Ricerca e applicazione del martello in acciaio al manganese da 90 kg

Nel corso degli anni, nei materiali da costruzione, metallurgia, estrazione mineraria, industria energetica, i grandi martelli del frantoio a martelli sono fatti di ordinaria acciaio ad alto contenuto di manganese, il peso del martello è inferiore a 70 kg. Durante l'uso, ha una bassa resistenza all'usura ed è facile da rompere, causando di tanto in tanto incidenti con danni alle apparecchiature. Con il rapido sviluppo dell'industria moderna cinese, sono state avviate una dopo l'altra le linee di produzione di cemento con una produzione giornaliera di 2000-4000 tonnellate. Alla fine degli anni '1980, la Cina ha successivamente importato grandi frantoi a martelli da Germania, Danimarca e altri paesi. I martelli con una capacità di supporto di oltre 90 kg devono essere importati dall'estero a causa della mancanza di esperienza di produzione di successo in Cina.

Grande frantoio a martelli dotato di più di 90 kg di peso del martello, forza di impatto ciclico ad alta velocità, le condizioni di lavoro sono pessime e l'acciaio al manganese alto ordinario non può fornire sia alcuna frattura che buona resistenza all'usura. In questo caso, abbiamo studiato i martelli importati dalla Germania e dalla Danimarca da Jidong, Zhujiang e altri cementifici e, combinati con le caratteristiche delle risorse cinesi, abbiamo sviluppato un martello in acciaio al manganese super alto da 90 kg.

Progettazione della composizione chimica del martello in acciaio al manganese

Sulla base delle condizioni di lavoro del martello in acciaio al manganese da 90 kg, il martello deve avere un'elevata tenacità, una buona resistenza all'usura e alla frattura. Allo stesso tempo, in base al proprio peso e allo spessore della sezione grande, viene eseguita la seguente progettazione della composizione.

• Carbonio (C): il carbonio è l'elemento dominante dell'acciaio che influenza varie proprietà. Per fare in modo che l'acciaio abbia un'elevata resistenza, durezza, buona resistenza all'usura e tenacità sufficiente per garantire l'assenza di fratture durante l'uso, w (c) = 0.95% ～ 1.25%.
• Manganese (Mn): un rapporto di carbonio manganese più elevato serve per ottenere una struttura austenitica dopo il trattamento di tempra in acqua. Quando il manganese viene aumentato continuamente sulla base di W (MN) = 13%, sebbene la resistenza e la tenacità dell'acciaio non siano molto migliorate, può ridurre la precipitazione dei carburi nella struttura di sezione spessa e grande, che ha un grande effetto sul miglioramento della tenacità. Pertanto, aggiungendo contemporaneamente la quantità appropriata di cromo nell'acciaio, l'aumento del contenuto di manganese può anche ridurre l'effetto dannoso del cromo sulla promozione della precipitazione del carburo allo stato fuso. Pertanto, il contenuto di manganese nell'acciaio è aumentato al 17% ～ 20%.
• Silicio (Si): il silicio è un contenuto convenzionale, che ha un significativo effetto di rafforzamento della soluzione solida. L'aggiunta di 0.40% ～ 0.80% di silicio serve a disossidare e migliorare le prestazioni del processo di colata. Se il contenuto di silicio viene ulteriormente aumentato, la tenacità dell'acciaio si deteriora.
• Cromo (Cr): l'aggiunta di 2.0% ～ 3.0% di cromo serve a migliorare il carico di snervamento e la resistenza all'usura dell'acciaio. Se il contenuto di cromo è troppo alto, la tenacità dell'acciaio sarà ridotta e le proprietà si deterioreranno.
• Molibdeno (Mo): l'esistenza di una piccola quantità di carburo nell'acciaio è utile per migliorare la resistenza all'usura e la resistenza allo snervamento. Lo scopo dell'aggiunta di 0.20% ～ 0.50% di molibdeno è migliorare la distribuzione e la morfologia del carburo nell'acciaio e migliorare la microstruttura e le proprietà dell'acciaio.
• Fosforo e zolfo (P, S): elementi nocivi nell'acciaio, riducono le proprietà meccaniche dei materiali, aumentano la tendenza alla fessurazione dei getti in fusione e trattamento termico e danneggiano gravemente l'acciaio. Pertanto, w (P) ≤ 0.07%, w (s) ≤ 0.05% devono essere strettamente controllati.

