Spécifications du matériau Cr15 à haute teneur en chrome
Les pales de rondelles de Qiming Casting sont moulées à partir de fonte blanche à haute teneur en chrome Cr15Il s'agit d'un alliage à l'abrasion éprouvé, constitué d'un réseau dense de carbures de chrome M₇C₃ durs répartis dans toute la matrice. Cette microstructure lui confère une résistance exceptionnelle à l'abrasion par glissement et à la corrosion humide, caractéristiques des environnements de lavage au sable.
Composition chimique
Rôle de chaque élément d'alliage
Carbone (C) — 2.70–3.00 % Une teneur élevée en carbone favorise la formation de carbures de chrome M₇C₃, la phase dure responsable de la résistance à l'usure. À ce niveau de carbone, la fraction volumique de carbure atteint environ 28 à 32 % de la microstructure, assurant ainsi une résistance à l'abrasion constante contre le sable siliceux tout au long de la durée de vie de la pale. Concrètement, cela signifie que vos pales conservent leur tranchant plus longtemps, espaçant les remplacements et réduisant les temps d'arrêt imprévus.
Chrome (Cr) — 14.0–17.0 % Le chrome est l'élément déterminant de cette classe d'alliages. Un rapport Cr/C supérieur à 5:1 garantit la précipitation des carbures sous forme de M₇C₃ (dureté Vickers : 1 800–2 200 HV) plutôt que sous forme de carbures M₃C plus tendres, présents dans les fontes à plus faible teneur en chrome. Le chrome forme également une couche d'oxyde passive en surface qui résiste à la corrosion dans l'environnement constamment humide et chargé de boue d'une machine à laver le sable. Pour les opérations fonctionnant en plusieurs équipes, cette résistance à la corrosion assure un état prévisible des palettes entre les arrêts de maintenance programmés.
Molybdène (Mo) — 0.20–0.40 % Le molybdène améliore la trempabilité et limite la formation de perlite lors du refroidissement. Il en résulte une matrice martensitique plus homogène après traitement thermique, ce qui se traduit par une dureté accrue, une meilleure uniformité d'usure et une réduction des variations entre les pièces moulées d'un même lot.
Nickel (Ni) — 0.30–0.60 % Le nickel stabilise la transformation austénite-martensite et accroît la ténacité de la matrice sans en réduire la dureté. Il est particulièrement avantageux dans les sections de palettes épaisses où des vitesses de refroidissement plus lentes pourraient engendrer des produits de transformation plus mous et indésirables.
Vanadium (V) — 0.30–0.50 % Le vanadium forme de fins carbures VC qui servent de sites de nucléation lors de la solidification. Ceci affine la taille globale des carbures et des grains, produisant une surface d'usure plus uniforme, une meilleure résistance aux chocs et une plus grande régularité dimensionnelle sur la pièce moulée. L'avantage pratique réside dans une usure plus régulière : les palettes s'usent uniformément, évitant ainsi l'apparition de points faibles susceptibles d'entraîner une rupture prématurée.
Titane (Ti) — 0.08 à 0.12 % À cette concentration infime, le titane agit comme un puissant affineur de grain. Il modifie la morphologie des carbures primaires et améliore la ténacité de la matrice, réduisant ainsi le risque de rupture fragile lorsque les palettes subissent des chocs occasionnels en fonctionnement. Ceci est particulièrement important dans les applications de lavage de grumes où des roches surdimensionnées ou des matières étrangères peuvent s'introduire inopinément dans l'alimentation.
Silicium (Si) — 0.50–0.80 % Le silicium désoxyde le métal en fusion lors de la coulée et améliore sa fluidité, ce qui est essentiel pour un remplissage propre des formes complexes des aubes. Il contribue également à une certaine résistance à la corrosion en milieu humide.
Manganèse (Mn) — 0.60–1.00 % Le manganèse améliore la trempabilité et se combine au soufre pour former des inclusions de MnS. Ceci empêche la formation de FeS aux joints de grains, un mécanisme de fragilisation connu que l'ajout de manganèse neutralise efficacement.
Phosphore (P) ≤ 0.04 % et soufre (S) ≤ 0.04 % Les deux éléments sont contrôlés afin de maintenir de faibles niveaux résiduels. Le phosphore forme des réseaux de phosphures fragiles qui réduisent la résistance aux chocs ; le soufre crée des inclusions aux joints de grains qui fragilisent la pièce moulée sous charge. Un contrôle rigoureux de ces deux éléments garantit des performances mécaniques constantes d'un lot à l'autre.
Propriétés mécaniques
Ces propriétés se traduisent directement par des intervalles d'entretien plus longs et un coût de traitement par tonne plus faible dans les opérations de lavage de sable en continu.