Aplikace středně manganové oceli na vložkách kulového mlýna
Střední manganová ocel byla vyrobena snížením obsahu uhlíku a manganu ve vysoce manganové oceli. Výsledky výzkumu ukazují, že matrice po kalení vodou při teplotách 1050 × 1070 ° C je austenitický karbid (+0 ° W2 třída). Střední manganová ocel, jejíž odolnost proti opotřebení je lepší než u oceli s vysokým obsahem manganu, může splňovat požadavky na pevnost a houževnatost v podmínkách nepracujících silných nárazů.
Od vynálezu oceli s vysokým obsahem manganu RAHadfied v roce 1883 byla ocel s vysokým obsahem manganu široce používána v metalurgii, těžbě, stavebních materiálech a dalších průmyslových odvětvích. Po více než sto letech stále zaujímá důležitou pozici v kovových materiálech odolných proti opotřebení, avšak ocel s vysokým obsahem manganu nebyla silně ovlivněna. Za pracovních podmínek nelze z důvodu nedostatečné kapacity kalení účinně uplatnit jeho odolnost proti opotřebení. Aby se zlepšila odolnost proti opotřebení materiálů odolných proti opotřebení za nepříznivých podmínek nárazu, byla doma i v zahraničí vyvinuta vysoce chromová litina a úspěšně aplikována výroba vložek pro kulové mlýny. Struktura litiny s vysokým obsahem chrómu je martenzit + karbid + zbytkový austenit. Vzhledem k vysoké tvrdosti matrice je její odolnost proti opotřebení vynikající. Avšak kvůli křehkosti karbidů a martenzitu s vysokým obsahem uhlíku ve vysoce chromové litině Large je při použití při určitém nárazu náchylný k odlupování a lomu, což ovlivňuje normální provoz zařízení. Martensit, bainitová ocel a austenitická ocel byly také vyvinuty v Číně pro podmínky bez silného nárazu. Nízká tvrdost a špatná kalitelnost mají za následek prodloužení životnosti. Materiál použitý k výrobě vložky kulového mlýna by měl mít dostatečnou houževnatost, aby se dosáhlo dobré odolnosti proti opotřebení. Úpravou obsahu manganu a uhlíku v austenitické manganové oceli za účelem získání austenitické struktury za normální teploty může středně manganová ocel rychle dosáhnout deformované martenzitické transformace při nárazu zátěže, která splňuje výše uvedené požadavky.
Jeden z našich zákazníků používá kulový mlýn Φ1.5 × 3 m, navrhujeme médium vložky mlýna z manganové oceli které mu pomohou prodloužit provozní životnost vložek mlýna a snížit náklady.
Návrh chemického složení ze střední manganové oceli
1. Teoretický základ
Matrice oceli se středním obsahem manganu je austenitická struktura za normální teploty, ale za podmínek nárazového opotřebení povrchová vrstva deformuje α martenzit a ε martenzit, což znamená, že ocel se středním obsahem manganu má dobrou odolnost proti opotřebení za neintenzivních podmínek nárazu. výkon. Za účelem získání zesíleného martenzitu je složení mangan-uhlík navrženo s počáteční teplotou Ms transformace martenzitu a teplotou Md bodu martenzitu indukovaného deformací, takže bod Ms navržené manganové oceli je nižší než nula stupňů Celsia a Md bod je vyšší než pokojová teplota. Navržená středně manganová ocel má po kalení ve vodě austenitickou strukturu a její austenitická struktura má nízkou stabilitu. Je v kritickém bodě fázových oblastí γ a γ + α. Při rázovém zatížení lze povrchový austenit snadno přeměnit na α-martenzit a ε-martenzit. Díky zesílení martenzitu během používání se zvyšuje pevnost obroušeného povrchu obložení a zvyšuje se tvrdost, aby byly splněny požadavky na odolnost proti opotřebení. Je to stále austenit a splňuje požadavky na houževnatost.
