvatljivi. Zato što se eutektički karbid ne može ponovo eliminisati toplotnom obradom.
2. Toplinska obrada otpornih na habanje odljevaka s visokim sadržajem hangana
Toplinska obrada koja ojačava taloženje čelika otpornog na habanje s visokim sadržajem mangana odnosi se na dodavanje određene količine karbidnih elemenata (kao što su molibden, volfram, vanadij, titan, niobij i krom) kroz toplinsku obradu kako bi se dobila određena količina i veličina u visokomanganski čelik Druga faza dispergovanih čestica karbida. Ova termička obrada može ojačati austenitnu matricu i poboljšati otpornost na habanje čelika s visokim sadržajem mangana.
3. Toplinska obrada odljevaka od srednjeg kromnog čelika otpornog na habanje
Svrha termičke obrade odljevaka od srednjeg kromnog čelika otpornih na habanje je da se dobije martenzitna matrična struktura visoke čvrstoće, žilavosti i velike tvrdoće, kako bi se poboljšala čvrstoća, žilavost i otpornost na habanje čeličnih odljevaka.
Čelik srednjeg kroma otporan na habanje sadrži više elemenata hroma i ima veću otvrdljivost. Stoga je njegova uobičajena metoda termičke obrade: nakon 950℃-1000℃, njegova austenitizacija, zatim kaljenje i blagovremeno kaljenje (obično na 200-300℃).
4. Toplinska obrada odljevaka od niskolegiranog čelika otpornog na habanje
Odlivci od niskolegiranog čelika otporni na habanje obrađuju se kaljenjem u vodi, kaljenjem u ulju i kaljenjem na zraku ovisno o sastavu legure i sadržaju ugljika. Perlitni lijevani čelik otporan na habanje prihvaća toplinsku obradu normalizacije + popuštanja.
Kako bi se dobila martenzitna matrica visoke čvrstoće, žilavosti i tvrdoće, te poboljšala otpornost na habanje čeličnih odljevaka, odljevci od niskolegiranih čelika otporni na habanje obično se gaše na 850-950°C i temperiraju na 200-300°C. .
Vrijeme objave: 07.08.2021