Mangan stålstøbning

Støbegods i manganstål

Qiming Machinery er et af de berømte støberier af manganstål i Kina. Der er mere end 12,000 tons sliddele af manganstålstøbning, der er støbt i vores støberi. Disse sliddele af støbt manganstål inkluderer:

• Dele til knuser
• Shredder sliddele
• Forklæde Feeder Pan
• Mølleforinger
• Andre sliddele af mangan

Alle Qiming Machinery's sliddele af manganstålstøbning understøttes af ISO9001: 2015 kvalitetskontrolsystem. Sammenlignet med andet manganstålstøberi har Qiming Machinery følgende fordele:

• Tilgængelig støbevægt fra 5 kg til 12000 kg;
• Tre produktionslinjer kan bruges. Sandstøbning produktionslinje mistet skumstøbning produktionslinje og V metode støbning produktionslinje;
• Vores støberi har bestået ISO9001: 2018 kvalitetskontrolsystem;
• Stabil kvalitet med den passende pris;
• Professionelle ingeniører leverer målingstegninger og designprodukter.

Produkter

Hvad er manganstål?

Manganstål, også kaldet Hadfield-stål eller mangalloy, er en stållegering indeholdende 12-14% mangan. Stålet er kendt for sin høje slagstyrke og modstandsdygtighed over for slid i sin hærdede tilstand, og det beskrives ofte som det ultimative arbejdshærdende stål.

Historie

• I 1882-året Robert Hadfield Mn14 mangan stål;
• I midten af ​​det 20. århundrede designede USA Climax mellemstort manganstål;
• I midten af ​​det 20. århundrede frem til nu udvikles højt mangan og superhøjt manganstål.

I Kina er det GB / T 5680-2010-standarden.

Grade	Kina GB / T 5680-2010 Standard kemisk sammensætning%
	C	Si	Mn	P	S	Cr	Mo	Ni	W
ZG120Mn7Mo1	1.05-1.35	0.3-0.9	6-8	≤ 0.060	≤ 0.040	-	0.9-1.2	-	-
ZG110Mn13Mo1	0.75-1.35	0.3-0.9	11-14	≤ 0.060	≤ 0.040	-	0.9-1.2	-	-
ZG100Mn13	0.90-1.05	0.3-0.9	11-14	≤ 0.060	≤ 0.040	-	-	-	-
ZG120Mn13	1.05-1.35	0.3-0.9	11-14	≤ 0.060	≤ 0.040	-	-	-	-
ZG120Mn13Cr2	1.05-1.35	0.3-0.9	11-14	≤ 0.060	≤ 0.040	1.5-2.5	-	-	-
ZG120Mn13W1	1.05-1.35	0.3-0.9	11-14	≤ 0.060	≤ 0.040	-	-	-	0.9-1.2
ZG120Mn13Ni3	1.05-1.35	0.3-0.9	11-14	≤ 0.060	≤ 0.040	-	-	3-4	-
ZG90Mn14Mo1	0.70-1.00	0.3-0.6	13-15	≤ 0.070	≤ 0.040	-	1.0-1.8	-	-
ZG120Mn17	1.05-1.35	0.3-0.9	16-19	≤ 0.060	≤ 0.040	-	-	-	-
ZG120Mn17Cr2	1.05-1.35	0.3-0.9	16-19	≤ 0.060	≤ 0.040	1.5-2.5	-	-	-
Bemærk: Accepter sammenføj element V, Ti, Nb, B, Re

 

I USA er det ASTM A128-standarden.

