What types of steel/alloys are used in wear-resistant castings?

Obitelji osnovnih legura koje se koriste u odljevcima otpornim na habanje

Ljevaonice odabiru sustav legure na temelju dominantnog mehanizma trošenja s kojim će se dio suočiti, zatim prilagođavaju kemiju i toplinsku obradu za fino podešavanje tvrdoće, žilavosti i korozijskog ponašanja. Donja tablica sažima skupine legura koje se najčešće navode za odljevke otporne na habanje.

Odljevci od bijelog željeza s visokim sadržajem kroma

Bijelo željezo s visokim udjelom kroma referentni je materijal za čisto abrazivno trošenje jer njegova mikrostruktura sadrži guste kromove karbide M7C3 ugrađene u martenzitnu matricu. Sadržaj kroma između 15 i 26 posto proizvodi karbide koji se odupiru žljebljenju pijeska, rude ili cementnog agregata mnogo bolje od običnog ugljičnog čelika. Cilindri za mljevenje i košuljice bubnja često se lijevaju u ovoj leguri, budući da karbidna mreža održava habajuće površine netaknutima tijekom tisuća radnih sati. Toplinska obrada destabilizacijom i kaljenjem koristi se za pretvaranje zadržanog austenita u martenzit, što povećava površinsku tvrdoću, a da odljev nije dovoljno krhak da pukne pod normalnim radnim opterećenjima.

Ni-tvrdi odljevci od lijevanog željeza

Ni-tvrdo željezo dodaje nikal za suzbijanje stvaranja mekog perlita tijekom hlađenja, dopuštajući matrici da se transformira izravno u martenzit čak iu debelim dijelovima. Ovo daje Ni-Hard odljevcima povoljnu ravnotežu između tvrdoće, cijene lijevanja i obradivosti u usporedbi sa željezom s visokim sadržajem kroma. Noževi mješalice za beton uobičajena su primjena od Ni-Hard materijala, budući da materijal podnosi mješovitu abraziju i lagani udar agregata, pijeska i cementne paste. Vrste materijala kao što je AS2027 NiCr4 široko su specificirane jer kombiniraju vijek trajanja s dosljednošću dimenzija potrebnim za zamjenske dijelove pričvršćene vijcima.

Čelični odljevci s visokim sadržajem mangana

Čelik s visokim sadržajem mangana, također poznat kao Hadfield čelik, ponaša se drugačije od dvije gore navedene obitelji željeza. U svom lijevanom stanju relativno je mekan i žilav, ali ponovljeni udar uzrokuje otvrdnjavanje površinskog sloja kroz dvostruku deformaciju, povećavajući površinsku tvrdoću dok jezgra ostaje duktilna. Podaci iz industrije pokazuju da ovaj mehanizam može pružiti otprilike 25 puta veću otpornost na habanje u usporedbi s netretiranim ugljičnim čelikom nakon što površina potpuno očvrsne. To čini čelik s visokim sadržajem mangana standardnim izborom za čeljusti drobilice, čekiće i udarne ploče gdje je iznenadno udarno opterećenje, a ne postupna abrazija, dominantan način kvara.

Usklađivanje odabira legure s mehanizmom trošenja

Odabir legure isključivo na temelju tvrdoće može dovesti do preranog pucanja ili pretjeranog troška. Pouzdaniji pristup je prvo klasificirati radno okruženje, zatim uskladiti obitelj legura i, gdje je potrebno, površinsku obradu.

Proces lijevanja i njegov učinak na svojstva legure

Sastav legure određuje teoretski vijek trajanja odljevka, ali proces lijevanja određuje hoće li se taj potencijal ostvariti. Centrifugalno lijevanje često se primjenjuje na cilindrične potrošne dijelove kao što su bačve i valjci za mljevenje, jer rotacijsko skrućivanje pakira gušći metal prema vanjskoj stijenci, gdje je otpornost na trošenje najvažnija, dok poroznost i lakši uključci migriraju prema provrtu. Statičko lijevanje u pijesak ostaje uobičajeno za nepravilne oblike kao što su lopatice miješalice i vodeće ploče, gdje precizna košara za lijevanje ili kalup za ljusku kontroliraju točnost dimenzija za dijelove koji moraju odgovarati postojećoj opremi bez prerade. Kontrolirane brzine hlađenja nakon lijevanja jednako su važne, budući da brzo ili neravnomjerno hlađenje može zarobiti zadržani austenit u željezu s visokim udjelom kroma, ostavljajući odljevak mekšim od projektirane tvrdoće dok se ne primijeni odgovarajuća destabilizacijska toplinska obrada.

