Gussklassen für Chromstahl
Normalerweise werden Chromstahlgussklassen wie folgt eingeteilt:
- Die weißen Gusseisen aus Nickel-Chrom (Ni-Cr)
- Die weißen Gusseisen aus Chrom-Molybdän (Cr-Mo)
- Die hochchromweißen Gusseisen (HCWCI)
Weiße Gusseisen aus Nickel-Chrom (Ni-Cr)
Nickel-Chrom (Ni-Cr) -Eisen enthalten Ni und Cr. Die Ni-Cr-Weißgusseisen, die eine chromarme Legierung sind, enthalten 3 - 5 Gew .-%. % Ni und 1 - 4 Gew .-% % Cr, mit einer Legierungsmodifikation, die 7 - 11 Gew .-% enthält. % Cr. Der Handelsname Ni-Hard Typen 1 - 4 identifiziert sie normalerweise. Chrom in niedrigeren Konzentrationen (<2 - 3%) hat keinen oder nur geringen Einfluss auf die Härtbarkeit, da der größte Teil des Chroms in den Carbiden gebunden ist.
Weiße Ni-Cr-Eisen sind auch als martensitische weiße Gusseisen bekannt, und die martensitischen weißen Ni-Cr-Gusseisen werden im Bergbau in großen Mengen verbraucht, wie z. B. Kugelmühlenauskleidungen und Mahlkugeln. Ni ist das primäre Legierungselement, da es in Mengen von 3.0 bis 5.0% die Umwandlung der austenitischen Matrix in Perlit wirksam unterdrückt und so sicherstellt, dass sich beim Abkühlen eine harte martensitische Struktur (die normalerweise erhebliche Mengen an Restaustenit enthält) entwickelt die Form. In diesen Legierungen ist Cr in Mengen von 1.4 bis 4.0% enthalten, um sicherzustellen, dass die Eisen Carbide (Typ M3C) verfestigen, dh um dem Graphitierungseffekt auf Ni entgegenzuwirken.
Abriebfeste Strukturen, die eutektische Gemische aus Austenit und Carbiden enthalten, können unabhängig von der Verwendung von Kühlkörpern in dünnen und dicken Querschnittsgrößen erhalten werden. Es ist möglich, Spuren von Graphit in dickeren Abschnitten oder bei Verwendung höherer Mengen an Kohlenstoff und Silizium zu erhalten. Abgesehen von diesen Umständen besteht die dominierende Mikrostruktur von Ni-Hart-Eisen aus einer Eisenmatrix, die von Hartmetallcarbiden umgeben ist.
Das Vorhandensein von 3 - 5 Gew .-% % Ni ermöglicht es dem eutektischen Austenit, die durch die Bildung von Perlit ungehinderte Martensit-Starttemperatur (Ms) zu erreichen. Keine Umwandlung ist perfekt und die Mikrostruktur aus gegossenem Ni-Hart-Eisen enthält eine Mischung aus Austenit und Martensit. Wenn der Guss eine variable Dicke hat, können dickere Abschnitte Spuren von Perlit enthalten. Aus dieser Diskussion ist ersichtlich, dass es ziemlich schwierig ist, Vorhersagen über die Verschleißleistung des Gussstücks zu treffen, die auf der anfänglichen Chemie basiert, ohne oder mit geringen oder keinen Kenntnissen über die Abmessung oder die thermische Vorgeschichte.
Für Anwendungen, die ein hohes Maß an Festigkeit, Härte und Verschleißfestigkeit erfordern, gehören Ni-Hard-Gusseisen zu den verfügbaren wirksamen Materialien. Ni-Hart-Eisengussteile haben sich in einer Vielzahl schwerer Anwendungen, einschließlich Arbeitswalzen zum Heißstahlfräsen, als herausragend erwiesen. Gusseisen mit hohem Chromgehalt und Hochgeschwindigkeitsstahllegierungen werden auch häufig in Stahlwerken verwendet, und Ni-Hart-Eisen wird im Allgemeinen in Endbearbeitungsständen verwendet. Die optimale Zusammensetzung der Ni-Cr-Weißgusslegierung hängt von den mechanischen Eigenschaften ab, die für die Betriebsbedingungen erforderlich sind, sowie von den Abmessungen und dem Gewicht des Gussstücks. Die weißen Ni-Cr-Gusseisen haben sich als sehr kostengünstige Materialien erwiesen, die zum Zerkleinern und Schleifen verwendet werden.
Die vorherrschenden Eigenschaften von Ni-Hart-Eisen sind, dass ihre hohe Festigkeit und Zähigkeit erreicht werden kann, wenn sie bei relativ niedrigen Temperaturen wärmebehandelt werden. Niedrige Temperaturen für die Wärmebehandlung sind günstig für große Gussteile, die für die Wärmebehandlung bei höheren Temperaturen nicht geeignet sind und zu Rissen neigen. Von allen abriebfesten Eisen wird Ni-Hard in der größten Tonnage für eine Vielzahl mineralverarbeitender Industrien hergestellt. Die geringen Kosten von Ni-Hard-Eisen sind auf seinen geringen Legierungsgehalt, seine Fähigkeit, in eine Vielzahl von Formen gegossen zu werden, und seine hohe Härte im gegossenen Zustand zurückzuführen. Durch seine hohe Härte unterscheidet es sich deutlich von perlitischen abriebfesten Gusseisen. Eine hohe Härte resultiert aus der Bildung von Martensit gegenüber Perlit im gegossenen Zustand. Diese metallurgische Verschiebung ist das Ergebnis des hohen Ni-Gehalts von Ni-Hard-Eisen.
