Cr15高クロム材料仕様
Qiming Castingのワッシャーパドルは鋳造されています Cr15高クロム白鋳鉄これは、マトリックス全体に硬質なM₇C₃クロム炭化物の緻密なネットワークを形成する、実績のある耐摩耗性合金です。この微細構造により、砂洗浄環境特有の滑り摩耗や湿潤腐食に対して優れた耐性を発揮します。
化学組成
各合金元素の役割
炭素(C)— 2.70~3.00% 高炭素含有量は、耐摩耗性を担う硬質相であるM₇C₃クロム炭化物の形成を促進します。この炭素含有量では、炭化物の体積分率が微細構造の約28~32%に達し、パドルの耐用期間全体にわたってシリカ砂に対する持続的な耐摩耗性を発揮します。実際には、これはパドルの切れ味がより長く持続し、交換間隔が延長され、予期せぬダウンタイムが削減されることを意味します。
クロム(Cr)— 14.0~17.0% クロムはこの合金の主要元素です。Cr/C比が5:1以上であれば、低クロム鋳鉄に見られるような軟らかいM₃C炭化物ではなく、M₇C₃(ビッカース硬度:1,800~2,200 HV)として炭化物が析出します。また、クロムは、砂洗浄機の常に湿潤でスラリーが付着した環境下でも腐食を防ぐ不動態表面酸化物を形成します。複数シフトで稼働する操業においては、この耐腐食性こそが、定期メンテナンスの間隔を空けてもパドルの状態を予測可能にする鍵となります。
モリブデン(Mo)— 0.20~0.40% モリブデンは焼入れ性を向上させ、冷却時のパーライト生成を抑制します。その結果、熱処理後のマルテンサイト組織がより均一になり、硬度の向上、耐摩耗性の向上、同一バッチ内の鋳造品間のばらつきの低減が実現します。
ニッケル(Ni)— 0.30~0.60% ニッケルはオーステナイトからマルテンサイトへの変態を安定化させ、硬度を低下させることなくマトリックスの靭性を向上させる。特に、冷却速度が遅いと軟らかく望ましくない変態生成物が生じる可能性がある、厚みのあるパドル部分において、ニッケルは大きな効果を発揮する。
バナジウム(V)— 0.30~0.50% バナジウムは微細なVC炭化物を形成し、これが凝固時の核生成サイトとして機能します。これにより、炭化物全体の粒径と結晶粒径が微細化され、より均一な摩耗面、耐衝撃性の向上、鋳造品全体の寸法精度の向上が実現します。実用的な利点としては、摩耗の進行がより均一になることが挙げられます。つまり、パドルは早期破損の原因となる弱点が生じることなく、均一に劣化します。
チタン (Ti) — 0.08 ~ 0.12% この微量添加レベルでは、チタンは強力な結晶粒微細化剤として作用します。一次炭化物の形態を変化させ、マトリックスの靭性を向上させることで、運転中にパドルが時折衝撃荷重を受けた際の脆性破壊のリスクを低減します。これは、特に大型の岩石や異物が予期せず供給原料に混入する可能性のあるログウォッシャー用途において重要です。
シリコン(Si)— 0.50~0.80% シリコンは鋳造時に溶融金属の脱酸素作用を発揮し、流動性を向上させる。これは複雑な形状のパドルをきれいに充填する上で重要である。また、湿潤環境下での使用において、ある程度の耐食性も提供する。
マンガン(Mn)— 0.60~1.00% マンガンは焼入れ性を向上させ、硫黄と結合してMnS介在物を形成する。これにより、粒界でのFeSの形成が抑制される。FeSは脆化の原因として知られているが、マンガンの添加によって効果的に中和される。
リン(P)≦0.04%、硫黄(S)≦0.04% どちらも残留レベルを低く抑えるように管理されています。リンは脆いリン化物ネットワークを形成し、衝撃靭性を低下させます。硫黄は粒界介在物を形成し、荷重下で鋳造品を弱体化させます。これら両方を厳密に管理することで、バッチごとに一貫した機械的性能が確保されます。
機械的性質
これらの特性は、連続砂洗浄作業において、サービス間隔の延長とトン当たりの処理コストの削減に直接結びつく。