Abstrakti
Asiakkaan puoliautogeenisten tehtaan työolojen perusteella Qiming -koneet tutkii puoliautogeenisten myllyvuorien korroosiota ja hankausta kestäviä seosterästä.
Puoliautogeeniset myllyn vuoraukset ovat iskujen ja vakavan syövyttävän kulumisen olosuhteissa. Nykyään korkea-mangaaniterästä on käytetty laajalti teräksenä SAG-tehtaan vuori levyt kotimaassa ja ulkomailla, mutta korkean mangaaniteräksen vuorauslevyjen lyhyt käyttöikä kulutuksen vuoksi nosti tuotantokustannuksia ja tämä materiaali on siirrettävä. Uusien kulutusta kestävien seosterästen kehittämisellä on akateemista merkitystä ja taloudellista arvoa SAG-myllyvuorauslevyjen käyttöiän parantamiseksi ja tuotantokustannusten alentamiseksi. Tässä yhteydessä on kehitetty ja tutkittu uuden tyyppistä vähän hiiltä seostettua terästä, samaan aikaan Qimingissä on kehitetty uudet bainiittiteräksestä valmistetut vuorauslevyt, uudet korkean mangaaniteräksen komposiittilevylevyt ja helmiäiset teräsvuorauslevyt. Koneisto. Lämpökäsittelyprosessin vaikutusta hiiliteräksisen vähän seosteräksen kemialliseen koostumukseen, mikrorakenteeseen, kovuuteen, iskunkestävyyteen, vetolujuuteen, korroosionkestävyyteen ja iskukorroosion hankauskestävyyteen tutkittiin Leica-metallografisella mikroskoopilla, muhveliuunilla, kovuusmittarilla , instrumentoitu iskutesteri, vetolujuuskoe, iskunkorroosio ras hankaustestauskone, röntgendiffuusio , pyyhkäisyelektronimikroskopia sekä muut tutkimusinstrumentit ja -välineet. Samalla tutkittiin kolmen uuden hankausta kestävän vuorauslevyn mikrorakennetta ja kattavia ominaisuuksia.
Ensinnäkin tehtiin neljä erilaista lämpökäsittelyä vähän hiiltä sisältävälle kulutusta kestävälle korkeahiiliselle teräkselle, jonka koostumus oli C 0.65%, Si 0.54%, Mn 0.97%, Cr 2.89%, Mo 0.35%, Ni 0.75%, N 0.10%. Lämpökäsittelyprosessien vaikutuksesta vähän hiiltä sisältävien seosten mikrorakenteeseen ja ominaisuuksiin keskusteltiin. Tulokset osoittavat, että erittäin hiiltä sisältävän, vähän seosteräksen mikrorakenne hehkutettiin 1000 ° C: n hehkutuksella, 950 ° C: n normalisoitumisella ja 250 ° C: n karkaisulla on helmiäistä, ja sen Charpy-V-loven iskunvaimennusenergia on suurin (8.37 J). Venymä samoilla lämpökäsittelyprosesseilla on suurin (14.31%), kun taas vetolujuus, myötölujuus ja kovuus ovat 1005 MPa, 850 MPa ja 43.8 HRC. Korkeahiilinen ja matala seosteräs 1000 ° C hehkutetulla, 950 ° C normalisoidulla ja 250 ° C karkaistulla on parhaat kattavat ominaisuudet.
Kehitettyjen kolmen uuden tyyppisen vuorauslevyn tutkimuksen tulokset ovat seuraavat. Bainiittiteräksisten vuorauslevyjen kovuus on 51.7 HRC. Kovettumisen jälkeen vuorauslevyjen kovuus kasvaa 50 HV: lla, ja sen Charpy V-loven iskunvaimennusenergia on 7.50 J, jonka kovuus ja sitkeys sopivat hyvin yhteen. Korkean mangaaniteräksen matriisikomposiittiset vuorauslevyt ovat komposiittimateriaalia, jonka matriisina on austeniitti ja toisena vaiheena karbidi. Korkean mangaaniteräksestä valmistetun matriisikomposiittilevyjen kovuus on 26.5 HRC. Kovettumisen jälkeen vuorauslevyjen kovuus nousee 667 HV (58.7 HRC): iin, ja sen Charpy U-loven iskunvaimennusenergia on 87.70 J. Hyvin sitkeiden vuorauslevyjen venymä on 9.20%, kun taas vetolujuus ja myötölujuus ovat 743 MPa ja 547 MPa. Helmiäisvaippojen kovuus on 31.3 HRC. Kovettumisen jälkeen vuorauslevyjen kovuus on melkein muuttumaton, ja sen Charpy V-loven iskunvaimennusenergia on 6.00 J. Helmiäisten vuorauslevyjen venymä on pieni (6.64%), kun taas vetolujuus ja myötölujuus ovat 766 MPa ja 420 MPa.
4.5 J: n iskuenergiaolosuhteissa: bainiittiteräksisten vuorauslevyjen kulunut häviöpaino on pienin, ja tällä materiaalilla on paras iskunkestävyyden kulutuskestävyys tässä tilassa. 9J iskuenergiaolosuhteissa: vähähiilisen korkeahiilisen seostetun teräksen kulunut häviöpaino hehkutetaan 1000 ° C: n hehkutuksella, 950 ° C: n normalisoidulla ja 250 ° C: n karkaisulla, ja tällä materiaalilla on paras iskunkestävyyden hankaavan kulutuksen kestävyys tämä ehto.
Analyysit käyttöolosuhteiden kysynnästä, kun isku kuormitus on hyvin pieni, SAG-vuorauslevyt tulisi tehdä bainiittiteräksestä. kun isku kuormitus on suuri, SAG-vuorauslevyt tulisi tehdä korkeahiilisestä vähäsekoitetusta teräksestä, joka on hehkutettu 1000 ° C: n hehkutuksella, 950 ° C: n normalisoimalla ja 250 ° C: n karkaisulla.
1.1 Puoliautomaattisten myllyvuorimateriaalien tutkimustila
1.1.1 Puoliautomaattinen mylly
Vuonna 1932 teollisuusteknologian kehitys synnytti ensimmäisen autogeenisen tehtaan maailmassa. Noin 1950, autogeeninen mylly käytettiin virallisesti kaivostuotannossa. Vuoden 1960 jälkeen täysi autogeeninen jauhatusprosessi tuli suosituksi monissa metallurgisissa kaivoksissa monissa maissa. Itsehiontaprosessissa malmia, jonka koko on yli 100 mm, käytetään pääjauhatusväliaineena jauhatuksessa, mutta koko on 20-80 mm
Huonon jauhamiskyvynsä vuoksi suurikokoisella malmilla ei ole helppo jauhaa sopivaan kokoon. Tämän ongelman ratkaisemiseksi tutkijat yrittävät lisätä tietyn määrän teräspalloa autogeeniseen myllyyn jauhaa tällaiset hioma-aineet. Yleensä lisätyn teräspallon määrä on 2 - 8% autogeenisen myllyn tilavuudesta. Tämä parannus parantaa huomattavasti kaivoksen jauhatusosan tehokkuutta, ja myös puoliautogeeninen mylly tulisi tuottaa.
Kuvassa 1-1 on esitetty metallikaivoksissa käytetyn puoliautogeenisen myllyn kiinteä kaavio ja kuvassa 1-2 koottavan puoliautogeenisen myllyn vuorauslevy. Lyhyesti sanottuna puoliautogeeninen mylly on eräänlainen metallikaivostuotantolaitteisto, joka käyttää hiomapalloa osittain ja itse malmia metallimalmin jauhamiseen. Vaikka puoliautogeenisen myllyn energiankulutus on suhteellisen korkea, mikä ei edistä energian tehokasta käyttöä, puoliautogeeniseen myllyyn sisältyy: keskipitkä ja hienomurskaus, seulonta ja malminsiirto, mikä lyhentää huomattavasti kaivostuotantoa vähentää pölysaasteita, vähentää tuotantokustannuksia ja vähentää investointeja tuotantoon.
Puoliautogeeninen mylly sisältää lähinnä voimansiirto-osan, päälaakerin, sylinterirungon, sylinterin osan, hitaasti ajettavan laitteen, päämoottorin, nostolaitteen, voitelun, sähköisen ohjauksen jne. Myllyn vuori on ytimen komponentti puoliautogeeninen tehdas ja on myös osa, jolla on eniten tappioita.
1.1.2 Puoliautogeeniset myllyn vuoraukset
Puoliautogeenisen myllyn sylinteri pyörii synkronisesti moottorin käyttölaitteen alla. Sylinteriin ladatut materiaalit (teräspallo ja metallimalmi) pyörivät tietylle korkeudelle sylinterin mukana. Painovoiman vaikutuksesta heidät heitetään alas tietyllä lineaarisella nopeudella. Metallimalmilla, jauhepallolla ja vuorauslevyllä on suhteellisen suuri vaikutus ja vakava kuluminen. Nämä vaikutukset tekevät metallimalmista jauhettavan, ja tärkeintä on metallimalmin jauhaminen. Jauhamisen jälkeen pätevä materiaali lähetetään sylinteristä veden vaikutuksesta.
1.2 Kulutusta kestävät materiaalit puoliautogeenisissä myllyvuorissa
Hankaavan kulutuksen kuluttamat kulutusta kestävät teräsosat ovat yksi kulumista kestävien teräsosien vakavimmista työolosuhteista. Kuiviin hankaaviin kulumisolosuhteisiin verrattuna märkä hankausolosuhteet sisältävät tiettyjä korroosiotekijöitä, joten kulumisaste on monimutkaisempi ja vakavampi. mylly vuoraukset puoliautogeenisen myllyn ei vain altistu vakaville iskuille ja kulumiselle pitkään, vaan myös märkien mineraalimateriaalien korroosiolle. Samaan aikaan se on ollut alttiina vuorausiskun, hankaavan kulumisen ja sähkökemiallisen korroosion yhteisvaikutukselle pitkään huoltoprosessissa, mikä tekee vuorauksesta SAG-myllyn vakavimman kulumisen ja vikaantumiselle alttiimman osan. .
Sillä on pitkä historia käyttää korkeaa mangaaniterästä märän myllyn vuorauksena kotimaassa ja ulkomailla. Tähän asti korkea mangaaniteräs on edelleen eniten käytetty materiaali märkämyllyvuorauksessa. Muita kulutusta ja korroosiota kestäviä seosterästä, kuten helmiäistä teräsvuorta, käytetään myös kotimaassa ja ulkomailla, mutta vaikutus ei ole kovin tyydyttävä. Märkäteollisuuden linjaliikenneteollisuudelle on kiireellinen tarve ja teknisen innovaation tärkeä tehtävä kehittää uudentyyppinen korkeahiilinen vähän seosterästä oleva teräsvuori, jolla on hyvä kulutuskestävyys ja joka otetaan käyttöön.