Grade		C	Si	Mn	P ≤	Cr	Ni	Mo
ASTM	UNS
A	J91109	1.05 ~ 1.35	≤ 1.00	≥11.0	0.07	-	-	-
B-1	J91119	0.9 ~ 1.05	≤ 1.00	11.5 ~ 14.0	0.07	-	-	-
B-2	J91129	1.05 ~ 1.2	≤ 1.00	11.5 ~ 14.0	0.07	-	-	-
B-3	J91139	1.12 ~ 1.28	≤ 1.00	11.5 ~ 14.0	0.07	-	-	-
B-4	J91149	1.2 ~ 1.35	≤ 1.00	11.5 ~ 14.0	0.07	-	-	-
C	J91309	1.05 ~ 1.35	≤ 1.00	11.5 ~ 14.0	0.07	1.5 ~ 2.5	-	-
D	J91459	0.7 ~ 1.3	≤ 1.00	11.5 ~ 14.0	0.07	-	3.0 ~ 4.0	-
E-1	J91249	0.7 ~ 1.3	≤ 1.00	11.5 ~ 14.0	0.07	-	-	0.9 ~ 1.2
E-2	J91339	1.05 ~ 1.45	≤ 1.00	11.5 ~ 14.0	0.07	-	-	1.8 ~ 2.1
F	J91340	1.05 ~ 1.35	≤ 1.00	6.0 ~ 8.0	0.07	-	-	0.9 ~ 1.2

Manganståls evne til at hærde fra stødbelastning sammen med sin enestående sejhed gør det til det bedste valg af slidmateriale til mange krævende anvendelser. Så manganstål bruges i vid udstrækning i industriens sliddele.

• Knuser sliddele, som inkluderer kæbeflade, kegleknusemantler, kegleknuserskålforinger, gyratorisk knusemantler og nogle kindplader;
• Mineskovle bærer dele, der inkluderer trackpads;
• Shredder sliddele, som inkluderer makuleringshammer, makuleringsrist og makuleringsambolte;

Forskellige elementer har forskellige funktioner og effekter i sliddele af manganstålstøbning.

Kulstofelement. Kulstof er et af de to vigtigste elementer i manganstål sammen med mangan. Manganstål er en overmættet opløsning af kulstof. For de fleste standardkvaliteter af manganstål er kulstof og mangan i et omtrentligt forhold på Mn / C = 10. Disse stål er derfor typisk 12% Mn og 1.2% C. Dette forhold blev hovedsageligt oprettet ved tidlige begrænsninger af stålfremstilling, og det faste forhold har ingen reel betydning. Forøgelse af kulstofindholdet øger flydespændingen og sænker duktiliteten. Se følgende billede for virkningerne af stigende kulstofindhold på egenskaberne af 13% manganstål.

De fleste manganstål anvendes i slibning med grober og slid, så producenterne prøver at maksimere kulstofindholdet. Praktiske grænser findes, og da kulstofindholdet overstiger 1.3%, revner og uopløste korngrænsecarbider bliver mere udbredt. De førsteklasses kvaliteter af manganstål, dem med højt manganindhold, har skubbet den øvre kulstofgrænse godt over 1.3%.

Manganelement. Mangan er en austenitstabilisator og muliggør denne familie af legeringer. Det sænker austenit- til ferritransformationstemperaturen og hjælper derfor med at fastholde en fuldt austenitisk struktur ved stuetemperatur. Legeringer med 13% Mn og 1.1% C har starttemperaturer for martensit under -328 ° F. Den nedre grænse for manganindhold i almindeligt austenitisk manganstål er næsten 10%. Stigende manganniveauer har tendens til at øge opløseligheden af ​​nitrogen og brint i stålet. Premiumlegeringer med højere kulstofindhold og yderligere legeringselementer findes med manganniveauer fra 16-25% mangan. Disse legeringer er beskyttet af deres producent.

Silikone Element. Specifikationsindholdet af silicium i højt manganstål er 0.3% ～ 0.8%. Silicium vil reducere opløseligheden af ​​kulstof i austenit, fremme carbidudfældning og reducere slidstyrke og slagfasthed af stål. Derfor bør siliciumindholdet kontrolleres ved den nedre specifikationsgrænse.

