Especificación del material Cr15 de alto cromo
Las paletas de las arandelas de Qiming Casting se funden a partir de Hierro fundido blanco con alto contenido de cromo Cr15, una aleación de probada resistencia a la abrasión que forma una densa red de carburos de cromo M₇C₃ duros en toda la matriz. Esta microestructura proporciona una resistencia excepcional a la abrasión por deslizamiento y a la corrosión húmeda propias de los entornos de lavado con arena.
Composición química
Función de cada elemento de aleación
Carbono (C) — 2.70–3.00% Un alto contenido de carbono favorece la formación de carburos de cromo M₇C₃, la fase dura responsable de la resistencia al desgaste. Con este nivel de carbono, la fracción volumétrica de carburo alcanza aproximadamente entre el 28 % y el 32 % de la microestructura, lo que proporciona una resistencia a la abrasión constante contra la arena de sílice durante toda la vida útil de la pala. En la práctica, esto significa que las palas conservan su filo durante más tiempo, lo que prolonga los intervalos de reemplazo y reduce el tiempo de inactividad no planificado.
Cromo (Cr) — 14.0–17.0% El cromo es el elemento clave de esta aleación. Una relación Cr/C superior a 5:1 garantiza que los carburos precipiten como M₇C₃ (dureza Vickers: 1,800–2,200 HV) en lugar de los carburos M₃C más blandos que se encuentran en las aleaciones con menor contenido de cromo. El cromo también forma un óxido superficial pasivo que resiste la corrosión en el entorno constantemente húmedo y con abundante lodo de una lavadora de arena. Para operaciones con varios turnos, esta resistencia a la corrosión es fundamental para mantener un estado predecible de las paletas entre las paradas de mantenimiento programadas.
Molibdeno (Mo) — 0.20–0.40% El molibdeno aumenta la templabilidad y suprime la formación de perlita durante el enfriamiento. El resultado es una matriz martensítica más uniforme tras el tratamiento térmico: mayor dureza, mejor uniformidad en el desgaste y menor variación entre piezas fundidas del mismo lote.
Níquel (Ni) — 0.30–0.60% El níquel estabiliza la transformación de austenita a martensita y aumenta la tenacidad de la matriz sin reducir su dureza. Resulta especialmente beneficioso en secciones de paletas más gruesas, donde velocidades de enfriamiento más lentas podrían generar productos de transformación más blandos e indeseables.
Vanadio (V) — 0.30–0.50% El vanadio forma finos carburos de VC que actúan como núcleos de nucleación durante la solidificación. Esto refina el tamaño general del carburo y del grano, lo que produce una superficie de desgaste más uniforme, una mayor resistencia al impacto y una mejor consistencia dimensional en toda la pieza fundida. El beneficio práctico es una progresión del desgaste más uniforme: las paletas se degradan de manera homogénea en lugar de desarrollar puntos débiles que provoquen fallas prematuras.
Titanio (Ti): 0.08–0.12 % A este nivel de adición mínima, el titanio actúa como un potente refinador de grano. Modifica la morfología del carburo primario y mejora la tenacidad de la matriz, reduciendo el riesgo de fractura frágil cuando las paletas se ven sometidas a cargas de impacto ocasionales durante el funcionamiento. Esto es especialmente relevante en aplicaciones de lavado de troncos, donde rocas de gran tamaño o material extraño pueden entrar inesperadamente en la alimentación.
Silicio (Si) — 0.50–0.80% El silicio desoxida el metal fundido durante el moldeo y mejora la fluidez, lo cual es importante para rellenar de forma limpia geometrías de paletas complejas. Además, aporta cierto grado de resistencia a la corrosión en condiciones de servicio húmedas.
Manganeso (Mn) — 0.60–1.00% El manganeso mejora la templabilidad y se combina con el azufre para formar inclusiones de MnS. Esto previene la formación de FeS en los límites de grano, un mecanismo de fragilización conocido que la adición de manganeso neutraliza eficazmente.
Fósforo (P) ≤ 0.04% y azufre (S) ≤ 0.04% Ambos elementos se controlan para mantener bajos niveles residuales. El fósforo forma redes de fosfuro frágiles que reducen la tenacidad al impacto; el azufre crea inclusiones en los límites de grano que debilitan la pieza fundida bajo carga. El control estricto de ambos garantiza un rendimiento mecánico uniforme entre lotes.
Propiedades mecánicas
Estas propiedades se traducen directamente en intervalos de servicio más prolongados y un menor coste de procesamiento por tonelada en las operaciones de lavado continuo de arena.