1.2.1 Austeniittinen mangaaniteräs
Valukestävässä teräksessä austeniittista mangaaniterästä on käytetty laajasti useissa kulutusta kestävissä teräsosissa ainutlaatuisten ominaisuuksiensa vuoksi ja sillä on pitkä historia. Metallografinen rakenne on pääosin yksivaiheista austeniittia tai austeniitti sisältää pienen määrän karbidia. Austeniittirakenteella on vahva kovettumiskyky. Kun työpintaan kohdistuu suuri iskuvoima tai suuri kosketusjännitys, pintakerros kovettuu nopeasti ja sen pintakovuus voidaan jopa nostaa 700 HBW: iin, joten kulutuskestävyys paranee. Vaikka työpinnan pintakerroksen kovuus kasvaa, sisäkerroksen austeniittirakenteen kovuus ja sitkeys pysyvät muuttumattomina, mikä tekee korkeasta mangaaniteräksestä paitsi erinomaisen kulutuskestävyyden, mutta myös kyvyn vastustaa suuria iskuja ladata. Tämän ominaisuuden takia korkealla mangaaniteräksellä on erinomainen levitysvaikutus iskuhankaiseen kulumiseen ja korkean jännityksen jauhamiseen kuluttavissa olosuhteissa. Korkealla mangaaniteräksellä on monia etuja, mutta on myös monia vikoja. Kun korkean mangaaniteräksen iskuvoima tai kosketusjännite on liian pieni, teräs ei saa tarpeeksi kovettumista ja kulutuskestävyys vähenee, joten se ei voi toimia normaalisti. Lisäksi todetaan, että korkean mangaaniteräksen korroosionkestävyys on heikko, mikä ei voi saavuttaa ihanteellista vaikutusta märässä ympäristössä。
1960-luvulta lähtien kotimaiset ja ulkomaiset tutkijat ovat alkaneet uudistaa austeniittista terästä sen kattavien ominaisuuksien parantamiseksi. Suurin osa niistä lisää joitain seoselementtejä, kuten Cr, Mo, Ni, V, jne., Ja säätää C: n ja Mn: n pitoisuutta samanaikaisesti ja hyväksyy inokulaatiomuutoksen parempaan kulutuskestävyyteen austeniittisen mangaaniteräksen saamiseksi. Tähän asti austeniittisten terästen ja metastabiilien austeniittisten terästen lejeeringin, modifikaation ja vahvistamisen tutkimus ja etsintä ovat saavuttaneet ilahduttavia tuloksia. Joissakin maissa jopa parannetut austeniittiteräkset lisätään kansallisiin standardeihin. Korkea mangaaniteräs on yleinen materiaali märkämyllyvuorille kotimaassa ja ulkomailla. Kun märän myllyn iskukuormitus on liian pieni, korkean mangaaniteräksen kovettuminen ei ole täydellistä, ja sen iskuhankainen kulutuskestävyys on heikko. Lisäksi austeniittirakenteen huonon korroosionkestävyyden vuoksi austeniittisen teräksen korroosionkestoikä on suhteellisen alhainen.
1.2.2 Kulutusta kestävä valurauta
Matalaseosteista ja seosterästä valkoista valurautaa käytetään tällä hetkellä laajalti. Verrattuna perinteiseen valkoiseen valurautaan ja vähähiiliseen valurautaan, uudella kulutusta kestävällä valuraudalla, jota edustavat matala kromi- ja korkea kromivalkoinen valurauta, on parempi kulutuskestävyys.
Kromi on matalakromisen valkoisen valuraudan tärkein seosaine. Karbidit yleensä dispergoivat valurautaan matalan kromin valurautaa verkon kautta. Siksi matala-kromisen valkoisen valuraudan hauraus on suurempi ja kulutuskestävyys on pienempi kuin keski- ja korkea-seosteräisen valuraudan. Yleensä se ei sovellu työolosuhteisiin, joissa on korkea kulutuskestävyys ja sitkeys. Korkeaa kromia sisältävää valurautaa käytetään laajalti monenlaisissa laitteissa ja työoloissa, mikä johtuu korkean kromin valuraudan laajasta kromipitoisuudesta (10% ~ 30%). Vähähiilisen Cr12-valuraudan sitkeys korkea-kromisella valuraudalla paranee kromipitoisuuden säätämisen ansiosta, joka voi täyttää suuren sementtikuulamyllyn, jolla on suuri isku, kuormitus; tietyn lämpökäsittelyn jälkeen Cr15-valurauta voi saavuttaa hyvän suorituskyvyn sekoitettuna pieneen määrään karbidia ja pidätetyn austeniitin martensiittirakenteella on hyvä kulutuskestävyys, jota voidaan käyttää pallomyllyn pallohiontaan ja vuoraukseen sementtitehtaalla; Cr20- ja Cr26-valuraudoilla on hyvä yhteensopivuus kovuuden, sitkeyden ja korkean kovettuvuuden kanssa, joita voidaan käyttää paksun seinän kulutusta kestävissä osissa. Lisäksi Cr20- ja Cr26-valuraudoilla on vahva korroosionkestävyys ja hapettumiskestävyys, joita voidaan käyttää myös märässä korroosiokulumisessa ja korkeassa lämpötilassa.
1.2.3 Ei-mangaanikulutusta kestävä seosteräs
Kehittämällä yhä enemmän erinomaisen suorituskyvyn omaavia ei-mangaaniseosterästä on havaittu, että tällaisen seosteräksen kovuutta ja sitkeyttä voidaan säätää suurella alueella optimoimalla koostumussuhde tai tutkimalla lämpökäsittelyä, ja se voi on myös korkea kovuus ja korkea sitkeys samaan aikaan. Sillä on hyvä levitysvaikutus monissa työolosuhteissa. Ei-mangaaniseostetulla teräksellä voi olla korkea kovuus, suuri lujuus ja hyvä sitkeys samanaikaisesti. Sen lujuus ja kovuus ovat paljon korkeammat kuin austeniittisen mangaaniteräksen, ja sen levitysvaikutus on parempi pienen iskukuormituksen olosuhteissa. Kromia, mangaania, nikkeliä, piitä, molybdeeniä ja muita seoselementtejä lisätään usein kulutusta kestävään teräkseen sen mekaanisten ominaisuuksien ja kovettuvuuden parantamiseksi.
1.2.3.1 Keskipitkän seosterästä kulutusta kestävä teräs
Viime vuosina Qiming Machinery -insinöörit ovat tutkineet paljon keski- ja korkeametalliseoksesta martensiittista kulutusta kestävää terästä (C 0.2 ~ 0.25%, Cr 3 ~ 16%, Ni ≤ 2%, Mo ≤ 1%) vuorauslevyä ja jonkin verran edistystä on tapahtunut.
(1) Kemiallisen koostumuksen suunnittelu
Hiilielementti
Hiilipitoisuudella on suora vaikutus seosteräksen mikrorakenteeseen, mekaanisiin ominaisuuksiin, kovettuvuuteen ja muihin ominaisuuksiin. Tulokset osoittavat, että näytteen kovuus pienenee hiilipitoisuuden pienentyessä, mikä johtaa kulutuskestävyyden puutteeseen, mutta sitkeys on suhteellisen parempi; hiilipitoisuuden kasvaessa näytteen kovuus kasvaa, kulutuskestävyys on suhteellisen parempi, mutta plastisuus ja sitkeys heikkenevät. Tulokset osoittavat, että seosteräksen kovuus kasvaa hiilipitoisuuden kasvaessa ja sen muovinen sitkeys pienenee. Kun hiilipitoisuus on tietyllä alueella (0.2 ~ 0.25%), seosteräksen iskusitkeys (αK) vähenee hyvin hitaasti ja pysyy melkein muuttumattomana. Tällä hiilipitoisuusalueella seosteräksen mikrorakenne on lattamartensiitti. Tulokset osoittavat, että kolmen tyyppisten rakenteiden yhdistelmämekaaniset ominaisuudet ovat hyvät ja iskukorroosion hankaavan kulumiskestävyys erinomainen.
Kromi-elementti
Kromielementti voi parantaa seostetun teräksen kovettuvuutta tietyssä määrin. Teräksellä on hyvät kattavat mekaaniset ominaisuudet asianmukaisen lämpökäsittelyprosessin jälkeen. Kromielementit voivat olla kromia sisältävän karbidin muodossa hiiltyneessä teräksessä, mikä voi edelleen parantaa teräsosien kulutuskestävyyttä tietyssä määrin. Suunnittelijamme ovat tutkineet Cr: n vaikutusta Cr Ni Mo -seosterästen ominaisuuksiin, joiden C-pitoisuus on 0.15-0.30. Tulokset osoittavat, että seosteräksen iskunkestävyyttä voidaan parantaa lisäämällä kromipitoisuutta karkaisun ja karkaisun olosuhteissa. Siksi seosteräksen suunnittelussa voimme säätää kromielementin pitoisuutta, jotta seosteräs saisi paremmat kattavat mekaaniset ominaisuudet parhaan kulutusta kestävän vaikutuksen saavuttamiseksi.
Suunnittelijamme ovat tutkineet seostetun teräksen kulutuskestävyyttä erilaisilla kromielementeillä happamissa olosuhteissa. Kromipitoisuuden lisääntyessä (1.5% - 18%) havaitaan, että teräsosien kulumiskestävyys kasvaa ensin ja sitten vähenee. Kun kromipitoisuus on 12.5%, teräksellä on paras kulutuskestävyys ja korroosionkestävyys. Lopuksi seoselementtikromin massaosuus on Päätelmä on, että 10 - 12% kulutusta kestävästä seostetusta teräksestä on paras kulutusta kestävä vaikutus.
Nikkelielementti
Samalla nikkeli voi parantaa seosteräksen kovettuvuutta optimoidakseen sen mekaaniset ominaisuudet. Tulokset osoittavat, että seosteräksen kovuutta parannetaan vähän lisäämällä nikkelielementtiä, mutta seosteräksen iskunvaimennusenergiaa ja sitkeyttä voidaan parantaa suuressa määrin. Samanaikaisesti nikkeli voi nopeuttaa Fe Cr -seosteräksen passivointia ja optimoida Fe Cr -seosteräksen korroosio- ja hapettumiskestävyyden. Nikkelipitoisuuden ei kuitenkaan tulisi olla kulutusta kestävässä seosteräksessä liian korkea (yleensä alle 2%). Yleensä liian korkea nikkelipitoisuus tekee y-faasivyöhykkeen liian suureksi, mikä johtaa pidätetyn austeniittifaasin kasvuun seosteräksessä, mikä tekee seosteräksestä kykenemättömäksi saavuttamaan hyvät kattavat ominaisuudet.
Molybdeeni-elementti
Molybdeeni voi tarkentaa seosteräksen raekokoa tietyssä määrin seosteräksen kattavien ominaisuuksien optimoimiseksi. Molybdeeni voi parantaa martensiittiteräksen kovettuvuutta ja parantaa martensiittiteräksen lujuutta, kovuutta ja korroosionkestävyyttä samanaikaisesti. Teräsosien piipitoisuus on yleensä alle 1%.
Piin elementti
Piin sisältö voi vaikuttaa seosteräksen austeniittimuutokseen. Piin lisääminen tekee hiiliatomien diffuusiosta hidasta sammutusprosessissa, estää karbidien muodostumista seosteräksessä, mikä johtaa korkeaan hiilipitoisuuteen. Austeniittifaasin vakaus paranee faasimuunnoksen aikana. Samaan aikaan tietty määrä Si: tä voi parantaa seosteräksen kovuutta ja kulutuskestävyyttä liuoksen vahvistamisen avulla. Yleensä piin pitoisuus teräksessä on noin 0.3% - 0.6%.