Fosfor Element. Specifikationsindholdet af højt manganstål er P ≤ 0.7%. Ved smeltning af højt manganstål på grund af det høje fosforindhold i ferromangan er fosforindholdet i stål generelt højt. Fordi fosfor reducerer stødets hårdhed og gør støbningen let at revne, bør fosforindholdet i stål reduceres så meget som muligt.

Svovlelement. Specifikationen af ​​højt manganstål kræver S ≤ 0.05%. På grund af det høje manganindhold kombineres det meste af svovl og mangan i stålet med hinanden for at danne mangansulfid (MNS) og komme ind i slaggen. Derfor er svovlindholdet i stålet ofte lavt (generelt ikke mere end 0.03%). Derfor er den skadelige virkning af svovl i højt manganstål højere end fosfor.

Chrom-element. Krom bruges til at øge trækstyrken og strømningsmodstanden for manganstål. Tilføjelser på op til 3.0% bruges ofte. Krom øger løsningsglødet hårdhed og mindsker hårdheden af ​​manganstål. Krom øger ikke det maksimale hårdhedsniveau for arbejde eller belastningshærdningshastigheden. Krombærende kvaliteter kræver højere varmebehandlingstemperaturer, da chromcarbider er sværere at opløse i opløsning. I nogle applikationer kan krom være gavnligt, men i mange applikationer er der ingen fordel ved at tilføje krom til manganstål.

Molybdæn element. Molybdæn-tilføjelser til manganstål resulterer i flere ændringer. For det første sænkes martensitens starttemperatur, hvilket yderligere stabiliserer austeniten og forsinker carbidudfældningen. Dernæst ændrer molybdæn-tilsætninger morfologien for de carbider, der dannes under genopvarmning, efter at materialet har fået en opløsning. Korngrænsefilm af acikulære carbider dannes typisk, men efter tilsætning af molybdæn samles carbiderne, der udfældes, og dispergeres gennem kornene. Resultatet af disse ændringer er, at stålets sejhed forbedres ved tilsætning af molybdæn. En anden fordel ved tilføjelser af molybdæn kan forbedres som støbte mekaniske egenskaber. Dette kan være en reel fordel under støbeproduktion. I højere kulstofkvaliteter øger molybdæn tendensen til begyndende fusion, så der skal udvises forsigtighed for at undgå dette, da de resulterende mekaniske egenskaber reduceres kraftigt.

Nikkel Element. Nikkel er en stærk austenitstabilisator. Nikkel kan forhindre transformation og hårdmetaludfældning selv ved reducerede kølehastigheder under slukning. Dette kan gøre nikkel til en nyttig tilføjelse i produkter, der har tunge sektionsstørrelser. Stigende nikkelindhold er forbundet med øget sejhed, et let fald i trækstyrke og har ingen indflydelse på flydestyrken. Nikkel bruges også til svejsning af fyldmaterialer til manganstål for at tillade, at det deponerede materiale er frit for carbider. Det er typisk at have lavere kulstofniveauer i disse materialer sammen med det forhøjede nikkel for at producere det ønskede resultat.

Aluminium Element. Aluminium bruges til at afgifte manganstål, hvilket kan forhindre pinhole og andre gasfejl. Det er typisk at bruge tilsætninger på 3 kg / ton i skovlen. Stigende aluminiumindhold mindsker de mekaniske egenskaber for manganstål, mens det øger skørhed og varmrivning. I praksis tilrådes det at holde aluminiumrester relativt lave for de fleste manganstålkvaliteter.

Titanium element. Titanium kan bruges til at afoxide manganstål. Derudover kan titan binde nitrogengas i titanitrider. Disse nitrider er stabile forbindelser ved stålfremstillingstemperaturer. Når kvælstof er bundet, er det ikke længere tilgængeligt for at forårsage stifthulning i støbningen. Titanium kan også bruges til at forfine kornstørrelsen, men effekten er minimal i tungere sektioner.