In Klasse I Typ A erfordern die Gussteile in Anwendungen eine maximale Abriebfestigkeit, wie z. B. Ascherohre, Schlammpumpen, Rollköpfe, Muller-Reifen, Koksbrecher-Segmente, Klassifizierer usw. Typ B wird für Anwendungen empfohlen, die mehr Festigkeit erfordern und mäßige Stöße ausüben B. Brecherplatten, Brecherkonkaven und Pulverisierstifte. Klasse I Typ D, Ni-Hard Typ 4, weist ein höheres Maß an Festigkeit und Zähigkeit auf und wird daher für die schwereren Anwendungen verwendet, die die zusätzlichen Legierungskosten rechtfertigen. Es wird üblicherweise für Pumpenspiralen verwendet, die Schleifschlämme und das Segment und die Reifen des Kohlepulverisierers handhaben.
Die Klasse I Typ C-Legierung (Ni-Hard 3) wurde speziell für die Herstellung von Schleifkugeln entwickelt. Diese Sorte ist sowohl Sandguss als auch Kaltguss. Der Kaltguss hat den Vorteil niedrigerer Legierungskosten, was noch wichtiger ist, und bietet eine Verbesserung von 15 - 30% für 8 Stunden bei 260 - 315 ° C. Es gibt zwei allgemeine Typen, die 4% Ni-2% Cr und 6% Ni-8% Cr enthalten. Beide haben eine Struktur aus Eisen- und Chromcarbiden in einer Matrix aus Martensit und Bainit, aber die Materialien mit höherem Legierungsgehalt weisen eine Art Carbid auf, die diskontinuierlich ist und eine größere Schlag- und Korrosionsbeständigkeit verleiht, dh eine Art Carbid vom Typ M7C3. Diese Eisen können als Guss verwendet werden, aber die Wärmebehandlung verbessert die Härte und Beständigkeit gegen Oberflächenrisse und Abplatzungen.
Chrom-Molybdän (Cr-Mo) weiße Gusseisen
Diese Eisen sind für die Abriebfestigkeit vorgesehen und die Chrom-Molybdän (Cr-Mo) -Eisen (Klasse II von ASTM A532) enthalten 11 bis 23 Gew .-%. % Cr, bis zu 3 Gew .-% % Mo und sind oft mit Ni oder Cu legiert. Sie können entweder gegossen mit einer austenitischen oder austenitisch-martensitischen Matrix oder wärmebehandelt mit einer martensitischen Matrixmikrostruktur für maximale Abriebfestigkeit und Zähigkeit geliefert werden. Sie gelten normalerweise als die härteste aller Arten von weißem Gusseisen. Im Vergleich zu den niederlegierten weißen Ni-Cr-Eisen sind die eutektischen Karbide härter und können wärmebehandelt werden, um Gussteile mit höherer Härte zu erzielen. Mo sowie bei Bedarf Ni und Cu werden zugesetzt, um Perlit zu vermeiden und maximale Härte zu gewährleisten.
Weißgusseisen mit hohem Chromgehalt (HCWCI)
Verschleiß ist in vielen Branchen ein erhebliches Problem, und der Austausch verschlissener Teile kann zu erheblichen Kosten führen, die sich aus den Kosten der Ersatzkomponenten, Arbeitsaufwand und Verlust der Produktionszeit sowie einer verringerten Produktivität durch Investitionsgüter ergeben. Um diese Kosten und die damit verbundenen Ausfallzeiten der Geräte zu minimieren, werden üblicherweise verschleißfeste Materialien in Umgebungen mit hohem Verschleiß verwendet. Eine der am häufigsten verwendeten Materialgruppen für die Verschleißfestigkeit sind hochchromweiße Gusseisenlegierungen (HCWCI).
HCWCI unterliegt beim Abkühlen auf Raumtemperatur mehreren Erstarrungsreaktionen und einer Reihe verschiedener Festkörperumwandlungsreaktionen, während es auf eine erhöhte Temperatur unterhalb der Solidustemperaturen erwärmt wird. Folglich bilden sich in HCWCI verschiedene Phasen, die die mechanischen Eigenschaften und die Lebensdauer des Materials beeinflussen.
Die Eisen unter dieser Überschrift haben den höchsten Cr-Gehalt innerhalb der hochlegierten weißen Gusseisenfamilie. Hohe Cr-Werte verleihen diesen Eisen eine gute Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Schlagzähigkeit und Härtbarkeit. Die Beständigkeit gegen Korrosion und Abrieb sowie gegen Verschleiß bei erhöhter Temperatur ist ebenfalls bemerkenswert verbessert [16]. Klasse I und II von hochchromhaltigen weißen Eisen weisen eine überlegene Abriebfestigkeit auf und werden effektiv in Laufrädern und Spiralen, Laufradschaufeln und -auskleidungen für Kurzstrahlgeräte und Refinerscheiben in Zellstoffraffinerien eingesetzt.
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