2. Chemické složení
Z důvodu úspory zdrojů vzácných slitin a snížení výrobních nákladů na vložku nepřidává navržená manganová ocel další legující prvky. Podle vzorce:
Ms(℃)=550-361[C]-39[Mn]-35[V]-20[Cr]-17[Ni]-10[Cu]-5[Mo+W]+15[Co]+30[Al]
Ms (℃) ≈-25 ~ -35 ℃
Md (℃) ≥Ms (℃) + (50 + 100) ℃
Chemické složení střední manganové oceli% | ||||||
Prvek | C | Si | Mn | S | P | Re |
Střední manganová ocel | 0.65 1.15 ~ | 0.20 0.80 ~ | 5.50 8.50 ~ | <0.050 | <0.080 | ≤0. 02 |
Proces odlévání středně manganové oceli
Vložka ze střední manganové oceli je vyrobena z písku z vodního skla a smrštění odlitku je 2.2%. Průmyslová výroba se provádí ve 3 t elektrické obloukové peci pomocí oxidačního tavení. Náplní je šrot, železný šrot, ferosilikon (FeSi75) a feromangan (FeMn74). , FeMn78C2.0), po oxidaci, redukci a úpravě složení se ocel vyrábí za podmínky, že struska je bílá struska a chemické složení se testuje, aby bylo v požadovaném rozsahu, a deoxidace je dobrá a teplota roztavené oceli splňuje požadavky. Po konečné deoxidaci hliníku se ocel odlévá a produkt se nalije. Po nalití obložení ze střední manganové oceli se stoupačka jednou znovu naplní. Zkušební blok se nalije uprostřed nalití obložení z manganové oceli. Zkušební blok je vyroben podle požadavků GB / T5680-1998. Je instalován v peci společně s obkladovou deskou ze střední manganové oceli pro tepelné zpracování. Tepelné zpracování využívá proces kalení vodou. Když se obkladová deska ze střední manganové oceli ohřeje na 650 ° C na 50 až 70 ° / h, udržuje se po dobu 2 až 3 hodin a poté 50 až 100 ° / h. Zvyšte teplotu na 1050 ~ 1070 ℃ po dobu 3 ~ 5 hodin, zvyšte udržovací teplotu na 1100 ℃ 10 minut před koncem ohřevu a vstupte do vody. Obložení ze středně manganové oceli je chlazeno vodou po dobu 40 minut a poté vypuštěno z bazénu pro další operace.
Mikrostruktura ze střední manganové oceli a mechanické chování
Mikrostruktura ze střední manganové oceli | ||
Mikrostruktura | Nekovové inkluze | Velikost zrna |
Austenit + karbid kvality 0 ~ W2 | 2 ~ 3 stupně | 2 ~ 4 stupně |
Mechanické chování ze střední manganové oceli | |||
σb / MPa | δ5 /% | αk / (J · cm-2) | HBS |
560 590 ~ | 12 15 ~ | 40 90 ~ | 200 211 ~ |
Zpětná vazba ze středních manganových ocelí
- Snížením obsahu manganu a uhlíku a úpravou shody manganu a uhlíku se získá středně manganová ocel se stabilnější austenitovou strukturou. Jeho složení je: 0.65% až 1.15% C, 5.5% až 8.5% Mn, 0.20% až 0.80% Si, < 0.080% P, < 0.050% S, za nepříznivých rázových podmínek má ocel dostatečnou pevnost a houževnatost, a jeho odolnost proti opotřebení je lepší než u oceli s vysokým obsahem manganu.
- Vyvinutá manganová ocel má stejný výrobní proces jako ocel s vysokým obsahem manganu. Kontrolu kvality lze provádět s ohledem na vysoké standardy související s manganovou ocelí. Výrobní proces je jednoduchý a kvalitu lze stabilně kontrolovat.
- Po kalení vodou při 1050 ~ 1070 ℃ je struktura austenit + 0 ~ karbidy W2. Při stresové mutaci je jeho posilovací schopnost lepší než u oceli s vysokým obsahem manganu.
- Obložení ze střední manganové oceli má pevnost v tahu více než 560 MPa a rázovou houževnatost více než 40 J / cm2. Při použití na kulovém mlýnu Φ1.5 × 3 m se neloupá, nedeformuje, nezlomí a nepracuje bezpečně a spolehlivě. Životnost se zvyšuje o 16%. Propagace a používání mohou přinést dobré ekonomické a sociální výhody.