Σχεδίαση επενδύσεων με χαμηλή κράμα χάλυβα
Η κύρια λειτουργία της επένδυσης μύλου σφαιρών είναι η προστασία του μύλου και η χρήση της κυρτής κορυφής της επένδυσης για να παίξει την μπάλα για να αλέσει και να συνθλίψει το υλικό. Επομένως, ο κύριος τρόπος αστοχίας της επένδυσης είναι η λειαντική φθορά υπό την επανειλημμένη επίδραση μικρής ενέργειας. Υπό την κατάσταση της λειαντικής φθοράς, η αντοχή στη φθορά επηρεάζει άμεσα τη διάρκεια ζωής των εξαρτημάτων, οπότε η έρευνα σχετικά με την αντοχή στη φθορά είναι επίσης ένα σημαντικό τεχνικό πρόβλημα. Αυτό το έργο προτείνεται για την αποτυχία της επένδυσης υπό λειαντικές συνθήκες φθοράς και ο σκοπός είναι να βελτιωθεί η συνολική απόδοση του ανθεκτικού στη φθορά χάλυβα από κράμα υλικού υπό αυτήν την κατάσταση.
Χάλυβας χαμηλού κράματος Επένδυση Ball Mill Ανάλυση υλικών
Τα ανθεκτικά στη φθορά υλικά από χάλυβα από κράμα συνήθως περιέχουν στοιχεία κράματος όπως πυρίτιο, μαγγάνιο, χρώμιο, μολυβδαίνιο, νικέλιο κ.λπ. Η ισχυρή επίδραση αυτών των στοιχείων κράματος στη δομή της μήτρας και τη σκληρότητα του υλικού μπορεί να τεθεί σε πλήρη λειτουργία, η οποία μπορεί Κάντε το υλικό να έχει καλύτερη αντοχή στη φθορά.
Ανθρακας: Ο άνθρακας είναι ένα σημαντικό στοιχείο που επηρεάζει τη δύναμη, τη σκληρότητα, τη σκληρότητα, τη σκληρότητα και την αντοχή στη φθορά από χυτοχάλυβα. Εάν η περιεκτικότητα σε άνθρακα είναι πολύ υψηλή, η σκληρότητα του υψηλού άνθρακα μαρτενσίτη που σχηματίζεται μετά τη θερμική επεξεργασία είναι υψηλή, αλλά η σκληρότητα είναι χαμηλή και οι ρωγμές είναι εύκολο να σχηματιστούν κατά τη θερμική επεξεργασία. εάν η περιεκτικότητα σε άνθρακα είναι πολύ χαμηλή, η σκληρότητα και η σκληρότητα της χύτευσης είναι χαμηλή και η αντοχή στη φθορά είναι χαμηλή. Λαμβάνοντας υπόψη το συνδυασμό σκληρότητας και σκληρότητας, υιοθετήθηκαν δύο διαφορετικά περιεχόμενα άνθρακα (κλάσμα μάζας, το ίδιο παρακάτω) σε αυτό το υλικό, το οποίο ήταν 0.30% - 0.35% και 0.40% - 0.45%, αντίστοιχα. Μελετήθηκαν οι επιδράσεις δύο περιεχομένων άνθρακα στη μικροδομή και τις ιδιότητες του χαμηλού κράματος χάλυβα.
Χρώμιο: Το χρώμιο είναι ένα από τα βασικά στοιχεία των ανθεκτικών στη φθορά υλικών. Η κύρια λειτουργία του είναι η βελτίωση της σκληρότητας του χάλυβα, η ενίσχυση της μήτρας με διάλυμα, η βελτίωση της αντοχής στην οξείδωση του χάλυβα και η αύξηση της αντοχής στη διάβρωση. Το χρώμιο και ο σίδηρος σχηματίζουν συνεχές στερεό διάλυμα και σχηματίζουν μια ποικιλία ενώσεων με άνθρακα. Το σύνθετο καρβίδιο του χρωμίου έχει σημαντική επίδραση στις ιδιότητες του χάλυβα, ειδικά στη βελτίωση της αντοχής στη φθορά. Τα Cr και Fe σχηματίζουν διαμεταλλική ένωση FeCr. Το χρώμιο μπορεί να αυξήσει σημαντικά τη σκληρότητα του χάλυβα, αλλά τείνει επίσης να αυξήσει την ευθραυστότητα του χάλυβα. Το χρώμιο βελτιώνει την ευθραυστότητα του χάλυβα και μειώνει το σημείο μαρτενσίτη του χάλυβα. Όταν προστίθεται χρώμιο σε καθαρό σίδηρο και χάλυβα, η αντοχή και η σκληρότητα μπορούν να βελτιωθούν σε μια ορισμένη περιεκτικότητα σε χρώμιο. Λαμβάνοντας υπόψη την επίδραση του χρωμίου στη Μικροδομή και τις ιδιότητες του χάλυβα, η περιεκτικότητα του χρωμίου είναι 1.0% ~ 1.4%. Η επίδραση του χρωμίου στη Μικροδομή και τις ιδιότητες του χάλυβα παρατηρείται με πείραμα.