(2) Lämpökäsittelyprosessi ja metallografinen rakenne
Lämpökäsittelyprosessi vaikuttaa suoraan teräsosien mikrorakenteeseen ja mekaanisiin ominaisuuksiin. Suunnittelijamme havaitsivat, että lämpökäsittelyprosessi vaikuttaa vähän seosterästä kulutusta kestävään teräkseen (kemiallinen koostumus on C 0.3%, Mn 0.3%, Cr 1.6%, Ni 0.4%, Mo 0.4%, Si 0.30%, Re 0.4% ). Lämpökäsittely sammuttaa (850 ℃, 880 ℃, 910 ℃ ja 930 ℃) ja karkaa (200 ℃ ja 250 ℃). Tulokset osoittavat, että kun karkaisulämpötila on vakio, näytteen kovuus kasvaa sammutuslämpötilan noustessa, kun taas absorboitu energia vähenee ja sitkeys heikkenee. Enemmän karbideja saostuu seosteräksessä, joka on karkaistu 250 ° C: ssa, mikä lisää matriisin kovuutta. 250 ° C: ssa karkaistun näytteen mekaaniset ominaisuudet ovat parempia kuin 200 ° C: ssa. Matala seosteräksen karkaistun lämpötilan 890 ℃ ja karkaistun 250 ° C: n kulutuskestävyys on paras.
Suunnittelijamme tutkivat myös keskihiilisen vähän seosteräksen lämpökäsittelyä, jonka kemiallinen koostumus on C 0.51%, Si 0.13%, Cr 1.52% ja Mn 2.4%. Vesijäähdytyksen, ilmanjäähdytyksen ja ilmanjäähdytyksen vaikutuksia seosteräksen mikrorakenteeseen tutkittiin vastaavasti. Sammutetun seosteräksen mikrorakenne on martensiitti, ja ilmanjäähdytyksen ja ilmanjäähdytyksen jälkeinen mikrorakenne on sekä martensiitti että bainiitti.Karkaisemisen jälkeen 200 ° C: ssa , 250 ℃, 300 ℃, 350 ℃ ja 400 ℃, näytteiden kokonaiskovuus osoittaa laskusuuntausta. Niistä ilmajäähdytteiset ja ilmajäähdytteiset näytteet ovat monivaiheisia rakenteita, jotka sisältävät baiinifaasin, ja niiden kovuus vähenee hitaammin. Kulumishäviö kasvaa karkaisulämpötilan noustessa. Koska bainiittirakenteella on hyvä kestävyys karkaisupehmenemiselle ja hyvä sitkeys, ilmajäähdytteisten ja ilmajäähdytteisten näytteiden kovuus vähenee. Komposiittirakenteen kulutuskestävyys bainiittivaiheen kanssa on parempi.
(3) Tutkimus kaivosmyllyvuorausmateriaaleista
Suunnittelijamme analysoivat puoliautogeenisen tehtaan vuorauslevyn (5cr2nimo-seosteräs) vikakäyttäytymisen vanadiinititaanimagnetiitikaivoksessa. Tulokset osoittavat, että seosteräksen mikrorakenne on martensiitti ja pidättynyt austeniitti. Vuorauslevyn huollon aikana mineraalirakeella on iskuhankainen kulutusvaikutus vuorauslevyyn, ja massa syövyttää myös vuorauslevyä. Käytössä olevan vuorauslevyn kuluneella pinnalla havaittiin suuri määrä korroosiokuoppia ja halkeamia. Peitelevyn vikaantumisen syyn katsotaan olevan se, että iskukuorma työolosuhteissa on liian pieni eikä vuorauslevy ole kovettunut riittävästi, mikä johtaa vuorauslevyn työpinnan alhaiseen kovuuteen ja huonoon kulutuskestävyyteen .
Suunnittelijamme tutkivat myös kolmityyppisten vähähiilisten korkeaseosteisten terästen isku-korroosionkestävää kulutuskestävyyttä, joiden hiilipitoisuus oli erilainen (C: 0.16%, 0.21%, 0.25%). Tulokset osoittavat, että seosteräksen kovuus kasvaa hiilipitoisuuden kasvaessa, kun taas iskunvaimennusenergia pienenee. Kokeelliset tulokset osoittavat, että seosteräksellä, jonka hiilipitoisuus on 0.21%, on pienin kulumishäviö ja paras iskunkestävyys.
Tutkittiin myös piipitoisuuden (Si: 0.53, 0.97, 1.49, 2.10, 2.60, c0.25%) vaikutusta keskihiilisen korkeakromisen seosteräksisen valuteräksen mikrorakenteeseen, mekaanisiin ominaisuuksiin ja kulutuskestävyyteen. Tulokset osoittavat, että seosteräksellä, jonka piipitoisuus on 1.49%, on korkein kovuus (55.5 HRC) ja paras sitkeys (iskunvaimennusenergia: 27.20 J), ja sen mikrorakenne on lattamartensiitti. Iskukorroosion hiontakulutus (iskukuorma: 4.5 J) osoittaa, että seosteräksellä, jonka piipitoisuus on 1.49%, on pienin kulumishäviö ja paras iskunkestävyys.
Suunnittelijamme tutkivat myös kolmen tyyppisen kaivoksen märkäjauhatusvuorateräksen iskunkorroosion kulumista. Kolme erilaista vuorausta ovat vähän hiiltä sisältävä seostettu teräs (lattimartensiittirakenne, kovuus: 45 ~ 50 HRC, iskusitkeysarvo yli 50 J / cm2), korkea mangaaniteräs (yksivaiheinen austeniittirakenne, kovuus> 21 HRC, isku) sitkeysarvo suurempi kuin 147 J / cm2) ja keskihiilinen seosteräs (karkaistu martensiittirakenne, joka sisältää pienen määrän bainiittia ja säilytettyä austeniittia, kovuus: 57 ~ 62 HRC, iskusitkeysarvo: 20 ~ 30 J / cm2)。 Iskukuorma on 2.7 J ja malmimateriaali on happorautamalmi.Testitulokset osoittavat, että vähän hiiltä sisältävällä, korkea-seoksisesta teräksestä valmistetulla vuorauksella on vähiten hankauspainohäviötä ja paras iskunkestävyys.
1.2.3.2 Vähäseosteinen kulutusta kestävä teräs
Matalaseosteisen teräksen edut ilmenevät pääasiassa sen hyvällä kovettuvuudella, suurella kovuudella ja suurella sitkeydellä. Yhä useammat tutkijat alkavat tutkia mahdollisuutta käyttää vähän seosterästä korkean mangaaniteräksen sijasta märkätehtaan myllyvuorina. Yleensä vähän seosterästä muunnetaan karkaistuksi martensiitiksi, jolla on hyvät kattavat ominaisuudet lisäämällä elementtejä, kuten C, Mn, Cr, Si, Mo, B, ja valitsemalla sopiva lämpökäsittely.
Suunnittelijamme ovat tutkineet zg40cr2simnmov-teräksen soveltamista myllyn vuorauksiin. Lämpökäsittelyprosessi on 900 ℃ hehkutus + 890 ℃ öljyn sammutus + (220 ± 10 ℃) karkaisu. Edellä mainitun lämpökäsittelyn jälkeen zg40cr2simnmov-teräksen mikrorakenne on yksivaiheinen karkaistu martensiitti, ja sen kattavat mekaaniset ominaisuudet ovat hyvät: kovuus ≥ 50 HRC, myötölujuus ≥ 1200 MPa, iskunkestävyys ≥ 18 J / cm2. Seosterästä ja korkea-mangaaniterästä (mekaaniset ominaisuudet: kovuus ≤ 229 hb, myötölujuus ≥ 735mpa, iskusitkeys ≥ 147j / cm2) on testattu useissa kaivoksissa, kuten Shandong Aluminium Corporationin alumiinitehdas. Testitulokset osoittavat, että zg40cr2simnmov-teräsvuorauslevyllä on pitkä käyttöikä märkäkuulamyllyssä ja kuivassa pallomyllyssä.
Suunnittelijamme ovat myös tutkineet vähän seostetun kulutusta kestävän valuteräksen tutkimusta ja vuorauslevyjen käyttöä. Matalaseosteiselle teräkselle tutkittiin erilaisia lämpökäsittelyprosesseja, ja optimaalinen prosessi oli karkaisu 900 ~ 950 ℃ ja karkaisu 500 ~ 550 ℃. Lämpökäsittelyn jälkeen seosteräksellä oli parhaat mekaaniset ominaisuudet, kovuus: 46.2 HRC, myötölujuus: 1500 MPa, iskunkestävyys: 55 J / cm2.
Iskuhankaisen kulutuksen tulokset osoittavat, että matalaseosteisen teräksen kulutuskestävyys, joka sammutetaan lämpötilassa 900 ~ 950 ℃ ja karkaistu lämpötilassa 500 ~ 550 ℃, on parempi kuin ZGMn13 samoissa testiolosuhteissa. Lisäksi seosterästä ja ZGMn13 testattiin Dexing-kuparikaivoksen Sizhoun rikastimessa. Tulokset osoittavat, että monielementtisen matalaseosteisen teräsvuorauksen käyttöikä on 1.3 kertaa pidempi kuin tavallisen ZGMn13-vuorauslevyn.
Metallikaivoksissa tapahtuvan märkäjauhatuksen olosuhteissa nykyään laajalti käytetyn perinteisen korkean mangaaniteräksen vaipan rajoitukset ovat yhä näkyvämpiä, ja yleinen suuntaus on, että sen määräävä asema korvataan. Tällä hetkellä kehitetyllä matalaseoksisella martensiittisella kulutusta kestävällä teräksellä on hyvä kulutuskestävyys, mutta sen sitkeys on heikko, mikä johtaa sen iskunkestävyyteen, joka ei kykene täyttämään metallikaivoksen vuorauslevyn työoloja. Samanlainen tilanne on muillakaan seosteräksessä, mikä estää kaivosmyllyn vuorauksen uudistamista. On edelleen vaikea kehittää uusi kulutusta kestävä seosteräs, joka voi korvata perinteiset korkean mangaaniteräksen tehdasvuoret.
1.2.3.3 Bainiitti kulutusta kestävä teräs
Bainiittiteräksen yleiset mekaaniset ominaisuudet ovat hyvät, ja alemmalla bainiittiteräksellä on korkea kovuus, korkea sitkeys, matala loviherkkyys ja halkeamisherkkyys. Bainiittiteräksen perinteinen tuotantomenetelmä on Mo: n, Ni: n ja muiden jalometallien lisääminen ja isotermisen sammutusprosessin käyttöönotto. Tämä ei vain tee bainiittiteräksen tuotantokustannuksista liian korkeiksi, vaan johtaa helposti teräksen laadun epävakauteen prosessin hallinnan vaikeuden vuoksi. Bainiittiteräksen teollinen käyttö on myös vakavasti rajoitettua. Bainiittiteräksen etsinnän ja kehityksen myötä on kehitetty kaksivaiheista bainiittiterästä, kuten kaksivaiheinen austeniittibainiittiteräs, eutektisesti vahvistettu austeniittibainiittiteräs, kaksivaiheinen martensiittibainiittiteräs jne. Sen alhaisista tuotantokustannuksista johtuen, Bainiittiterästä voidaan käyttää teollisuudessa.
