فئات صب الكروم الصلب
عادةً ما تكون فئات صب الكروم الصلب على النحو التالي:
- حديد الصب الأبيض من النيكل والكروم (Ni-Cr)
- الكروم الموليبدينوم (Cr-Mo) الحديد الزهر الأبيض
- الحديد المصبوب عالي الكروم الأبيض (HCWCI)
حديد صب أبيض من النيكل والكروم (Ni-Cr)
تحتوي مكاوي النيكل والكروم (Ni-Cr) على Ni و Cr. الحديد الزهر الأبيض Ni-Cr ، وهو عبارة عن سبيكة منخفضة الكروم تحتوي على 3-5 وزن. ٪ ني و1-4 بالوزن. ٪ Cr ، مع تعديل سبيكة واحد يحتوي على 7-11 بالوزن. ٪سجل تجاري. عادة ما يحدد الاسم التجاري Ni-Hard الأنواع 1-4. الكروم بتركيزات منخفضة (<2 - 3٪) ، له تأثير ضئيل أو معدوم على الصلابة ، حيث أن معظم الكروم مقيد في الكربيدات.
تُعرف مكاوي Ni-Cr البيضاء أيضًا باسم مكاوي الزهر البيضاء Martensitic ويتم استهلاك مكاوي الصب الأبيض Martensitic Ni-Cr بأحمال كبيرة في عمليات التعدين ، مثل بطانات مطحنة الكرة وكرات الطحن. النيكل هو عنصر السبائك الأساسي لأنه عند مستويات 3.0 إلى 5.0٪ ، يكون فعالاً في قمع تحول مصفوفة الأوستنيتي إلى البرليت ، وبالتالي ضمان أن بنية مارتينسيت صلبة (تحتوي عادةً على كميات كبيرة من الأوستينيت المحتفظ بها) سوف تتطور عند التبريد في القالب. يتم تضمين Cr في هذه السبائك ، عند مستويات من 1.4 - 4.0٪ ، للتأكد من أن الحديد يصلب الكربيدات (نوع M3C) ، أي لمواجهة تأثير الرسم البياني على النيكل.
يمكن الحصول على الهياكل المقاومة للتآكل التي تحتوي على خليط سهل الانصهار من الأوستينيت والكربيدات بأحجام رقيقة وسميكة بغض النظر عن استخدام القشعريرة. من الممكن الحصول على آثار من الجرافيت في أقسام أكثر سمكًا أو عند استخدام مستويات أعلى من الكربون والسيليكون. باستثناء هذه الظروف ، فإن البنية الدقيقة السائدة لحديد Ni-Hard تتكون من مصفوفة حديدية محاطة بكربيدات معدنية صلبة.
وجود 3-5 بالوزن. يسمح٪ Ni لأوستينيت سهل الانصهار بالوصول إلى درجة حرارة بداية المارتينسيت دون عوائق بسبب تكوين البرليت. لا يوجد تحول مثالي وستحتوي البنية المجهرية المصنوعة من الحديد الصلب المصبوب على مزيج من الأوستينيت والمارتينسيت. إذا كان الصب ذو سمك متغير ، فقد تحتوي المقاطع السميكة على آثار من البرليت. من خلال هذه المناقشة ، من الواضح أنه من الصعب جدًا إجراء تنبؤات حول أداء التآكل في المسبوكات ، والتي تستند إلى الكيمياء الأولية ، مع القليل من المعرفة أو عدم وجودها على الإطلاق حول البعد أو التاريخ الحراري.
بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب درجة عالية من القوة والصلابة ومقاومة التآكل ، فإن الحديد المصبوب Ni-Hard هو من بين المواد الفعالة المتاحة. أظهرت مصبوبات الحديد Ni-Hard أنها متميزة في مجموعة متنوعة من التطبيقات القاسية بما في ذلك لفات العمل لطحن الفولاذ الساخن. يتم استخدام مكاوي الصب عالية الكروم وسبائك الفولاذ عالي السرعة أيضًا على نطاق واسع في مصانع الصلب ، ويستخدم حديد Ni-Hard بشكل عام في حوامل التشطيب. يعتمد التركيب الأمثل لسبائك الحديد الزهر الأبيض Ni-Cr على الخواص الميكانيكية المطلوبة لظروف الخدمة وأبعاد ووزن الصب. لقد أثبتت مكاوي الصب البيضاء Ni-Cr أنها مواد فعالة من حيث التكلفة تستخدم للتكسير والطحن.
الخصائص السائدة لمكاوي Ni-Hard هي أنه يمكن تحقيق قوتها العالية وصلابتها عند المعالجة الحرارية في درجات حرارة منخفضة نسبيًا. درجات الحرارة المنخفضة للمعالجة الحرارية مواتية للمسبوكات الكبيرة غير المناسبة للمعالجة الحرارية في درجات حرارة أعلى وعرضة للتشقق. من بين جميع المكاوي المقاومة للتآكل ، يتم إنتاج Ni-Hard بأكبر حمولة لمجموعة متنوعة من صناعات معالجة المعادن. ترجع تكاليف Ni-Hard iron المنخفضة إلى محتواها المنخفض من السبائك ، وقدرتها على الصب في مجموعة متنوعة من الأشكال وصلابتها العالية في حالة الصب. صلابته العالية هي ما يميزه بوضوح عن الحديد الزهر المقاوم للتآكل. تنتج صلابة عالية من تكوين المارتينسيت مقابل البرليت في حالة الصب. هذا التحول المعدني ناتج عن محتوى النيكل العالي في الحديد الصلب.