Funktionsspecifikationer

Standard manganstål er Mn13. Efter anti-slidbehandling kan materialets overflade nå 500-550 Brinell-hårdhed, fortsætte med at opretholde intern fleksibilitet, minimere overfladefriktion, kan svejses med højt manganstål eller lignende materialer, kan skæres af acetylenbrænder, ikke-magnetisk osv.

Teknisk parameter

Fysiske parametre	data	Element	(%)
Udbytte styrke	60,000-85,000 psi	Mn	12.0-14.0
Trækstyrke	120,000-130,000 psi	C	1.00-1.25
forlængelse	35% -50%	Si	≤ 0.60
Hårdhed	230-255 mia	P	≤ 0.05
Maks hårdhed	550 bhn	S	≤ 0.04
Magnetic	ingen	Fe	85.0-88.0

Raffinering: For at forbedre kvaliteten af ​​smeltet stål anvendes den sekundære raffineringsproces mere og mere bredt. Siden 1980'erne er det også blevet brugt til produktion af højt manganstål. Efter raffinering reduceres indeslutningerne, fordelingen forbedres, og styrken øges fra 657mpa til 834mpa, og slidstyrken kan også øges med 30%.

Affjedringsstøbning: hældningstemperatur har stor indflydelse på egenskaberne ved højt manganstål. Producenter har ofte stor ovnkapacitet, lang hældningstid og vanskelig temperaturkontrol. Selvom der træffes forskellige foranstaltninger, kan ulemperne ved grove korn ikke undgås. Det undersøges, at 2% ～ 3% (størrelse på 0.15 ～ 0.3 m) jernpulver eller en blanding af ferromanganpulver og jernpulver tilsættes kontinuerligt med smeltet stål under hældning. Det fungerer som internt kølejern og øger krystallisationskernen, forbedrer egenskaberne ved højt manganstål og øger slidstyrken med 30% ～ 50%. Dog skal man være opmærksom på at mindske stålets fluiditet efter tilsætning.

Overflade legering: For at forbedre slidstyrke og gemme legeringselementer kan metoden til at tilføje legering på overfladen nå formålet. De specifikke forholdsregler er at børste legeringsbelægning på formens overflade, drysse manganjernpulver eller støbejernplade af pindlegering, smelte og svejse disse materialer efter hældning af smeltet stål, hvilket forbedrer støbegodsens ydeevne. Nu bruges den kromholdige elektrode til overfladesvejsning på højt manganstål for at forbedre overfladeydelsen af ​​støbegods. Høj slidstyrke, højt krompulverblokoverfladevirkning er også meget god.

Eksplosiv hærdning: det er ikke ideelt at styrke højt manganstål ved at rulle og skyde peening. Det høje tryk på 3 × 107 kpa produceret af eksplosionen på meget kort tid gør overfladen af ​​højt manganstål 40 ~ 50 mm hærdet lag, hårdheden af ​​det hærdede lag når hb300 ~ 500, flydestyrken af ​​overfladelaget kan øges to gange, og slidstyrken kan øges med 2%. Denne metode er den mest effektive metode til standardhøjt manganstål.

Som hærdningsbehandling af støbt vand: efter størkning af højt manganstål anvendes spildvarme til behandling af vandhærdning over 960 ℃, hvilket kan reducere overfladeafkolning, forkorte produktionscyklussen og spare energi. Denne metode kan bruges til små og mellemstore støbegods med vægtykkelse. Tangshan cementmaskiner anlæg anvendte denne metode, når man støbte en høj manganstålforplade med metalskimmel, men vandindgangstemperaturen skal kontrolleres omhyggeligt.

Nedbør forstærkning: efter vand hærdning behandling af standard høj mangan stål, er det ikke egnet til genopvarmning. Efter tilsætning af legeringselementer kan udfældningsstyrkende varmebehandling bruges til at styrke matrixen af ​​højt manganstål, og spredte granulære carbider fordeles på matricen for at forbedre slidstyrken.