Kaksivaiheinen austeniittibainiitti (A / b) -teräs yhdistää austeniitin voimakkaan kovettumiskyvyn ja bainiitin korkean kovuuden ja sitkeyden, joten a / b-kaksivaiheisella teräksellä on suuri lujuus ja hyvä sitkeys sekä erinomainen kulutuskestävyys. Mn Si austeniittibainiitti Kaksivaiheisella teräksellä, joka on saatu austemperoimalla, on hyvä kulutuskestävyys, joka voi täyttää monet kulutusta kestävät olosuhteet. Tällaisessa kaksivaiheisessa teräksessä valitaan Mn, Cr ja muut alhaisempien osien elementit teräsosien kovettuvuuden parantamiseksi. Tuotantokustannuksia alennetaan edelleen ja saadaan uuden tyyppinen Mn Si Austenite Bainite kaksivaiheinen teräs, jolla on hyvät kattavat ominaisuudet. Otetaan käyttöön eräänlainen bainiittiteräs, jossa on mikro- ja nanorakenne ja jossa austeniitti on dispergoitunut bainiittimatriisiin. Uusi Bainitic-teräs on sekä erittäin lujaa että plastista ja sillä on erinomaiset mekaaniset ominaisuudet. Tulokset osoittavat, että mikrobainiititeräksellä, jolla on korkea pidättyvä austeniitti, on korkea kovuusarvo suhteellisen matalassa karkaisulämpötilassa (alle 500 ℃), mikä osoittaa hyvää karkaisun vakautta.
Vaikka bainiittiteräksellä on erinomaiset mekaaniset ominaisuudet, sen tuotantoprosessi on monimutkainen ja sen hinta on liian korkea, mikä rajoittaa sen käyttöä kaivoksen märkäjauhatusvuorauslevyteollisuudessa. Bainiittisarjan kulutusta kestävän teräksen teollinen käyttö metallikaivoksissa vaatii lisätutkimuksia.
1.2.3.4 Pearlite-kulutusta kestävä teräs
Pearliittiteräs saadaan yleensä normalisoimalla ja karkaisemalla seoksen jälkeen kromilla, mangaanilla, molybdeenillä ja muilla hiiliteräksessä olevilla alkuaineilla. Pearlitic-teräksellä on hyvä sitkeys, iskunkestävyys, yksinkertainen lämpökäsittely ja ei arvokkaita seoselementtejä. Sen tuotantokustannukset ovat alhaiset. Se on eräänlainen kulutusta kestävä ja korroosionkestävä seosteräs, jolla on suuri kehityspotentiaali. Hiilihiilinen Cr Mn Mo kulutusta kestävä seosteräs on hyvä sitkeys ja tietyn kovettumiskyvyn, joten sitä voidaan käyttää syövyttävässä hankaavassa kulutusympäristössä tietyllä iskukuormituksella.
Tyypillisen hiiliteräksisen Cr Mn Mo pearlite-kulutusta kestävän teräksen kemiallinen koostumus ja mekaaniset ominaisuudet on esitetty taulukossa 1-1.
Taulukko 1-1 Kulutusta kestävän helmiäisen valuteräksen kemiallinen koostumus ja mekaaniset ominaisuudet | |||||||
Kemiallinen koostumus | mekaaniset ominaisuudet | ||||||
C | Mn | Si | Ni | Cr | Mo | HBW | KV2 / J |
0.55 | 0.6 | 0.3 | 0 | 2 | 0.3 | 275 | / |
0.65 | 0.9 | 0.7 | 0.2 | 2.5 | 0.4 | 325 | 9.0-13.0 |
0.65 | 0.9 | 0.3 | 0 | 2 | 0.3 | 321 | / |
0.75 | 0.9 | 0.7 | 0.2 | 2.5 | 0.4 | 363 | 8.0-12.0 |
0.75 | 0.6 | 0.3 | 0 | 2 | 0.3 | 350 | / |
0.85 | 0.9 | 0.7 | 0.2 | 2.5 | 0.4 | 400 | 6.0-10.0 |
1.3 Kulumismekanismi ja malli
Kuluminen viittaa siihen ilmiöön, että materiaali erotetaan kosketuspinnasta materiaalin suhteellisen liukumisen aiheuttaman tietyn rasituksen vuoksi. Materiaalin irtoamisen mekanismi pinnasta voi olla erilainen materiaalien, työympäristön, kuormituksen ja toimintatavan erilaisten ominaisuuksien vuoksi. Kulumismekanismi voidaan jakaa liimakulumiseen, hankaavaan kulumiseen, pintaväsymiskulumiseen, vaurioittavaan kulumiseen ja iskujen kulumiseen. Tilastojen mukaan hankaavan kulutuksen aiheuttama taloudellinen menetys on suurin, noin 50% kokonaismäärästä, liimakulumisen osuus on 15%; tuskaileva kuluminen on 7%; eroosiokulutus muodostaa 7% kokonaismäärästä; korroosiokulutus muodostaa 5% kokonaismäärästä.
1.3.1 Hankaava kulumismekanismi
Seosteräksen kuluminen, joka aiheutuu hankaavasta kulumisesta, on suurin, mikä johtuu pääasiassa 1. Kovan ja karkean pinnan liukumisesta pehmeälle pinnalle aiheutuva kuluminen; 2. Kosketuspintojen välillä liukuvien kovien hiukkasten keskinäisen kitkan aiheuttama kuluminen. Eri kulumisolosuhteiden mukaan hiontamekanismi voidaan jakaa seuraaviin kahteen tyyppiin:
Tyyppi 1: Mikroleikkausmekanismi
Ulkoisen kuormituksen vaikutuksesta materiaalin pinnalla olevat kulutushiukkaset tuottavat voimaa materiaaliin. Kun voiman suunta on normaalissa suunnassa, materiaalin pinnalla olevat kulutushiukkaset tuottavat voiman materiaaliin. Kun voiman suunta on tangentiaalinen, hiomahiukkaset liikkuvat tangentiaalisen vaikutuksen mukaisesti kulutuspinnan suuntaisesti pakottaa. Jos materiaalin pinnalla liikkuvien hiomahiukkasten vastus on pieni, se leikkaa materiaalin ja tuottaa lastuja. Hankaavien hiukkasten leikkausreitti materiaalipinnalla on kapea ja matala, ja leikkauskoko on pieni, joten sitä kutsutaan mikroleikkaukseksi. Jos hankaavilla hiukkasilla ei ole teräviä reunoja tai kulmat poikkeavat leikkausreitin suunnasta tai jos materiaalilla itsessään on hyvä plastisuus, leikkausvaikutus ei saa materiaalia tuottamaan haketta, mutta se työnnetään eteen tai molemmille puolille hankaavia hiukkasia, ja materiaali-pintaan muodostuu uraa hioma-hiukkasten liikeradalla.
Tyyppi 2: Väsymismekanismi
Väsymispoistomekanismi viittaa siihen, että matriisi on muodonmuutos ja kovettunut hankaavien hiukkasten vaikutuksesta, ja pinnanalaiseen kerrokseen syntyy halkeamia kosketusjännityksen vuoksi. Halkeamat ulottuvat pintaan ja putoavat ohuen kerroksen muodossa, ja materiaalin pinnalle muodostuu epäsäännöllisiä roiskuvia kuoppia. Kun hankaavat hiukkaset liukuvat näytteen pinnalle, muodostuu suuri plastinen muodonmuutosalue. Toistuvan plastisen muodonmuutoksen jälkeen työn kovettumisesta materiaalin pinta kuoriutuu lopulta kulumisjätteeksi. Yleensä materiaalin kulumiskestävyyteen perustuva väsymisraja on virheellinen.
1.3.2 Korroosion ja kulumisen mekanismi ja malli
Metallurgisten kaivosten märkämylly ei vain kärsi raskaan kuormituksen ja voimakkaan kulumisen vaikutuksista, vaan myös ruostuu nesteliete. Korroosion kuluminen tarkoittaa materiaalipinnan ja ympäröivän ympäristön välisen sähkökemiallisen tai kemiallisen reaktion aiheuttamaa massahäviöprosessia, jota kutsutaan korroosion kulumiseksi. Kaivosmyllyn työolosuhteet ovat yleensä sähkökemiallinen korroosion kuluminen. Kulumisen ja korroosion välinen keskinäinen edistämismekanismi saa materiaalihäviöt ylittämään yhden kulumisnopeuden korroosioasteen kanssa. Märän hankauksen vaikutuksen kulumismekanismiin tutkimiseksi on tarpeen tutkia korroosion mekanismia.
1.3.2.1 Korroosion kulumisen edistäminen
(1) Mekaaninen poistomalli. Kuva 1-3 esittää mekaanisen poistomallin. Syövyttävän väliaineen olemassaolon vuoksi metallin pinnalla tapahtuu tasainen korroosio korroosion ja kulumisen aikana, ja syntyvät korroosiotuotteet voivat peittää kokonaan näytteen pinnan. Tätä korroosiotuotekerrosta kutsutaan korroosiokalvoksi. Se voi estää materiaalipinnan korroosiota, mutta muut kovat materiaalit tai hankaavat hiukkaset ovat helposti kuluvia jännityksen suhteellisessa liukumisessa. Sitten paljas metallipinta on helppo syöpyä, joten kuluminen edistää korroosiota. Erityisessä korroosioväliaineessa materiaalien korroosionkestävyys riippuu pääasiassa passiivisesta kalvosta. Yleensä metallin, jolla passiivinen kalvo on huonosti palautettavissa, korroosion kulumisnopeus kasvaa 2 suuruusluokkaa tai jopa 4 suuruusluokkaa verrattuna yksittäiseen staattiseen korroosionopeuteen.
(2) Sähkökemiallisen mallin mukaan metallinäytteen pinnalle syntyy tietty plastisen muodonmuutosalue hankaavan aineen kulmaisen leikkausvoiman vuoksi. Metallipinnan sähkökemiallinen korroosio on hyvin epätasainen, mikä johtaa korroosionopeuden edelleen kasvuun.
1.4 Tämän tutkimuksen tarkoitus, merkitys ja pääsisältö
Metallikaivostuotannossa käytettävän puoliautogeenisen tehtaan käyttökustannukset ovat valtavat, ja vakavin osa kulutuksesta on myllyn vuori. Kiina kuluttaa vuosittain noin 2.2 miljoonaa tonnia kulutusta kestäviä teräsmateriaaleja. Niistä erilaisissa tuotanto-olosuhteissa käytetty myllyvuori kuluttaa jopa 220000 tonnia terästä, mikä on noin kymmenesosa kulutusta kestävien teräsosien kokonaiskulutuksesta.
Metallurgisessa kaivoksessa käytettävien puoliautogeenisten myllyjen toimintakunto on huono. Tehtaan vakavimmin vaurioituneena osana vuorauksen käyttöikä on liian lyhyt, mikä paitsi lisää puoliautogeenisen tehtaan käyttökustannuksia myös vaikuttaa merkittävästi metallikaivoksen tuotantotehokkuuteen. Tällä hetkellä puoliautogeenisen myllyn vuorauslevyyn käytetään yleensä korkeaa mangaaniterästä. Vaikka korkealla mangaaniteräksellä on hyvä kattava suorituskyky ja hyvä kovettumiskyky, korkean mangaaniteräksen myötölujuus on liian matala, mikä on helppo muodostaa ja epäonnistua, mikä ei voi täyttää puoliautogeenisen myllyn vuorauksen käyttöehtoja ja palvelu vuorauslevyn käyttöikä on lyhyt. Edellä mainittujen ongelmien ratkaisemiseksi on kehitettävä uudentyyppinen kulutusta kestävä seosteräs, jolla on hyvät kokonaisominaisuudet, korvaamaan korkean mangaaniteräksen tehdasvuoret.