Νικέλιο: Το νικέλιο και ο άνθρακας δεν σχηματίζουν καρβίδια. Είναι τα κύρια στοιχεία κράματος για τη διαμόρφωση και τη σταθεροποίηση του ωστενίτη. Από αυτή την άποψη, ο ρόλος είναι ο δεύτερος μετά τον άνθρακα και το άζωτο. Το νικέλιο και ο σίδηρος υπάρχουν στη φάση α και γ στη φάση του χάλυβα με τη μορφή αμοιβαίας διαλυτότητας, γεγονός που τους κάνει να ενισχύονται. Με τον εξευγενισμό του μεγέθους των κόκκων της φάσης α, βελτιώνονται οι ιδιότητες χαμηλής θερμοκρασίας, ειδικά η αντοχή του χάλυβα. Το νικέλιο μπορεί να βελτιώσει τη σκληρότητα του χάλυβα μειώνοντας την κρίσιμη θερμοκρασία μετασχηματισμού και τον ρυθμό διάχυσης των στοιχείων στο χάλυβα. Ορισμένες φυσικές ιδιότητες του χάλυβα και του κράματος μπορούν να βελτιωθούν σημαντικά όταν η περιεκτικότητα σε νικέλιο είναι υψηλή. Η επίδραση του νικελίου στην ανθεκτικότητα, την πλαστικότητα και άλλες ιδιότητες επεξεργασίας του χάλυβα είναι μικρότερη από αυτή των άλλων στοιχείων κράματος. Επιπλέον, καθώς το νικέλιο είναι ένα σπάνιο στοιχείο και ένα σημαντικό στρατηγικό υλικό, η περιεκτικότητα σε νικέλιο ορίζεται στο 0.4% με βάση τους παραπάνω παράγοντες.
Μολυβδαίνιο: Το μολυβδαίνιο ανήκει στο στοιχείο της κλειστής περιοχής φάσης γ. Το μολυβδαίνιο υπάρχει στη φάση στερεού διαλύματος και στη φάση καρβιδίου στο χάλυβα. Στη φάση του καρβιδίου, όταν η περιεκτικότητα σε Mo είναι χαμηλή, σχηματίζει σύνθετο τσιμέντο με σίδηρο και άνθρακα. όταν το περιεχόμενο είναι υψηλό, σχηματίζει το δικό του ειδικό καρβίδιο. Η επίδραση του μολυβδαινίου στο χάλυβα μπορεί να συνοψιστεί ως βελτίωση της σκληρότητας, βελτίωση της θερμικής αντοχής, πρόληψη της ευθραυστότητας της θερμοκρασίας, αύξηση της απόστασης και του καταναγκασμού, βελτίωση της αντοχής στη διάβρωση του κράματος σε ορισμένα μέσα και πρόληψη της τάσης διάβρωσης. Το μολυβδαίνιο έχει ισχυρή επίδραση ενίσχυσης του διαλύματος στον φερρίτη και βελτιώνει τη σταθερότητα των καρβιδίων, οπότε έχει ευνοϊκή επίδραση στην αντοχή του χάλυβα. Η επίδραση του μολυβδαινίου στο Temper Embrittlement του χάλυβα είναι αρκετά περίπλοκη. Ως μονό στοιχείο κράματος, το Mo αυξάνει την ευθραυστότητα του χάλυβα, αλλά όταν συνυπάρχει με άλλα στοιχεία, όπως χρώμιο και μαγγάνιο, το μολυβδαίνιο μειώνει ή καταστέλλει την ευθραυστότητα που προκαλείται από άλλα στοιχεία. Επειδή η διαφορετική περιεκτικότητα του μολυβδαινίου μπορεί να έχει διαφορετικές επιπτώσεις στις ιδιότητες του χάλυβα, αποφασίσαμε να επιλέξουμε το περιεχόμενο του μολυβδαινίου στο πείραμα ως 0.25% - 0.35% και 0.45% - 0.60%.