Quindi la composizione chimica di questo martella quanto segue:

• C 0.95% ～ 1.25%
• Mn 17% ～ 20%
• Cr 2% ～ 3%
• Mo 0.2% ～ 0.5%
• Si 0.4% ～ 0.8%
• P ≤ 0.07%
• S ≤ 0.05%

Effetto del processo di trattamento termico sulle proprietà meccaniche e sulla microstruttura

Abbiamo realizzato tre gruppi di campioni sperimentali per tre diverse temperature di trattamento termico da confrontare ：

• Il carburo del martello in acciaio al manganese dopo il trattamento di tempra in acqua a 1050 ℃ si dissolve meno in austenite, con conseguente elevata durezza, bassa resistenza agli urti e resistenza alla trazione, che causeranno la rottura del martello a causa della durezza insufficiente e della bassa resistenza;
• Dopo il trattamento di tempra in acqua a 1150 ℃, la quantità di carburi disciolti nell'austenite è più dovuta all'elevata temperatura di tempra, che si traduce in una bassa durezza, che ridurrà la resistenza all'usura e abbrevierà la durata;
• La resistenza e la tenacità all'urto dell'acciaio al manganese trattato a 1100 ℃ sono migliori di quelle degli altri due gruppi, con maggiore durezza e microstruttura ideale. La ragionevole distribuzione dei carburi nella matrice austenitica è utile per migliorare la resistenza all'usura del materiale. Allo stesso tempo, può mantenere una buona resistenza e tenacità e ha buone proprietà meccaniche complete. Può garantire che il martello funzioni in modo sicuro in cattive condizioni di lavoro.

Sulla base dei risultati del test, scegliamo il 1100 ℃ per eseguire il trattamento di tempra in acqua

Punti chiave del controllo del processo di produzione per il martello in acciaio al manganese

I martelli di oltre 90 kg devono essere sicuri e affidabili nell'uso e avere una buona resistenza all'usura, quindi il processo di produzione deve essere rigorosamente controllato.

sperlano

Questo materiale è adatto per forni ad arco elettrico e forni a induzione a media frequenza, la composizione chimica deve essere rigorosamente controllata, in particolare il contenuto di P, s non deve superare lo standard. Il rottame deve essere pulito e privo di ruggine. La carica del forno e la lega devono essere cotte a una temperatura superiore a 400 ℃ nella fase successiva. La prova di piegatura a freddo deve essere eseguita prima della maschiatura. La temperatura di spillatura deve essere rigorosamente controllata a 1 460 ~ 1 500 ℃.

Casting

Il processo di colata è il versamento verticale e la superficie dello stampo è rivestita con un rivestimento di ossido di magnesio ad asciugatura rapida a base di alcool. Per affinare la grana e migliorare la qualità della superficie, la temperatura di colata deve essere rigorosamente controllata tra 1 430 ℃ e 1 460 ℃.

Trattamento termico

Il trattamento termico è la garanzia per ottenere le migliori prestazioni del materiale e la produzione deve essere eseguita in stretta conformità con il processo (vedi Figura 1).

Figura 1. Trattamento termico con martello in acciaio al manganese da 90 kg

Controllo

Il martello in acciaio al manganese non dovrà presentare difetti di fusione che ne pregiudichino le prestazioni, quali cavità da ritiro, porosità da ritiro, crepe interne ed esterne, ecc. L'ispezione ad ultrasuoni deve essere eseguita una ad una prima di lasciare la fabbrica.

Martello in acciaio al manganese di Qiming Casting®

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