Til tilstanden med slidstærk slid ved slag:

højt manganstål fungerer ikke grundlæggende ved hærdning. På grund af den lille slagkraft og et lavt krav til materialets sejhed kan materialer med høj original hårdhed vælges, såsom lufttransport og hydraulisk transmissionsrørledning, som kan være lavet af basaltstøbt sten. For den anden og tredje beholder af cementfabrik er slibemediet lille, og slagkraften er lille, så der kan vælges de skøre slidstærke materialer såsom lavkromstøbejern, højchromstøbejern og endda hvidt støbejern. Levetiden for manganstål kan øges med 1-4 gange.

Ved slidende slidforhold med lav slagkraft:

Selvom højt manganstål kan producere hærdning, er dets hårdhed meget lav. På grund af den lave slagkraft kan højt kulstofhøjt manganstål, mellemstort manganstål, bainitisk stål, lavlegeret martensitstål og bainit duktilt jern vælges. For eksempel til foringspladen (nr. 1 bin) i den store mølle kan levetiden for legeringen martensitisk stål zg42crmnsi2mo øges med 2-3 gange uden deformation. Især nu populariserer slibemediet i cementslibning gradvist brugen af ​​højkromstøbt kugle, som ikke svarer til hårdheden af ​​højt manganstålforingsplade godt, hvilket fremskynder deformationen af ​​foringspladen og reducerer levetiden, hvilket viser nødvendigheden af udskiftning af højt manganstål. Ved knusing af materialet med Proctor-hårdhed f ≤ 12 kan levetiden på 400 × 600 kæbeknuseplader af mellemlegeret martensitisk stål øges med 20% ～ 50%, og jernskrot i det knuste materiale kan suges ud til forbedre materialets renhed, hvilket er gavnligt for at øge hvidheden af ​​hvid cement og reducere den lille jernoxidhule af kiselsten. Derudover kan den lille knuserhammer være lavet af stål med en bestemt sejhed på 12 kg.

Ved slidforhold med medium slag:

For eksempel, når stødsenergien er 4J, svarer det til at knuse malmen med F = 12-14. Martensitisk stål og modificeret højt manganstål med bedre sejhed kan vælges til gearplade, og deres slidstyrke øges med 20% - 100% sammenlignet med højt manganstål. Vi bruger også højt manganstål og sammensat tandplade med højt kromstøbt stål til at knuse granit. Levetiden for manganstål øges med 2.5 gange.

For slidende slidforhold ved stærke slag:

når stødsenergien er større end 5J, og malmhårdheden er f = 16-19, er sikkerhed eller slidstyrke for martensitisk stål, da tandplade eller foringsplade ikke er nok, og der er stadig brug for højt manganstålseriemateriale. For eksempel er slidstyrken på φ 200 kegleknuser ca. 50% højere end standardhøj manganstål ved anvendelse af krom og titanmodificeret højmanganstål til at knuse f = 17-19 malm. Ved knusning af f = 12-14 malm øges slidstyrken med 70% - 100%, hvilket betyder, at slidstyrkegabet mellem de to er indsnævret i tilfælde af stærk slagslid. Det er muligt, at deres hærdningshastigheder under ensartet påvirkning er ens. Den oprindelige hårdhed af det modificerede høje manganstål er højere, og overfladehårdheden af ​​det modificerede høje manganstål forbliver høj og når omkring hv700, mens standardhøj manganstål er mere end hv600 efter hærdning, men hårdhedsforskellen er mindre end det under moderat slag, hvilket resulterer i slidstyrkeforskellen også reduceret. Ultrahøjt manganstål kan bruges til at sikre normal drift af nogle store hamre under stærk påvirkning. Når hårdheden af ​​malm f ≤ 14, er levetiden for martensitisk stål med lavt legering ca. 50% højere end for standardhøj manganstål. For malm med hårdhed f> 14 anvendes standardhøjt manganstål stadig i Kina. Produktionen og brugen af ​​modificeret højt manganstål påvirkes på grund af dets høje råvarepris, den komplekse produktionsproces og de strenge krav. I fremmede lande er martensitisk stål det første valg af foringsmateriale, og derefter anvendes gummiforing i vid udstrækning. Dens levetid kan øges med 1-5 gange sammenlignet med standardhøjt manganstål, og strømforbruget, kugleforbruget, møllestøj og arbejdsintensitet under vedligeholdelse reduceres også. Kinas gummiproduktionsindustri udvikler dette produkt.