Raspon proizvoda za odljevke otporne na habanje

Sljedeće komponente ilustriraju kako se različite obitelji legura primjenjuju na opremu za mljevenje, miješanje i kontrolu protoka, od cilindara za mljevenje s visokim udjelom kroma do oštrica miješalice od tvrdog nikla.

Cilindri za mljevenje High Chromium Alloy

Grinding Barrels High Chromium Alloy

Gas Valve Disc 42CrMo čelik

Flow Guide Plate 42CrMo čelik

Mixer Wear Blades Ni-tvrdo lijevano željezo

Provjera kvalitete za odljevke otporne na habanje

Budući da učinak legure uvelike ovisi o mikrostrukturi, samo vizualni pregled ne može potvrditi otpornost na trošenje. Pouzdani dobavljači provjeravaju odljevke kombinacijom metoda.

Održavanje i popravak istrošenih odljevaka od legura

Produljenje životnog vijeka odljevka otpornog na habanje obično košta manje od pune zamjene, pod uvjetom da metoda popravka odgovara leguri i opsegu oštećenja.

• Surface Cladding: Plazma raspršivanje ili lasersko oblaganje regenerira tvrdi površinski sloj na istrošenim područjima i vraća točnost dimenzija.
• Popravak zavarivanjem: Alkalne šipke s niskim udjelom vodika uz predgrijavanje i sporo hlađenje, održavajući temperaturu zavara blizu 250 do 300 stupnjeva Celzijusa, čuvaju svojstva stvrdnjavanja osnovnog materijala.
• Machining and Polishing: Manja istrošenost se uklanja tokarenjem ili brušenjem, nakon čega slijedi ponovna obrada radi vraćanja izvorne tvrdoće.
• Direct Replacement: Dijelovi s udarnim pukotinama ili pucanjem velike površine zamjenjuju se odmah umjesto da se prerađuju, izbjegavajući mikrostrukturnu degradaciju koju može uzrokovati ponovljena toplinska obrada.

Iznad otpornosti na trošenje: Komponente peći na visokim temperaturama

Mnoga postrojenja koja koriste opremu otpornu na habanje također pokreću linije toplinske obrade, pa je vrijedno zapaziti povezane odljevke od legura koji se koriste u tim sustavima. Radijacijske toplinske cijevi, valjci za peći i valjci za peći za kontinuirane linije peći obično se lijevaju u legurama Cr-Ni otpornim na toplinu, a ne u gore opisanim habajućim legurama, budući da je njihov glavni izazov oksidacija i puzanje na visokoj temperaturi, a ne abrazija. Uređaji za toplinsku obradu, uređaji za toplinsku obradu za zavarivanje, bazne posude za toplinsku obradu i košare za precizno lijevanje nose izratke kroz peć i moraju biti otporni na toplinski zamor tijekom ponovljenih ciklusa. Komponente kao što su Ipsen lopatica ventilatora, stupovi peći, tračnice i valjci AFC peći, AFC glava potiskivača, valjak ložišta za peć s trakom od lijevanih karika i lančana ploča za peć za lančano lijevanje zaokružuju učvršćenje i sustav prijenosa unutar kontinuiranih peći. Tamo gdje se ovi sustavi također susreću s abrazijom od čestica, kao na primjer u zonama opterećenja, često se dodaju obloge otporne na habanje od legure s visokim sadržajem kroma ili Ni-Hard legure kako bi se zaštitila temeljna struktura.

Odabir dobavljača odljeva otpornih na habanje

Osim odabira legure, iskustvo dobavljača utječe na dosljednost u proizvodnim serijama. Ljevaonice koje kontroliraju kemiju taline, cikluse toplinske obrade i inspekciju nakon lijevanja imaju tendenciju isporučivati ​​odljevke s predvidljivijim radnim vijekom. Zahtjev za materijalne certifikate, izvješća o ispitivanju tvrdoće i, gdje je relevantno, zapise o ispitivanju bez razaranja prije velikih narudžbi pomaže potvrditi da isporučena legura odgovara specifikaciji, a ne oslanjati se samo na nazive nazivnih razreda.