Gjutningsklasser i kromstål
Normalt klasser av gjutning av kromstål enligt följande:
- Nickel-krom (Ni-Cr) vita gjutjärn
- Krom-molybden (Cr-Mo) vita gjutjärn
- De högkroma vita gjutjärnen (HCWCI)
Nickel-krom (Ni-Cr) vita gjutjärn
Nickel-krom (Ni-Cr) järn innehåller Ni och Cr. Ni-Cr vita gjutjärn, som är legerade med låg kromhalt innehåller 3-5 viktprocent. % Ni och 1-4 viktprocent % Cr, med en legeringsmodifiering som innehåller 7 - 11 viktprocent. % Cr. Varumärket Ni-Hard typ 1 - 4 identifierar dem normalt. Krom vid lägre koncentrationer (<2-3%) har liten eller ingen effekt på härdbarhet, eftersom det mesta av krom är bunden i karbiderna.
Ni-Cr vita strykjärn är också kända som martensitiska vita gjutjärn och de martensitiska Ni-Cr vita gjutjärnen konsumeras i stora mängder vid gruvdrift, såsom kulkvarnar och slipkulor. Ni är det primära legeringselementet eftersom det vid nivåer av 3.0 till 5.0% är effektivt för att undertrycka omvandlingen av den austenitiska matrisen till perlit, vilket säkerställer att en hård martensitisk struktur (vanligtvis innehåller betydande mängder kvarhållen austenit) kommer att utvecklas vid kylning i formen. Cr ingår i dessa legeringar, i nivåer från 1.4 - 4.0%, för att säkerställa att strykjärn stelnar karbider (M3C-typ), det vill säga för att motverka grafitiseringseffekten på Ni.
Slitstarka strukturer som innehåller eutektiska blandningar av austenit och karbider kan erhållas i tunna och tjocka sektionsstorlekar oberoende av användning av frossa. Det är möjligt att erhålla spår av grafit i tjockare sektioner eller när högre nivåer av kol och kisel används. Uteslutande av dessa omständigheter är den dominerande mikrostrukturen av Ni-hårdjärn en sammansatt av en järnmatris omgiven av hårdmetallkarbider.
Närvaron av 3 - 5 viktprocent. % Ni tillåter eutektisk austenit att nå martensitens starttemperatur (Ms) obehindrat av bildandet av perlit. Ingen transformation är perfekt och gjuten Ni-hårdjärnmikrostruktur kommer att innehålla en blandning av austenit och martensit. Om gjutningen har varierande tjocklek kan tjockare sektioner innehålla spår av perlit. Från denna diskussion är det uppenbart att det är ganska svårt att göra förutsägelser om gjutningens slitageprestanda, som är baserad på inledande kemi, med liten eller ingen kunskap om dimension eller termisk historia.
För applikationer som kräver hög styrka, hårdhet och slitstyrka är Ni-Hard gjutjärn bland det effektiva materialet som finns tillgängligt. Gjutgods av Ni-järn har visat sig enastående i en rad svåra applikationer, inklusive arbetsvalsar för fräsning av hett stål. Gjutjärn med hög krom och höghastighetsstållegering används också i stor utsträckning i stålverk och Ni-hårdjärn används vanligtvis i efterbehandlingsställ. Den optimala sammansättningen av Ni-Cr vit gjutjärnslegering beror på de mekaniska egenskaper som krävs för driftsförhållandena och gjutningens dimensioner och vikt. Ni-Cr vita gjutjärn har visat sig vara mycket kostnadseffektiva material som används för krossning och slipning.
De dominerande egenskaperna hos Ni-Hard-järn är att deras höga hållfasthet och seghet kan uppnås vid värmebehandling vid relativt låga temperaturer. Låga temperaturer för värmebehandling är gynnsamma för stora gjutgods som inte är lämpliga för värmebehandling vid högre temperaturer och är benägna att spricka. Av alla nötningsbeständiga strykjärn produceras Ni-Hard i det största tonnaget för en mängd olika mineralbearbetningsindustrier. Ni-hårdjärns låga kostnader beror på dess låga legeringsinnehåll, dess förmåga att gjutas i olika former och dess höga hårdhet i gjutet tillstånd. Dess höga hårdhet är det som tydligt skiljer den från pärlitiska nötningsbeständiga gjutjärn. Hög hårdhet härrör från bildandet av martensit kontra pärlit i gjutet tillstånd. Denna metallurgiska förskjutning är resultatet av Ni-hårdjärns höga Ni-innehåll.