Manganståls unikke slidstærke egenskaber gør det i bedste fald også meget vanskeligt at bearbejde. I de tidlige dage med produktion af manganstål blev det anset for ikke at blive bearbejdet, og slibning blev brugt til at forme delene. Nu med moderne skæreværktøjer er det muligt at dreje, bore og fræse manganstål. Manganstål
maskinligner ikke andet stål og kræver typisk værktøj, der er lavet med en negativ rivevinkel. Derudover giver relativt lave overfladehastigheder med store skæredybder de bedste resultater. Dette arrangement producerer høje skærekræfter, og udstyret og værktøjet skal være robust til at modstå disse kræfter. Ethvert snak af værktøjet kan føje til hærdningen af ​​den overflade, der bearbejdes. Mest skæring udføres typisk uden nogen form for smøring. Under bearbejdningen af ​​mangan er det vigtigt kontinuerligt at fjerne den arbejdshærdede zone med det næste snit. Små efterbehandlingssnit eller værktøjssnak vil få hårdheden til at bygge og fremstille
den resterende overflade næsten ikke kan bearbejdes.

Ideelt set vil varmebehandlet manganstål have en fuldt homogeniseret finkornet austenitisk mikrostruktur. Kornstørrelsen er en funktion af hældningstemperatur, og varmebehandling påvirker typisk ikke kornstørrelsen. Nogle har forsøgt at udvikle strategier til varmebehandling, der først ville transformere strukturen til en perlit struktur, som derefter ville muliggøre raffinering i den endelige varmebehandling. Disse strategier er ikke blevet accepteret bredt eller implementeret af forskellige årsager. En af årsagerne er, at disse cyklusser bliver dyre på grund af de høje ovntemperaturer og lange krævede holdetider. Derudover blev legeringen ofte ikke signifikant forbedret ved disse cyklusser.

Den typiske varmebehandlingscyklus for de fleste manganstål består af en glødningsopløsning efterfulgt af en vandslukker. Denne cyklus starter muligvis ved stuetemperatur eller ved en forhøjet temperatur afhængigt af støbtypens starttemperatur. Starttemperaturen i varmebehandlingsovnen indstilles til at være nær støbtemperaturen og hæves derefter med en langsom til moderat hastighed, indtil gennemblødningstemperaturen er nået. Blødgøringstemperaturer er typisk høje for at lette opløsningen af ​​ethvert carbid, der måtte være til stede. Temperaturer på eller nær 2000 ° F anvendes typisk til at opnå den ønskede homogeniserende virkning. Legeringens kemiske sammensætning vil i sidste ende indstille gennemblødningstemperaturen.

Støbegods i mangan kræver en hurtig vanddæmpning efter højtemperaturblødningen. Denne slukning skal forekomme umiddelbart efter, at støbningen er fjernet fra varmebehandlingsovnen. Hastigheden af ​​denne slukning skal være høj nok til at forhindre udfældning af carbider. Figur 8 viser mikrostrukturen af ​​korrekt quenchet manganstål. En slap slukning kan reducere materialets sejhed dramatisk. I hærdet stand kan støbte manganstål endelig behandles med lidt særlig omhu.

Det ene emne, der skal undgås med varmebehandlet støbegods i manganstål, genopvarmes over 500 ° F. Temperaturer på eller over dette niveau vil medføre udfældning af acicular carbider, hvilket dramatisk kan reducere sejheden. Denne effekt er tid og temperatur baseret på længere tider og højere temperaturer, hvilket begge medfører større sejhedstab.