Μαγγάνιο: Το μαγγάνιο είναι ένα καλό αποξειδωτικό και αποθείο. Το μαγγάνιο και ο σίδηρος σχηματίζουν στερεό διάλυμα, το οποίο βελτιώνει τη σκληρότητα και την αντοχή του φερρίτη και του ωστενίτη στο χάλυβα. Ταυτόχρονα, είναι ένα στοιχείο σχηματισμού καρβιδίου, το οποίο εισέρχεται στο τσιμέντο για να αντικαταστήσει μερικά άτομα σιδήρου. Το μαγγάνιο μπορεί να βελτιώσει τον περλίτη και να βελτιώσει έμμεσα την αντοχή του μαργαριτάρι χάλυβα μειώνοντας την κρίσιμη θερμοκρασία μετασχηματισμού. Το μαγγάνιο μπορεί επίσης να μειώσει σημαντικά τη θερμοκρασία AR1 και τον ρυθμό αποσύνθεσης του ωστενίτη του χάλυβα. Το μαγγάνιο έχει σημαντική επίδραση στη βελτίωση της αντοχής των χαλύβων με χαμηλό και μεσαίο άνθρακα. Ωστόσο, ως στοιχείο κράματος, το μαγγάνιο έχει τα μειονεκτήματά του. Όταν το περιεχόμενο του Mn είναι υψηλότερο, το μέγεθος κόκκων του χάλυβα τείνει να είναι χονδροειδές και αυξάνεται η ευαισθησία της ευθραυστότητας. Είναι εύκολο να παραχθούν λευκές κηλίδες από χάλυβα λόγω ακατάλληλης ψύξης μετά από τήξη, χύτευση και σφυρηλάτηση. Λαμβάνοντας υπόψη τις επιπτώσεις του μαγγανίου στη μικροδομή και τις ιδιότητες του χάλυβα, η περιεκτικότητα σε μαγγάνιο είναι 1.1% ~ 1.4%.
Πυρίτιο: Το πυρίτιο είναι ένα από τα κοινά στοιχεία του χάλυβα. Ως στοιχείο κράματος, η περιεκτικότητα σε πυρίτιο σε χάλυβα δεν πρέπει να είναι μικρότερη από 0.40%. Το πυρίτιο δεν σχηματίζει καρβίδιο σε χάλυβα, αλλά υπάρχει σε φερρίτη ή ωστενίτη με τη μορφή στερεού διαλύματος. Βελτιώνει την αντοχή του στερεού διαλύματος στο χάλυβα και ο ρυθμός σκλήρυνσης της παραμόρφωσης στο κρύο είναι πολύ ισχυρός, δεύτερος μόνο στον φώσφορο, αλλά επίσης μειώνει τη σκληρότητα και την πλαστικότητα του χάλυβα σε κάποιο βαθμό. Εάν η περιεκτικότητα σε πυρίτιο είναι περισσότερο από 3%, η πλαστικότητα, η σκληρότητα και η ολκιμότητα του χάλυβα θα μειωθούν σημαντικά. Το πυρίτιο μπορεί να βελτιώσει το ελαστικό όριο, το όριο απόδοσης, το λόγο απόδοσης, την αντοχή στην κόπωση και την αναλογία κόπωσης του χάλυβα. Το πυρίτιο μπορεί να αυξήσει τις θερμοκρασίες ανόπτησης, ομαλοποίησης και απόσβεσης του χάλυβα, να μειώσει το ρυθμό διάχυσης του άνθρακα σε φερρίτη και να αυξήσει τη σταθερότητα σκλήρυνσης του χάλυβα. Λαμβάνοντας υπόψη τις επιπτώσεις του πυριτίου στις ιδιότητες και τη μικροδομή του χάλυβα, το εύρος περιεχομένου του πυριτίου είναι 1.1% ~ 1.4%.