Puoliautogeenisen tehtaan teollisuus- ja kaivosympäristön analyysin ja erilaisten märkätehtaiden vuorausmateriaalien analyysin perusteella havaitaan, että puoliautogeenisen myllyn vuorauksella on suuri merkitys Kulumista kestävä seosteräs sillä levyllä tulisi olla sekä kovuus että sitkeys; seosteräksen tulisi olla mahdollisimman yksivaiheinen tai se tulisi olla monivaiheinen rakenne, jonka kovuus ja sitkeys sopivat hyvin yhteen, kuten matriisirakenne + karbidi; seosteräksen tulee myös sopia hyvään myötölujuuteen ja sillä on oltava tietty kyky vastustaa muodonmuutoksia; seosteräksellä tulisi olla hyvä iskunkestävyys.
Tärkeimmät tutkimuksen sisällöt ovat seuraavat:
(1) Tutkimus kulutusta kestävän, vähän hiiltä sisältävän seostetun teräksen lämpökäsittelystä.
Analysoimalla mikrorakenteita, mekaanisia ominaisuuksia ja iskunkorroosiohiukkasia korkeahiilisestä vähäsekoitetusta kulutusta kestävästä teräksestä, jolla on erilainen lämpökäsittely, saatiin eräänlainen kulutusta kestävä korroosion seosteräs, jolla on paremmat kattavat ominaisuudet.
Vähähiilisen seostetun teräsrakenteen koostumus: C 0.65%, Si 0.54%, Mn 0.97%, Cr 2.89%, Mo 0.35%, Ni 0.75%, N 0.10%.
Lämpökäsittely korkeahiilisestä vähäsekoitetusta teräksestä: 1000 ℃ × 6h hehkutus + 950 ℃ × 2.5 h öljyn sammutus + 570 ℃ × 2.5 h karkaisu; 1000 ℃ × 6 h hehkutus + 950 ℃ × 2.5 h öljyn sammutus + 250 ℃ × 2.5 h karkaisu; 1000 ℃ × 6h hehkutus + 950 ℃ × 2.5 h normalisointi + 570 ℃ × 2.5 h karkaisu; 1000 ℃ × 6 h hehkutus + 950 ℃ × 2.5 h normalisointi + 250 ℃ × 2.5 h karkaisu.
(2) Hiiliteräksisen seosteräksen suunnittelun perusteella suunniteltiin kulutusta kestävä korkeahiilinen bainiittiteräs, korkea-mangaaniteräsmatriisikomposiitti ja pearliittiteräs. Tehtaan vuorausten valu ja lämpökäsittely saatiin päätökseen Qiming Machinery -yrityksessä ja alustava koe tehtiin metallikaivoksissa.
(3) Mikrorakenteen havainnointi ja tutkimus.
Hiilipitoisen, vähän seosterästä sisältävän metallografisen rakenteen havaittiin lämpökäsittelytilassa, ja erilaisten lämpökäsittelyprosessien vaikutus korkean hiilisisäisen seosteräksen mikrorakenteeseen analysoitiin analyysin ja vertailun avulla. Samanaikaisesti analysoidaan kulutusta kestävän bainiittiteräksen, pearliittiteräksen ja korkean mangaaniteräksen matriisikomposiittivuorauksen mikrorakenne.
(4) Mekaanisten ominaisuuksien testaus ja tutkimus.
Testattiin valetun ja lämpökäsitellyn vähähiilisen seosteräksen kovuutta ja iskuenergiaa ja tutkittiin korkean hiilisisäisen vähän seosteräksen kovuutta ja iskunkestävyyttä erilaisten lämpökäsittelyjen jälkeen. Samanaikaisesti testattiin ja analysoitiin kulutusta kestävän bainiittiteräksen, pearliittiteräksen ja korkean mangaaniteräksen matriisikomposiittikomponentin kovuus ja isku absorboitu energia. Vetotestit tehtiin valetuille ja lämpökäsitellyille vähän hiiltä sisältäville vähän seostetuille teräksille erilaisten lämpökäsittelyprosessien sisältävien korkeahiilisten vähän seosterästen myötölujuuden ja muiden ominaisuuksien tutkimiseksi. Samanaikaisesti testattiin ja analysoitiin kulutusta kestävän bainiittiteräksen, helmiäisen teräksen ja korkean mangaaniteräksen matriisikomposiittivaipan myötölujuus.
(5) Tutkimus iskukorroosion hankaavista kulumisominaisuuksista
4.5j: n ja 9j: n iskuenergian alaisuudessa tutkittiin iskuhapon korroosiohiontakulumista ja kulumismekanismia hiiliteräksestä vähäsekoitetusta teräksestä, jossa oli erilaiset lämpökäsittelyprosessit. ja korkea-mangaaniteräsmatriisikomposiittivuorauslevyt testattiin ja verrattiin. Analyysi antaa perustan teräksen käytännön teolliselle käytölle.
2.0 Testiolosuhteet ja menetelmät
Märän syövyttävän väliaineen olosuhteissa teräsmateriaalin korroosioaste on paljon korkeampi kuin kuivassa, joka on useita kertoja kuivassa tilassa. Tässä paperissa on suunniteltu kulutusta kestävän, korroosionkestävän ja iskunkestävän kulutusta kestävän seosteräksen, erittäin hiiltä sisältävän vähän seosterästä olevan kulutusta kestävän teräksen, bainiittiteräksen, pearliittiteräksen ja korkean mangaaniteräksen matriisikomposiitit. , ja näiden seosterästen mikrorakennetta ja mekaanisia ominaisuuksia tutkitaan myös. Vetotesti, iskutesti, iskukorroosio ja hankauskestotestit tehtiin kulutusta kestävän teräksen saamiseksi, jolla on parempi kattava suorituskyky, mikä voi olla viite puolirakenteiden valinnalle -autogeeniset myllyvuoraukset.
2.1 Testausmenetelmä
2.1.1 Testilohkojen valu
Tässä paperissa käytetyt runsaasti hiiltä ja vähän seosterästä olevat näytteet sulatettiin emäksisen uunin vuorauksen keskitaajuisella induktiouunilla ja valettiin tavalliseen Y-muotoiseen testilohkoon, joka on esitetty kuvassa 2-1. Qiming Machinery -yhtiössä on saatu päätökseen kulutusta kestävän korkeahiilisen bainiittiteräksen, pearliittiteräksen ja korkea-mangaaniteräsmatriisikomposiittitehtaiden valukappaleet ja lämpökäsittely ja kaivoksessa on suoritettu alustava koekäyttö.
2.1.2 Lämpökäsittelyprosessin suunnittelu
Lämpökäsittelyprosessilla on ilmeinen vaikutus korkean hiiliteräksen seosteräksen mikrorakenteeseen, mekaanisiin ominaisuuksiin ja kulutuskestävyyteen. Tämäntyyppisen hiiliteräksisen vähän seosteräksen lämpökäsittelyprosessi on esitetty kuvassa 2-2.
2.1.3 Näytteen valmistelu
Näytteet mikrorakenteiden analysointia, kovuutta, XRD: tä, iskutestiä, vetolujuustestiä ja iskukorroosion hiontakulutustestiä varten leikattiin Y-muotoisista testilohkoista, joissa oli paljon hiiltä sisältävää matalaseosteista terästä, joissa oli erilaiset lämpökäsittely- ja valutilat. Lankaleikkauskoneen malli on DK77. Leikkaa testilohko hiomakoneella sopivaan karheuteen.
2.1.4 Metallografisen rakenteen havainnointi
Kunkin näytteen mikrorakenne havaittiin Lycra-optisella mikroskoopilla. 4 tilavuusprosenttista typpihappoalkoholiliuosta käytettiin korroosioliuoksena runsaasti hiiltä sisältävälle vähän seosterästä, helmiäistä teräsvuorausta ja runsaasti mangaania sisältävälle matriisikomposiittilevylle erilaisissa lämpökäsittelytiloissa. Bainiititeräksen hyvän korroosionkestävyyden vuoksi ferriinkloridivetyhappoalkoholiliuos valitaan bainiittiteräksen vuorauslevyn korroosiliuokseksi. Korroosiliuoksen kaava on 1 g ferrikloridia, 2 ml suolahappoa ja 100 ml etanolia.
2.1.5 Mekaanisten ominaisuuksien testi
Materiaalien mekaaniset ominaisuudet, jotka tunnetaan myös materiaalien mekaanisina ominaisuuksina, viittaavat materiaalien mekaanisiin ominaisuuksiin erilaisissa ulkoisissa kuormituksissa tietyssä ympäristössä. Metallimateriaalien tavanomaisiin mekaanisiin ominaisuuksiin kuuluvat kovuus, lujuus, iskunkestävyys ja plastisuus. Tämä projekti keskittyy makrokovuuteen, iskutesteihin ja vetokokeisiin.
Lämpökäsiteltynä ja valettuna korkeahiilisen, vähän seosterästä, bainiittiterästä oleva vuori, helmi-teräsvuori ja korkea-mangaaniteräsmatriisi-komposiittivuorauslevy Rockwell-kovuus (HRC) testattiin HBRVU-187.5 Bromwell -optisella kovuusmittarilla. Jokainen näyte mitattiin 10 eri kohdasta, ja näytteen kovuusarvo oli testitulosten aritmeettinen keskiarvo.
JBW-300hc: n instrumentoitua metalliheilausiskutestikonetta käytettiin testaamaan Charpy-V-lovi-standardinäytteiden iskuja, joissa oli korkeahiilistä vähän seosterästä, helmiäistä teräsvuorausta ja bainiittiteräsvuorausta lämpökäsiteltyinä ja valettuina; korkean mangaaniteräksen matriisikomposiittivaippa käsiteltiin standardiksi Charpy-u-lovi-näytteeksi standardin mukaisesti ja iskunvaimennusenergia testattiin. Jokaisen lovetun näytetyypin iskutyyppi on 10 mm * 10 mm * 50 mm, ja kunkin näytteen keskimääräinen iskukoko on esitetty kolmen loven piirustuksessa.
Käyttämällä WDW-300hc: n mikrotietokoneohjattua elektronista yleistä vetolujuustestauskonetta vetolujuustestit tehtiin vähän hiiltä sisältävälle vähän seostetulle teräkselle, bainiittiteräkselle, helmi-teräsvuoraukselle ja korkean mangaaniteräksen matriisikomposiittivuorauslevylle lämpökäsiteltynä ja huoneessa valettuna lämpötila. Korkeahiilinen vähäsekoitettu teräs, bainiittiteräs, pearliittiteräs ja korkean mangaaniteräksen matriisimateriaalin vuorauslevynäytteet valettuina ja lämpökäsiteltyinä käsitellään vetolujuustesteiksi, kuten kuvissa 2-5 on esitetty. Huoneen lämpötilan vetolujuus asetetaan arvoon 0.05 mm / min, ja jokainen näyte testataan kolme kertaa ja otetaan keskiarvo.
2.1.6 iskunkorroosion hiontatesti
Iskukorroosion hankaavan kulutustesti suoritetaan modifioidulla MLD-10a-dynaamisen kuorman hankaavan kulumisen testauskoneella. Kulutustesterin kaavio on esitetty kuvissa 2-6. Modifikaation jälkeen testikone voi tietyssä määrin simuloida puoliautogeenisen myllyvuoren isku-korroosiohankaista kulumista. Erityiset testiparametrit on esitetty taulukossa 2-1.