في الفئة الأولى من النوع أ ، تتطلب المصبوبات في التطبيقات مقاومة تآكل قصوى ، مثل أنابيب الرماد ، ومضخات الطين ، ورؤوس الأسطوانة ، وإطارات مولر ، وأجزاء كسارة فحم الكوك ، والمصنفات ، إلخ. ، مثل ألواح الكسارة ، وتقعر الكسارة ، وأوتاد السحق. تتميز الفئة الأولى من النوع D ، والنوع Ni-Hard Type 4 ، بمستوى أعلى من القوة والمتانة ، وبالتالي فهي تستخدم للتطبيقات الأكثر قسوة والتي تبرر تكاليف السبيكة المضافة. يستخدم بشكل شائع للمضخات الحلزونية التي تتعامل مع الملاط الكاشطة وقطاع طاولة مساحيق الفحم والإطارات.
تم تصميم سبيكة الفئة I من النوع C (Ni-Hard 3) خصيصًا لإنتاج كرات الطحن. هذه الدرجة عبارة عن مصبوب رملي وسبك بارد على حد سواء ، يتميز صب البرد بميزة انخفاض تكلفة السبائك ، والأهم من ذلك ، أنه يوفر تحسينًا بنسبة 15-30٪ لمدة 8 ساعات عند 260 - 315 درجة مئوية. هناك نوعان عامان يحتويان على 4٪ Ni-2٪ Cr و 6٪ Ni-8٪ Cr. يحتوي كلاهما على هيكل من الحديد وكربيدات الكروم في مصفوفة من المارتينسيت والباينيت ، ولكن المواد ذات المحتوى العالي من السبائك تحتوي على نوع من الكربيد غير مستمر ويمنح مقاومة أكبر للتأثير والتآكل ، أي نوع M7C3 من الكربيد. يمكن استخدام هذه المكاوي كصب ، لكن المعالجة الحرارية تعمل على تحسين الصلابة ومقاومة تشقق السطح والتشظي.
مكاوي بيضاء مصنوعة من الكروم والموليبدينوم (Cr-Mo)
هذه المكاوي مخصصة لتطبيق مقاومة التآكل وتحتوي مكاوي الكروم والموليبدينوم (Cr-Mo) (الفئة الثانية من ASTM A532) على 11-23 وزن. ٪ كر ، حتى 3 وزن. ٪ Mo وغالبًا ما تكون مخلوطة مع Ni أو Cu. يمكن توفيرها إما على شكل مصبوب مع مصفوفة أوستنيتي-مارتينسيتية ، أو معالجتها بالحرارة ببنية دقيقة مصفوفة مارتينسيت للحصول على أقصى مقاومة للتآكل والمتانة. عادة ما تعتبر الأصعب من بين جميع درجات الحديد الزهر الأبيض. بالمقارنة مع مكاوي Ni-Cr البيضاء ذات السبائك السفلية ، فإن الكربيدات سهلة الانصهار تكون أكثر صلابة ويمكن معالجتها بالحرارة لتحقيق مصبوبات ذات صلابة أعلى. يتم إضافة Mo ، وكذلك Ni و Cu عند الحاجة ، لمنع البرليت ولضمان أقصى صلابة.
مكاوي بيضاء عالية الكروم (HCWCI)
يعد التآكل مشكلة كبيرة تواجه العديد من الصناعات ، ويمكن أن يؤدي استبدال الأجزاء البالية إلى تكاليف باهظة ناشئة عن تكلفة مكونات الاستبدال والعمالة وضياع وقت الإنتاج وانخفاض الإنتاجية من المعدات الرأسمالية. لتقليل هذه التكاليف ووقت تعطل المعدات المصاحب ، يتم استخدام المواد المقاومة للتآكل بشكل شائع في بيئة التآكل العالية. واحدة من أكثر مجموعات المواد شيوعًا لمقاومة التآكل هي سبائك الحديد المصبوب ذات الكروم الأبيض العالي (HCWCI).
تخضع HCWCI للعديد من تفاعلات التصلب وعدد من تفاعلات تحويل الحالة الصلبة المختلفة عند التبريد إلى درجة حرارة الغرفة ، أثناء إعادة التسخين إلى درجة حرارة مرتفعة أقل من درجات الحرارة الصلبة. وبالتالي ، يتشكل عدد من المراحل المختلفة في HCWCI والتي تؤثر على الخواص الميكانيكية وعمر الخدمة للمادة.
تحتوي المكاوي الموجودة تحت هذا البند على أعلى محتوى من الكروم ضمن عائلة الحديد الزهر الأبيض عالي السبائك. يمنح ارتفاع Cr هذه المكواة مقاومة جيدة للتآكل ، ومقاومة للتآكل ، وصلابة ضد الصدمات وصلابة. كما تم تحسين مقاومة التآكل والتآكل الكاشطة والتآكل في درجات الحرارة المرتفعة بشكل ملحوظ [16]. الفئتان الأولى والثانية من الحديد الأبيض عالي الكروم متفوقان في مقاومة التآكل ويستخدمان بشكل فعال في الدفاعات والحلزون وشفرات المكره والبطانات لمعدات التفجير القصيرة وأقراص التكرير في مصافي اللب.