I klass I typ A kräver gjutningarna i applikationer maximalt nötningsbeständighet, såsom askrör, uppslamningspumpar, rullhuvuden, muldäck, koksdelar, klassificeringsapparater etc. Typ B rekommenderas för applikationer som kräver mer hållfasthet och med måttlig slag , såsom krossplattor, krossar i konkross och pulveriserande pinnar. Klass I typ D, Ni-hård typ 4, har en högre styrka och seghet och används därför för de allvarligare applikationer som motiverar dess extra legeringskostnader. Det används vanligtvis för pumpar med voluter som hanterar slipande uppslamningar och kolpulveriseringsbordssegment och däck.
Klass I-legering av typ C (Ni-Hard 3) är speciellt utformad för produktion av slipkulor. Denna klass är både sandgjuten och kylgjuten, kylgjutning har fördelen av lägre legeringskostnader, viktigare, ger en 15 - 30% förbättring under 8 timmar vid 260 - 315 ℃. Det finns två allmänna typer som innehåller 4% Ni-2% Cr och 6% Ni-8% Cr. Båda har en struktur av järn och kromkarbider i en matris av martensit och bainit, men materialet med högre legeringsinnehåll har en typ av hårdmetall som är diskontinuerlig och ger större slag- och korrosionsbeständighet, dvs. M7C3-typ av hårdmetall. Dessa strykjärn kan användas som gjutna, men värmebehandling förbättrar hårdheten och motståndet mot sprickor och spalning på ytan.
Krom-molybden (Cr-Mo) vita gjutjärn
Dessa järn är för slitstyrka och krom-molybden (Cr-Mo) järn (klass II i ASTM A532) innehåller 11 - 23 vikt. % Cr, upp till 3 viktprocent % Mo och legeras ofta med Ni eller Cu. De kan levereras antingen som gjutna med en austenitisk eller austenitisk-martensitisk matris eller värmebehandlas med en martensitisk matrismikrostruktur för maximal nötningsbeständighet och seghet. De anses vanligtvis vara de svåraste av alla kvaliteter av vitt gjutjärn. Jämfört med de nedre legerade Ni-Cr vita strykjärnen är eutektiska karbider hårdare och kan värmebehandlas för att uppnå gjutgods med högre hårdhet. Mo, liksom Ni och Cu vid behov, tillsätts för att förhindra perlit och för att säkerställa maximal hårdhet.
Vita gjutjärn med hög kromhalt (HCWCI)
Slitage är ett betydande problem i många branscher och utbyte av slitna delar kan leda till avsevärda kostnader till följd av kostnaden för ersättningskomponenter, arbetskraft och förlust av produktionstid och minskad produktivitet från kapitalutrustning. För att minimera dessa kostnader och därmed sammanhängande driftstopp för utrustning används slitstarka material ofta i miljöer med hög slitage. En av de vanligaste grupperna av material för slitstyrka är högkroma vitgjutjärn (HCWCI) -legeringar.
HCWCI genomgår flera stelningsreaktioner och ett antal olika halvledartransformationsreaktioner vid kylning till rumstemperatur under återuppvärmning till en förhöjd temperatur under solidustemperaturer. Följaktligen bildas ett antal olika faser i HCWCI som påverkar materialets mekaniska egenskaper och livslängd.
Järnen under denna rubrik har det högsta Cr-innehållet i den höglegerade vita gjutjärnsfamiljen. High Cr ger dessa strykjärn bra slitstyrka, korrosionsbeständighet, slaghållfasthet och härdbarhet. Motståndet mot korrosion och nötande slitage och slitage vid förhöjd temperatur förbättras också anmärkningsvärt [16]. Klass I och II av högkroma vita strykjärn är överlägsna i nötningsbeständighet och används effektivt i pumphjul och spån, pumphjulblad och foder för kortblästringsutrustning och raffineringsskivor i massaffinaderier.