Taulukko 2-1 Iskunkorroosiokestokoneen tekniset parametrit | |
Parametrin nimi | Parametrin arvo |
Iskuenergia / J | 4.5 |
Vasaran paino / kg | 10 |
Vaikutusajat / aika · min-1 | 100 |
Vasaran vapaa putoamiskorkeus / mm | 45 |
Alemman näytteen pyörimisnopeus / R · min-1 | 100 |
Hankauskoko / silmä | 60-80 (kvartsihiekkaa) |
Veden ja kvartsihiekan massasuhde | 2:5 |
Vesimassa / kg | 1 |
Kvartsihiekan massa / kg | 2.5 |
Testin aikana ylempi näyte asennetaan vasaraan ja alempi näyte asetetaan karalle. Moottorin käyttämä pääakselin alempi näyte ja sekoitusterä pyörivät moottorin kanssa. Iskuvasara nostetaan asettamaan vaadittu iskuenergian korkeus ja putoaa sitten vapaasti. Vasaralla ajettu ylempi näyte vaikuttaa toistuvasti alempaan näytteeseen ja ylemmän ja alemman näytteen väliseen hankausaineeseen (märkä kvartsihiekka) sekoitusterällä. Aikavälissä, joka valmistautuu seuraavaan iskuerotusjaksoon, ylemmillä ja alemmilla näytteillä ja hioma-aineilla on suhteellinen liukuminen ja prosessi on kolmen kappaleen hankaava kuluminen. Sekä ylemmälle että alemmalle näytteelle kohdistuu tiettyjä iskuja ja hankaavaa kulumista, mikä johtaa näytteen painohäviöön, joka on näytteen hankauksen määrä.
Näytteiden alemmat näytteet ovat 45 terästä sammutuksen ja karkaisun jälkeen ja kovuus 50 HRC. Ylemmät näytteet ovat vähän hiiltä seostettua terästä, bainiittiteräsvuorausta, helmiäistä teräsvuorausta ja korkean mangaaniteräksen matriisikomposiittimateriaalista valmistettua vuorauslevyä lämpökäsiteltynä ja valettuna. 4.5 j: n iskuenergian alla ylemmän näytteen koko on 10 mm * 10 mm * 30 mm, ja alempi päätypinta käsitellään kaaripinnaksi, jonka halkaisija on 50 mm, kuten kuvissa 2-7 on esitetty; Ylemmän näytteen 9j-iskuenergian yläosa on 10mm * 10mm * 20mm, ja alaosa on 7.07mm * 7.07mm * 10mm, ja alapää käsitellään kaaripinnaksi, jonka halkaisija on 50mm, kuten on esitetty kuvissa 2-8.
Ennen kulutustestiä näytettä tulisi esijauhaa 30 minuuttia näytteen asennusvirheen ja muiden tekijöiden vaikutuksen eliminoimiseksi. Esijauhamisen jälkeen poista ensin kuluneet pinnat ja muut roskat pehmeällä harjalla, puhdista näyte absoluuttisella etanolilla ultraäänellä, kuivaa se välittömästi ja punnitse elektronisella analyyttisellä vaa'alla (punnitaan kolme kertaa joka kerta, ja otetaan sen keskiarvo näytteen laaduksi). Punnitse kulutustestin alussa 15 minuutin välein ja toista sitten yllä oleva punnitus.
2.1.7 Iskumurtuman, vetomurtuman ja korroosion kulumisen morfologian havaitseminen
Näytteiden iskumurtuma, vetomurtuma ja korroosion kulumisen morfologia havaittiin 500- ja 2000-kertaisella suurennuksella käyttämällä fenom-prox-pyyhkäisyelektronimikroskooppia. Havaittavat näytteet puhdistettiin ja kuivattiin etanolilla, ja näytteiden pintamorfologia havaittiin pyyhkäisyelektronimikroskoopilla, ja analysoitiin kulutusta kestävän seosteräksen murtumismekanismi ja kulumismekanismi.
3.0 Lämpökäsittelyn vaikutus kulutusta kestävien, vähän hiiltä seostettujen teräsrakenteisten SAG-myllyvuorien mikrorakenteeseen ja mekaanisiin ominaisuuksiin
Lämpökäsittelyllä on suuri vaikutus vähän hiiltä sisältävän korkeahiilisen teräksen mikrorakenteeseen ja mekaanisiin ominaisuuksiin. Tässä luvussa tutkitaan erilaisen lämpökäsittelyn vaikutusta kulutusta kestävään, vähän hiiltä sisältävään, seostetulle teräkselle, jolla on tietty koostumus, ja lämpökäsittelyprosessi optimoidaan optimaalisen iskunkestävän ja kulutusta kestävän seosteräksen saamiseksi.
Kulutusta kestävän, vähän hiiltä sisältävän seostetun teräksen kemiallinen koostumus on esitetty taulukossa 3-1.
Taulukko 3-1 Hiiliteräksisten, vähän hiiltä seostettujen terästen (paino-%) kemiallinen koostumus | |||||||
C | Si | Mn | P | S | Cr | Ni | Mo |
0.655 | 0.542 | 0.976 | 0.025 | 0.023 | 2.89 | 0.75 | 0.352 |
Kuvassa 2-2 esitetyn lämpökäsittelyprosessin mukaan Y-muotoinen testilohko lämpökäsiteltiin ja merkittiin näytteiksi 1, 2, 3 ja 4 ja valettu tila merkittiin näytteeksi 5. lämpökäsittely, näytteet mikrorakenteen havainnointia varten, kovuuskoe, iskutesti, vetolujuustesti ja iskukorroosion hiontakulutustesti leikattiin langanleikkauskoneella.
3.1 Lämpökäsittelyprosessin vaikutus vähän hiiltä sisältävän korkeahiilisen teräksen mikrorakenteeseen ja mekaanisiin ominaisuuksiin
3.1.1 Mikrorakenne
Kuvassa 3-1 on esitetty hiiliteräksisen vähän seosteräksen mikrorakenne, jolla on erilaiset lämpökäsittelytilat, ja kuvassa 3-1 (a) (b) on näytteen 1 metallografinen rakenne. Hehkutuksen jälkeen 1000 ° C: ssa ja normalisoitumisessa 950 ° C: ssa ja karkaisussa. korkeassa lämpötilassa (570 ℃) näytteen mikrorakenne on helmiäistä. Kuva 3-1 (c) (d) esittää näytteen 2 metallografisen rakenteen. Sen jälkeen kun hehkutus on tapahtunut 1000 ° C: ssa ja normalisoitunut 950 ° C: ssa ja karkaisu alhaisessa lämpötilassa (250 ° C), näytteen mikrorakenne on myös helmiäinen. Kuva 3-2 (a) (b) esittää SEM: n ottaman suuritehoisen mikrorakenteen. Näytteen 1 mikrorakenteessa (kuva 3-2 (a)) voidaan havaita lamellihelmiä, jossa on vuorotellen vaalea ja tumma, ja myös näytteen 2 mikrorakennetta (kuva 3-2 (b)) voidaan havaita selvästi lamellaarinen pearliitti, Samalla suurennuksella 1 ℃ lämpötilassa karkaistua, vähän hiiltä sisältävän korkeahiilisen teräksen (10 × 570) helmirakenne pyrkii pallomaiseksi. Kuva 3-1 (E) (f) esittää näytteen 3 metallografisen rakenteen. Sen jälkeen kun hehkutus on tapahtunut 1000 ° C: ssa, öljyn sammutus 950 ° C: ssa ja karkaisu korkeassa lämpötilassa (570 ° C), näytteen mikrorakenne on karkaistu sorbiitti martensiitilla suuntautuminen. Kuva 3-1 (g) (H) esittää näytteen 4 metallografisen rakenteen. Näytteen mikrorakenne on karkaistu sen jälkeen, kun se on hehkutettu 1000 ° C: ssa, öljy sammutettu 950 ° C: ssa ja karkaistu alhaisessa lämpötilassa (250 ° C). martensiitti. Kun näyte sammutetaan öljyssä 950 ° C: ssa ja karkaistaan matalassa lämpötilassa, C-atomit diffundoituvat ensin ja saostavat dispergoituneita karbideja ylikyllästetystä a-kiinteästä liuoksesta. Karkaisulämpötilan noustessa karbidi saostuu seosteräksen lisäyksessä, ja karbidi muuttuu vähitellen sementiksi ja kasvaa vähitellen. Ajan myötä pidätetty austeniitti alkaa hajota ja sementti saostuu samaan aikaan. Kun karkaisulämpötila nousee 570 ° C: seen, ylikyllästetyt C-atomit saostuvat kokonaan ylikyllästetystä a-kiinteästä liuoksesta, ja hienot sementiittiaggregaatit ja karkeat aineet osoittavat karkaistua sorbiittia, joka ylläpitää martensiitin suuntautumista.
Kuvassa 3-3 on esitetty hiiliteräksisen, vähän seosteräksen XRD-diffraktiokuviot eri lämpökäsittelytiloissa. Kuviosta voidaan nähdä, että eri lämpökäsittelytiloissa olevissa näytteissä on vain a-vaihe tai ylikyllästynyt a- ja sementtifaasi ilman muita faaseja.
3.1.2 Mekaaniset ominaisuudet
Kuvio 3-4 esittää runsaasti hiiltä sisältävien vähän seosterästen kovuutta erilaisissa lämpökäsittely- ja valutiloissa. Tulokset osoittavat, että korkean hiilisisäisen vähän seosteräksen (näyte 4) kovettumisarvo hehkutettiin 1000 ° C: ssa ja öljy sammutettiin 950 ° C: ssa ja karkaistu 250 ° C: ssa. Näytteen 1, näytteen 2 ja näytteen 3 kovuusarvot ovat hyvin lähellä ja merkittävästi pienempiä kuin näytteen 4, ja näyte 2 on hieman korkeampi kuin näyte 1 ja näyte 3. Koska mitä korkeampi karkaisulämpötila on, sitä alhaisempi kovuus seosterästä on. 2 × 10 näytteen kovuus matalassa lämpötilassa (250 ℃) on hieman korkeampi kuin 1 × 10 näytteen karkaistuna korkeassa lämpötilassa (570 ℃) ja 4 × 10 näytteen kovuus on karkaistua matalassa lämpötilassa (250 ℃). suurempi kuin 3 × 10 näytettä. 1 # näyte ja 2 # näytettä ovat vähän hiiltä sisältävää seostettua terästä normalisoinnin ja karkaisun jälkeen. Karkaisulämpötilalla ei ole juurikaan vaikutusta teräksen kovuusarvoon, ja ero on pieni, joten 1 # näytteen ja 2 # näytteen kovuusarvolla on pieni ero. 3 # näyte ja 4 # näyte ovat runsaasti hiiltä vähän seosterästä karkaisun ja karkaisun jälkeen. Karkaisulämpötilalla on suuri vaikutus näytteen kovuusarvoon. Matalassa lämpötilassa karkaistun 4 # näytteen kovuus on paljon korkeampi kuin 3 # näytteen kovuuden korkean lämpötilan karkaisun jälkeen.