Σπάνια γη: Υπάρχουν δύο κύριες λειτουργίες της σπάνιας γης στο χάλυβα, η μία είναι ο καθαρισμός και η άλλη είναι η κράμα. Το Re μπορεί να βελτιώσει τη μικροδομή ως χυτά, να βελτιώσει το μέγεθος των κόκκων, να καθαρίσει το λιωμένο χάλυβα, να τροποποιήσει τα μη μεταλλικά εγκλείσματα, να βελτιώσει τη μορφολογία και τη διανομή τους και να παίξει ρόλο στη μικρο-κράμα. Βελτιώστε την ανθεκτικότητα και τις ιδιότητες χύτευσης (αντοχή σε θερμές ρωγμές και ρευστότητα), βελτιώστε την αντοχή. Ωστόσο, λόγω της αβεβαιότητας της προσθήκης μεθόδου και ποσότητας, εάν το περιεχόμενο σπάνιων γαιών είναι πάρα πολύ, μπορεί να έχει δυσμενείς επιπτώσεις στις ιδιότητες του χάλυβα. Επομένως, η περιεκτικότητα σπάνιων γαιών σε αυτό το υλικό καθορίζεται σε 0.04% - 0.06%.
Βόριο: Η εξαιρετική λειτουργία του βορίου στο χάλυβα είναι ότι η σκληρότητα του χάλυβα μπορεί να αυξηθεί κατά μια μικρή ποσότητα βορίου (0.001%). Όταν η περιεκτικότητα σε βόριο είναι μεγαλύτερη από 0.007%, θα οδηγήσει σε καυτή αίσθηση χάλυβα. Επομένως, η περιεκτικότητα σε βόριο σε αυτό το υλικό καθορίζεται σε 0.003%.
Τα κύρια στοιχεία των πειραματικών υλικών επιλέχθηκαν σύμφωνα με την παραπάνω ανάλυση. Η περιεκτικότητα σε άνθρακα των δειγμάτων # 1 και # 2 είναι 0.30% - 0.35% και η περιεκτικότητα σε μολυβδαίνιο είναι 0.25% - 0.35%. η περιεκτικότητα σε άνθρακα των δειγμάτων # 3 και # 4 είναι 0.40% - 0.45% και η περιεκτικότητα σε μολυβδαίνιο είναι 0.45% - 0.60%.
Διαδικασία χύτευσης με χαμηλό κράμα χαλύβδινου μύλου
Σε αυτό το πείραμα, ένας φούρνος επαγωγής μέσης συχνότητας 50 kW χρησιμοποιείται για τη τήξη. Προκειμένου να μειωθεί η οξείδωση του φορτίου του κλιβάνου, η ανάδευση του τηγμένου μετάλλου πρέπει να αποφεύγεται όσο το δυνατόν περισσότερο. Στο μεταγενέστερο στάδιο της τήξης, το μπλοκ τροφοδοσίας δεν πρέπει να είναι πολύ μεγάλο και πρέπει να στεγνώνει σε μια ορισμένη θερμοκρασία για να αποφευχθεί το πιτσίλισμα στο στόμα του κλιβάνου. Η ακολουθία τροφοδοσίας είναι θραύσματα χάλυβα, χυτοσίδηρος → πλάκα νικελίου, σιδηροχρώμιο, σιδηροβολυβδαίνιο → σιδηροπυρίτιο, σιδηρομαγγάνιο → σπάνιο πυρίτιο σπάνιων γαιών και τέλος προσθήκη αργιλίου για αποξείδωση.
Μετά από ξηρή ανάμιξη για 2-3 λεπτά, η άμμος χύτευσης αναμίχθηκε με νερό και γυαλί για 4-6 λεπτά. Μετά την κατασκευή του καλουπιού, το καλούπι σκληρύνεται με διοχέτευση διοξειδίου του άνθρακα (η πίεση εμφύσησης είναι 0.15-0.25 MPa, ο χρόνος εμφύσησης είναι 1-2 λεπτά). Πριν από την έκχυση, το καλούπι άμμου και το κράμα προθερμαίνονται στον κλίβανο και διατηρούνται στεγνά. Η θερμοκρασία προθέρμανσης είναι περίπου 100 ℃.