Eri lämpökäsittelyjen ja korkeahiilisten, vähän seosterästä valettujen iskujen absorboima energia on esitetty kuvissa 3-5. Tulokset osoittavat, että näytteiden 1, 2, 3 ja 4 iskunvaimennusenergia puolestaan pienenee. Vähähiilisen seosteräksen (näyte 1) iskutuksen absorbointienergia, joka on hehkutettu 1000 ° C: ssa, normalisoitu 950 ° C: ssa ja karkaistu 570 ° C: ssa, on huomattavasti suurempi kuin muiden näytteiden. Tämä johtuu siitä, että käsittelyn normalisoinnin jälkeen austeniitissa olevan seosteräksen jokaisen elementin kiinteän liuoksen aste paranee, seoselementtien erottuminen valurakenteessa paranee, valurakenteen homogenointiaste paranee ja aineen iskunkestävyys terästä parannetaan. Normalisoinnin ja karkaisun jälkeen lämpökäsittelyn jälkeen 1 ja 2 näytettä ovat perliittirakennetta, jolla on hyvä sitkeys. Näytteen 1 helmirakenne on passivoitu ja pyrkii pallomaistumaan. Siksi näytteen 1 sitkeys on parempi kuin näytteen 2 ja näytteen 1 iskuenergia on suurempi. Öljyn sammutuksen ja alhaisen lämpötilan karkaisukäsittelyn jälkeen seosteräksen lopullinen mikrorakenne on karkaistu martensiitti. Näyte ylläpitää korkeaa kovuutta ja matalaa sitkeyttä sammutettuna, joten seosteräs säilyttää edelleen korkean kovuuden ja matalan sitkeyden. Öljyn sammutuksen ja karkaisun jälkeen korkeissa lämpötiloissa martensiitti alkoi hajota ja muodostui suuri määrä sorbiittia. Näytteen 3 kovuus laski merkittävästi ja sitkeys lisääntyi merkittävästi. Siksi näytteen 3 sitkeys oli parempi kuin näytteen 4 sitkeys. Valutetun, vähän hiiltä sisältävän seostetun teräksen iskunvaimennusenergia on pienin ja sitkeys huonoin.
Erittäin lämpöhiottujen seostettujen terästen vetolujuus eri lämpökäsittelyssä ja valutiloissa on esitetty taulukossa 3-2. Tulokset osoittavat, että vetolujuus Rm: 3 # > 1 # > 2 # > 4 # > 5 #; Tuotto vahvuus Suhde: 3 # > 1 # > 2 # > 4 # 、 5 #. Toisin sanoen korkein hiilisisäisen seostetun teräksen (3 #) vahvuus on hehkutettu 1000 ° C: ssa, öljy sammutettu 950 ° C: ssa ja karkaistu 570 ° C: ssa on korkein lujuus, ja vähän hiiltä sisältävä seosteräs (4 #) hehkutettu 1000 ° C: ssa. ℃, öljy sammutettu 950 ℃ ja karkaistu 250 ℃ on pienin lujuus. Murtuma murtuman jälkeen δ: 1 # > 2 # > 3 # > 4 # > 5 #, ts. Vähän hiiltä sisältävä seostettu teräs (1 #) hehkutettiin 1000 ° C: ssa, normalisoitiin 950 ° C: ssa ja karkaistiin 570 ° C: ssa paras plastisuus, 1 #, 2 #, 3 # ja 4 # ovat sekamurtumia. Tulokset osoittavat, että vähähiilisen seostetun teräksen (# 4) plastisuus hehkutettiin 1000 ° C: ssa, öljy sammutettiin 950 ° C: ssa ja karkaistu 250 ° C: ssa. on pahin, mikä on hauras murtuma. Valutetun, vähän hiiltä seostetun teräsvalun (# 5) lujuus ja plastisuus ovat huonompia kuin lämpökäsittelynäytteen, joka on hauras murtuma.
Taulukko 3-2 Runsaasti hiiltä sisältävien vähän seosterästen vetolujuustestit eri lämpökäsittelyprosesseissa | |||
Tuote nro | Vetolujuus / Mpa | Venymä murtuman jälkeen /% | Myötöraja / Mpa |
1# | 1005 | 14.31 | 850 |
2# | 947 | 13.44 | 760 |
3# | 1269 | 10.53 | 1060 |
4# | 671 | 4.79 | / |
5# | 334 | 3.4 | / |
3.1.3 iskumurtumien analyysi
Kuvassa 3-6 on esitetty erilaisten lämpökäsittelyjen ja valettujen korkeapitoisten ja vähän seostettujen terästen iskumurtumomorfologia. Kuvassa 3-6 (a) (b) on esitetty korkean hiilisisäisen vähän seosteräksen (näyte 1) iskuhalkeamorfologia, joka on hehkutettu 1000 ° C: ssa, normalisoitu 950 ° C: ssa ja karkaistu 570 ° C: ssa. SEM-havainnon tulokset osoittavat, että murtumapinta on suhteellisen tasainen makroskooppisen havainnon mukaan (katso kuva 3-6 (a)) 3-6 (b)) havainto osoittaa, että murtumapinnalla on pieniä koloja ja kirkas kielen kuvio voidaan nähdä. Tämä näyte osoittaa parempaa sitkeyttä kuin muut näytteet. Kuvassa 3-6 (c) (d) on esitetty korkean hiilisisäisen vähän seosteräksen (näyte 2) iskumurtumomorfologia, joka on hehkutettu 1000 ° C: ssa, normalisoitu 950 ° C: ssa ja karkaistu 250 ° C: ssa. Pienellä suurennuksella tehdystä havainnosta (ks. Kuva 3-6 (c)) voidaan nähdä, että murtumapinta on suhteellisen tasainen, ja suuritehoisesta havainnosta (katso kuva 3-6 (d)) pieni murtumassa voidaan havaita lohkojen lukumäärä ja havaittavissa on selkeä kielen muotoinen kuvio ja repeämäreuna. Näennäisen pilkkomisen ominaisuudet paljastuvat. Kuvassa 3-6 (E) (f) on esitetty korkeahiilisen vähäsekoitetun teräksen (näyte 3) iskumurtumien morfologia, joka on hehkutettu 1000 ° C: ssa, öljy sammutettu 950 ° C: ssa ja karkaistu 570 ° C: ssa. Murtuma on suhteellisen tasainen pienellä suurennuksella tehdyn havainnon mukaan (katso kuva 3-6 (E)), ja suurella suurennuksella havaitussa murtumassa on muutama kuoppa ja pieni määrä repeämiä (ks. Kuva 3- 6 (f)). Kuvassa 3-6 (g) (H) on esitetty korkeahiilisen vähäsekoitetun teräksen (4 #) iskuhalumurtuman morfologia, joka on hehkutettu 1000 ° C: ssa, normalisoitu 950 ° C: ssa ja karkaistu 570 ° C: ssa. Murtuma on rakeiden välinen murtuma, joka on havaittu pienellä suurennuksella (katso kuva 3-6 (g)), ja suurella suurennuksella on muutamia repäiseviä reunoja ja melkein katkaisumurtuman morfologiaa (katso kuva 3-6 (H)). Kuvio 3-6 (I) (J) esittää valetun korkeahiilisen ja vähän seosteräksen (5 #) iskumurtuman morfologiaa. Murtumassa on jokikuvio, joka on tyypillinen hauras murtuma, ja valetun näytteen sitkeys on pahin.
3.1.4 Vetomurtumien analyysi
Erittäin lämpökäsiteltävän ja valutilassa olevan hiiliteräksisen, vähän seosteräksen vetolujuusmorfologia on esitetty kuvissa 3-7. Kuvio 3-7 (a) (b) esittää korkeahiilisen vähäsekoitetun teräksen (# 1) vetolujuuden murtomorfologian, joka on hehkutettu 1000 ° C: ssa, normalisoitu 950 ° C: ssa ja karkaistu 570 ° C: ssa. Pieniä koloja voidaan havaita, ja murtuma-alue on suuri, mikä kuuluu sitkeään pallografiikkaan. Kuvassa 3-7 (c) (d) on esitetty korkean hiiliteräksen seosteräksen (# 2) vetolujuusmurtuman morfologia, joka on hehkutettu 1000 ° C: ssa, normalisoitu 950 ° C: ssa ja karkaistu 250 ° C: ssa, pieniä koloja ja osittain sileitä uria havaitaan suuri suurennus (kuva 3-7 (d)). Pallomurtumaan kuuluvissa urissa ei löydy halkeamia. Kuopat ovat pienempiä ja matalampia, ja näytteen sitkeys on huonompi kuin # 1. Kuvassa 3-7 (E) (f) on esitetty korkean hiiliteräksen seosteräksen (# 3) vetolujuusmurtuman morfologia, joka on hehkutettu 1000 ° C: ssa, öljy sammutettu 950 ° C: ssa ja karkaistu 570 ° C: ssa. Useimmat pilkkomiskuviot ja pieni määrä pieniä koloja voidaan havaita. Katkaisukuvioalue on suurempi, kuitupinta-ala on pienempi ja näyte # 3 on sekamurtuma. Kuva 3-7 (g) (h) Hiiliteräksisen vähän seosteräksen (# 4) vetolujuusmurtuman morfologia, joka on hehkutettu 1000 ° C: ssa, öljy sammutettu 950 ° C: ssa ja karkaistu 250 ° C: ssa, osoittaa selvästi jokikuvion ja katkaisumurtuman ominaisuudet. Suurella suurennuksella (kuva 3-7 (H)) murtumakeskuksessa havaitaan pieni määrä matalia koloja, mutta näytteet kuuluvat silti hauraaseen murtumaan. Kuvio 3-7 (I) (J) esittää valetun korkeahiilisen, vähän seosteräksen (# 5) vetomurtumomorfologiaa ilmeisillä jokikuvioilla ja ilmeisillä katkaisumurtumuominaisuuksilla. Se kuuluu hauras murtuma, ja näytteen sitkeys on pahin.
Hiiliteräksinen, vähän seosterästä oleva kulutusta kestävä seosteräs, jonka koostumus on c0.65%, Si 0.54%, Mn 0.97%, Cr 2.89%, Mo 0.35%, Ni 0.75% ja N 0.10%, altistettiin neljälle eri lämpökäsittelylle. Eri lämpökäsittelyiden vaikutuksia korkeahiilisen ja vähän seosteräksen mikrorakenteeseen ja mekaanisiin ominaisuuksiin tutkittiin. Vähähiilisen seostetun teräksen lämpökäsittelymenetelmät ovat seuraavat: 1000 ℃ × 6 h hehkutus + 950 ℃ × 2.5 h normalisointi + 570 ℃ × 2.5 h karkaisu; 1000 ℃ × 6 h hehkutus + 950 ℃ × 2.5 h normalisointi + 250 ℃ × 2.5 h karkaisu; 1000 ℃ × 6 h hehkutus + 950 ℃ × 2.5 h öljyn sammutus + 570 ℃ × 2.5 h karkaisu; 1000 ℃ × 6 h hehkutus + 950 ℃ × 2.5 h öljyn sammutus + 250 ℃ × 2.5 h karkaisu. Tulokset osoittavat, että:
- Hiilipitoisen, vähän seosteräksen (# 1) mikrorakenne hehkutettu 1000 ° C: ssa, normalisoitu 950 ° C: ssa ja karkaistu 570 ° C: ssa on helmiäinen. Hiilihiiliteräksisen, seostetun teräksen (# 2) mikrorakenne, joka hehkutettiin 1000 ° C: ssa, normalisoitiin 950 ° C: ssa ja karkaistiin 250 ° C: ssa, on myös helmiäinen. Nro 1: n helmirakenne on kuitenkin passiivinen ja sillä on taipumus pallomaistua, ja sen kattavat ominaisuudet ovat parempia kuin # 2. Mikrorakenne korkea-hiilisestä seoksesta (näyte 3) hehkutettiin 1000 ° C: ssa, öljy sammutettiin 950 ° C: ssa ja karkaistuna 570 ° C: ssa on karstoitunut sorbiitti, jonka suunta on martensiitti. Matalan seosteräksen (4) korkeahiilisen (1000) mikrorakenne hehkutettiin 950 ℃: ssa, öljy sammutettiin 250 ℃: ssa ja karkaistu XNUMX ℃: ssa on karkaistu martensiitti.