Θερμική κατεργασία με χαμηλό κράμα χαλύβδινου μύλου
Οι ιδιότητες των χυτών υλικών πρέπει να υποβάλλονται σε θερμική επεξεργασία. Στην πραγματική κατάσταση λειτουργίας, πρέπει να επιτευχθεί η δομή μαρτενσίτη με υψηλή σκληρότητα, υψηλή αντοχή και καλή αντοχή, και υιοθετείται η διαδικασία θερμικής επεξεργασίας απόσβεσης και σκλήρυνσης. Ο υποψυχμένος ωστενίτης από χαμηλό κράμα ανθεκτικό στη φθορά χάλυβα είναι σχετικά σταθερός και ο ρυθμός ψύξης του λαδιού στη ζώνη χαμηλής θερμοκρασίας είναι πολύ μικρότερος από αυτόν του νερού, οπότε το λάδι είναι το καταλληλότερο μέσο απόσβεσης. Η σκλήρυνση είναι η μείωση ή εξάλειψη της υπολειμματικής τάσης που προκαλείται από την απόσβεση, η βελτίωση της πλαστικότητας και της σκληρότητας του υλικού, η μείωση της ευθραυστότητάς του και η απόκτηση του κατάλληλου συνδυασμού πλαστικότητας, σκληρότητας και σκληρότητας. Επομένως, οι θερμοκρασίες απόσβεσης 850, 880, 910 και 930 ℃ επιλέγονται για 1 ώρα. Η θερμοκρασία σκλήρυνσης είναι 200, 230, 260 και 290 ℃ και ο χρόνος κράτησης είναι 2 ώρες.
Δοκιμή απόδοσης χαμηλών κραμάτων χαλύβδινου μύλου
Η σκληρότητα των δειγμάτων μετρήθηκε από τον δοκιμαστή σκληρότητας Rockwell hr-150, και η μικροδομή παρατηρήθηκε από ένα μεταλλογραφικό μικροσκόπιο Olympus BH-2.
Καρτέλα 1 Σκληρότητα των δειγμάτων ως χύτευση (HRC) | ||||
Δείγμα | Πρώτο σημείο | Δεύτερο σημείο | Τρίτο σημείο | Μση. |
#1 | 31 | 36 | 35 | 34 |
#2 | 31 | 35.5 | 37 | 34.5 |
#3 | 38 | 39 | 40 | 39 |
#4 | 39 | 38.5 | 41 | 39.5 |
Από τον Πίνακα 1 φαίνεται ότι οι τιμές σκληρότητας των δειγμάτων # 1 και # 2 είναι σχεδόν ίδιες, αλλά με την αύξηση της περιεκτικότητας σε άνθρακα, η σκληρότητα των δειγμάτων # 3 και # 4 αυξάνεται προφανώς.
Μπορεί να φανεί από το Σχήμα 1 ότι, σε κάθε καμπύλη θερμοκρασίας σβέσης, με την αύξηση της θερμοκρασίας σκλήρυνσης, η τιμή σκληρότητας του δείγματος # 1 δείχνει βασικά μια πτωτική τάση, αλλά το εύρος μείωσης δεν είναι πολύ μεγάλο και η πτωτική τάση είναι σχετικά απαλό? στην καμπύλη αντοχής κρούσης, με την αύξηση της θερμοκρασίας απόσβεσης, η τιμή μειώνεται, αλλά με την αύξηση της θερμοκρασίας σκλήρυνσης, η τιμή της αυξάνεται. Με την αύξηση της θερμοκρασίας σκλήρυνσης, η περιεκτικότητα σε άνθρακα, η περιεκτικότητα σε κράμα, η πυκνότητα εξάρθρωσης και ο αριθμός αδελφοποίησης στη μήτρα μαρτενσίτη μειώνεται, οπότε μειώνεται επίσης το ποσό της ενίσχυσης, οπότε μειώνεται η σκληρότητα. Με την αύξηση της θερμοκρασίας σκλήρυνσης, η μήτρα ανακρυστάλλωσης και καρβιδίου σημείου τραχύ και σφαιροειδούς. Επειδή η σφαιροποίηση καρβιδίου μειώνει την απόσταση ολίσθησης εξάρθρωσης και κάνει την απόσταση ολίσθησης μικρότερη, η εξάρθρωση δεν μπορεί να τις κόψει, έτσι η σκληρότητα δείχνει μια ανοδική τάση.
Από το Σχ. 2 φαίνεται ότι η μικροδομή των δειγμάτων # 1 και # 3 είναι περλίτης。
Το Σχήμα 3 δείχνει τη μεταλλογραφική δομή του δείγματος μετά από σβήσιμο στα 910 ℃ και σκλήρυνση στα 230 ℃. Μπορεί να φανεί ότι η μικροδομή και η μήτρα των δύο ειδών δειγμάτων είναι πηχτή μαρτενσίτη. Η μικροδομή του δείγματος είναι ομοιόμορφη και το μέγεθος των κόκκων είναι ωραίο.
Tab.2 Αποτελέσματα πειράματος φθοράς μετά από θερμική επεξεργασία | |||||
Δείγμα | Πρώτη απώλεια βάρους w / g | Χάστε βάρος w / g | Μέσος όρος Χάστε βάρος w / g | Σκληρότητα (HRC) | Αντοχή στην φθορά |
#1 | 0.04013 | 0.03705 | 0.03859 | 50 | 25.91345 |
#2 | 0.03874 | 0.03615 | 0.03744 | 51.3 | 26.7094 |
#3 | 0.03091 | 0.03461 | 0.03276 | 53.6 | 30.52503 |
#4 | 0.03288 | 0.0245 | 0.02869 | 55.5 | 34.85535 |
Από τον Πίνακα 2 φαίνεται ότι με την αύξηση της σκληρότητας, η αντίσταση φθοράς των δειγμάτων # 1 - # 4 αυξάνεται με τη σειρά. Συνεπώς, μπορεί να συναχθεί το συμπέρασμα ότι η απώλεια υλικών φθοράς σχετίζεται άμεσα με τη σκληρότητα των υλικών. Όσο υψηλότερη είναι η σκληρότητα, όσο μικρότερη είναι η απώλεια βάρους, τόσο καλύτερη είναι η αντοχή στη φθορά των υλικών. Επιπλέον, τα διασκορπισμένα καρβίδια στη μήτρα συμβάλλουν επίσης στην αντοχή στη φθορά των υλικών, αλλά το αποτέλεσμα είναι μικρότερο από αυτό της σκληρότητας λόγω των λίγων καρβιδίων που καθιζάνουν.
Αποτελέσματα
- Οι επενδύσεις σφαιρών χάλυβα χαμηλού κράματος που μελετήθηκαν σε αυτό το έγγραφο έχουν υψηλή σκληρότητα και υψηλή σταθερότητα σκλήρυνσης.
- Μετά την απόσβεση στα 850-930 ℃ και τη σκλήρυνση στα 200-290 ℃, επιτυγχάνεται λεπτός μαρτενσίτης από πηχάκι, γεγονός που κάνει το χάλυβα να έχει υψηλή αντοχή, υψηλή αντοχή και υψηλή αντοχή στη φθορά.
- Όσο υψηλότερη είναι η σκληρότητα, όσο μικρότερη είναι η απώλεια βάρους, τόσο καλύτερη είναι η αντοχή στη φθορά.
Σχετικά με τον Συγγραφέα:
Κατασκευαστής σκαφών της Κίνας MillΗ Qiming Machinery κατέχει ηγετική θέση στο σχεδιασμό, την κατασκευή και την προμήθεια επενδύσεων μύλων για βιομηχανίες επεξεργασίας ορυκτών και λατομείων. Προσφέρει στους πελάτες ολοκληρωμένες λύσεις φθοράς για μύλους που αυξάνουν την απόδοση, τη διαθεσιμότητα εξοπλισμού και το χαμηλότερο κόστος συντήρησης. Τα χιτώνια μύλων δοκιμάζονται επίσης για να αντέχουν στο επίπεδο οξύτητας διαφορετικών στοιχείων που μπορεί να υπάρχουν στη διαδικασία άλεσης. Η μεγαλύτερη διάρκεια άλεσης στο μηχάνημά σας σημαίνει λιγότερα έξοδα και μεγαλύτερο κέρδος ή εισόδημα για την εταιρεία σας.