- Vähähiilisen seostetun teräksen (# 4) kovuus on hehkutettu 1000 ℃, öljyn sammutettu 950 ℃ ja karkaistu 250 ℃, Rockwellin kovuus on korkein 57.5 HRC. Kolmen muun hiiliteräksisen vähän seosteräksen kovuus on matalampi kuin näytteessä 4 ja kovuusarvot ovat lähellä. Näytteiden 1,2,3 kovuus on 43.8 HRC, 45.3 HRC ja 44.3 HRC.
- V-loven iskusitkeystesti osoittaa, että korkeahiilinen, vähän seosterästä (# 1) hehkutettu 1000 ° C: ssa, normalisoitu 950 ° C: ssa ja karkaistu 570 ° C: ssa, on suurin iskunvaimennusenergia (8.37 J) ja paras sitkeys. Vetotestitulokset osoittavat myös, että murtuman jälkeisellä venymällä murtumaton korkea seostettu teräs (# 1) hehkutettiin 1000 ℃: ssa, normalisoitiin 950 ℃: ssa ja karkaistiin 570 ℃: ssa, suurin murtovenymä murtuman jälkeen (14.31%) ja murtuma on pallografiittimurtuma.
- Vetokokeen tulokset osoittavat, että korkein hiilisisäisen seosteräksen (# 3) vahvuus on hehkutettu 1000 ℃, öljy sammutettu 950 ℃ ja karkaistu 570 ℃ on paras lujuus (Rm: 1269mpa, Rel: 1060mpa), # 1 , # 2 , # 3 , ja # 4 vahvuus on Rm: 1005 MPa, suhteellinen: 850 MPa; Rm: 947 MPa, suhteellinen: 740 MPa; Rm: 671 MPa.
- Valutetun, vähän hiiltä sisältävän seostetun teräksen (# 5) mekaaniset ominaisuudet ovat huonommat kuin lämpökäsitellyillä näytteillä. Lämpökäsittely parantaa runsaasti hiiltä sisältävän vähän seosteräksen kattavia ominaisuuksia.
4.0 Kulumista kestävän bainiittiteräksen, pearliittiteräksen ja korkean mangaaniteräksen matriisikomposiittitehtaiden mikrorakenne ja mekaaniset ominaisuudet
Vertaaksemme ja tutkiakseen puoliautogeenisen tehtaan vuorauslevyn kulutusta kestävää ja korroosionkestävää seosterästä, ottaen perussuuntaukseksi runsaasti hiiltä sisältävän seosteräksen, tehtaamme suunnitteli kolme erilaista korkeahiilisestä seosterästä ja niiden komposiittimateriaalit ja valmistettu vuorauslevyt. Valu ja lämpökäsittely saatiin päätökseen tehtaallamme, ja alustava koe tehtiin metallikaivoksissa.
Bainiittiteräksen, helmiteräksen ja korkean mangaaniteräksen matriisikomposiittimyllyvuorien kemiallinen koostumus on esitetty taulukoissa 4-1, 4-2 ja 4-3.
Taulukko 4-1 Bainiittiteräksisten vuorauslevyjen kemiallinen koostumus (paino-%) | |||||||
C | Si | Mn | P | S | Cr | Mo | Ni |
0.687 | 1.422 | 0.895 | 0.053 | 0.029 | 4.571 | 0.424 | 0.269 |
Taulukko 4-2 Pearlite-teräsvuorauslevyjen kemiallinen koostumus (paino-%) | |||||||
C | Si | Mn | Al | W | Cr | Cu | Ni |
0.817 | 0.43 | 0.843 | 0.028 | 0.199 | 3.103 | 0.111 | 0.202 |
Taulukko 4-3 Korkean mangaaniteräksen matriisikomposiittivuorauslevyjen kemiallinen koostumus (paino-%) | |||||||
C | Si | Mn | Al | Cr | V | Ti | Ni |
1.197 | 0.563 | 20.547 | 0.271 | 0.143 | 0.76 | 0.232 | 0.259 |
Kun bainiittiteräksinen vuori, helmi-teräsvuori ja korkean mangaaniteräksen matriisikomposiittivuori on poistettu, näytteet mikrorakenteen havainnointia, kovuuskoetta, iskutestiä, vetolujuustestiä ja iskukorroosion hiontakulutustestiä varten leikataan langanleikkauskoneella.
4.1 Bainiittiteräksen, pearliittiteräksen ja korkean mangaaniteräksen matriisikomposiittitehtaiden mikrorakenne ja mekaaniset ominaisuudet
4.1.1 Mikrorakenne
Kuvassa 4-1 on esitetty bainiittiteräksen vuorauslevyn metallografinen rakenne ja kuvassa 4-1 (a) (b) kulumattoman pinnan metallografinen rakenne. Musta neulamainen alempi bainiittirakenne (katso nuoli kuvassa 4-1 (b)), höyhenmainen ylempi bainiittirakenne (katso kuva 4-1 (b) ympyrä) ja jotkut valkoiseksi jääneet austeniitit. Kuva 4-1 (c) (d) esittää kulumispinnan metallografisen rakenteen. Musta neulamainen alempi bainiittirakenne ja joitain valkoista pidättyvää austeniittia voidaan havaita. Musta neulamainen alempi bainiitti kulumattomalla pinnalla on hienompaa kuin kulumispinta.
Kuvassa 4-2 on esitetty bainiittiteräksen vuorauslevyn XRD-diffraktiokuvio. Bainiittiteräksen näytteen diffraktiokuvio osoittaa a-faasin ja y-faasin diffraktiohuiput, eikä kaaviossa ole selvää karbidin diffraktiohuippua.
Kuvio 4-3 esittää korkean mangaaniteräksen matriisikomposiittivuorauslevyn metallografisen rakenteen, 4-3 (a) esittää makrografia, kuvio 4 Kuvioissa 3-4 (b) on esitetty suurennoskaavio ja kuvassa 3-10 (b) suuri määrä karbideja austeniittirakeella. Kiillotetun ja syövytetyn korkea-mangaaniteräsmatriisikomposiittivuorauslevynäytteen pinnalle otettiin 100 metallografista kuvaa 4-kertaisella suurennuksella (katso kuviot 4-9.73). Karbidien pinta-ala näkökentässä analysoitiin käyttämällä Lycra-metallografisen mikroskoopin ohjelmistoa Las phase expert -ohjelmisto ja otettiin aritmeettinen keskiarvo. Laskelman mukaan kovametallipitoisuus korkean mangaaniteräksen matriisikomposiittivuoressa on XNUMX%. Karbidit ovat dispergoituneet austeniittiin toisena vaiheena, mikä parantaa materiaalin kulutuskestävyyttä ja myötölujuutta. Korkean mangaaniteräksen matriisikomposiittimateriaalimateriaali on komposiittimateriaali, jonka matriisina on austeniittirakenne ja toisena vaiheena karbidi.
Kuvassa 4-4 on esitetty korkean mangaaniteräksen matriisikomposiittivuorauslevyn XRD-diffraktiokuvio, jossa on y-faasin ja karbidin diffraktiohuippuja, mutta ei martensiitin diffraktiohuippuja.
Kuvassa 4-6 on esitetty helmiteräksisen vuorauksen mikrorakenne ja kuvassa 4-6 (a) (b) on esitetty Lycran metallografisen mikroskoopin ottama metallografinen rakenne. Voidaan havaita, että helmirakenne on mustavalkoinen (katso kuva 4-6 (b) musta ympyrä). Valkoinen alue on ferriitti ja musta on sementti. Kuvio 4-6 (c) esittää SEM: n suuritehoista mikrorakennetta. Kirkkaalla ja tummalla faasilla oleva Pearlite näkyy. Vaaleampi osa on sementtiä ja tummempi osa ferriittiä.
Kuvassa 4-7 on esitetty helmiäisen terästehtaan vuorausten XRD-diffraktiokuvio. Pearlite-myllyvuorauslaitteiden diffraktiokuviossa on a-faasin ja Fe3C-faasin diffraktiohuippuja, eikä näkyvää jäännös austeniittipiikkiä näy.
4.1.2 Mekaaniset ominaisuudet
Taulukossa 4-4 esitetään testitulokset bainiittiteräsvuoren, korkean mangaaniteräksen matriisikomposiittikomposiittivuoren ja helmiteräksisen vuorauksen kovuudesta ja iskunkestävyydestä. Tulokset osoittavat, että bainiittiteräksellä on hyvät yhteensopivuusominaisuudet kovuus ja sitkeys; korkean mangaaniteräksen matriisikomposiitilla on heikko kovuus, mutta hyvä sitkeys ilman kovettumista; Pearlite-teräksen sitkeys on heikko.
Taulukko 4-4 Kolmityyppisten seosterästehdasvuorien Rockwell-kovuus ja iskunkestävyys | |
erä | Tulos |
Bainiittiseoksesta valmistetun seosteräksen myllyvuorien (HRC) kovuus | 51.7 |
Korkean mangaaniteräksen matriisiseoksesta valmistetun komposiittiseoksesta valmistetun terästehtaan vuorausten kovuus | 26.5 |
Pearlite-seosterästehdasvuorien kovuus (HRC) | 31.3 |
Bainiittiseoksesta valmistettujen seosterästehdaslinjojen V-lovinen iskunvaimennusenergia (J) | 7.5 |
Korkean mangaaniteräksen matriisikomposiittiseoksesta seostetun teräsmyllyn vuorausten U-lovinen iskunvaimennusenergia (J) | 87.7 |
V-lovella (J) olevan helmiäisen seosterästä valmistettujen myllyvuorien iskunvaimennusenergia | 6 |
Kuvio 4-8 on vertailu kovuuden jakautumiseen kovettuneen kerroksen alueella kolmen tyyppisillä vuorausmateriaaleilla, nimittäin bainiittiteräsvuorauksella, korkean mangaaniteräksen pohjalevyllä olevalla komposiittivuorauslevyllä ja helmiteräksisellä vuorilla. Tulokset osoittavat, että korkealla mangaaniteräspohjaisella komposiittivuorauslevyllä ja bainiittiteräsvuorauksella on ilmeinen kovettumisilmiö kaivoksessa suoritetun kokeilun jälkeen. Korkean mangaaniteräspohjaisen komposiittivuorausmateriaalin kovettumissyvyys on 12 mm, ja vuorauslevyn kovuus nostetaan 667 HV: iin (58.7 HRC); Bainiittiteräksen vuorauksen kovettumissyvyys on 10 mm, HVS: n kovuutta lisättiin lähes 50% koneistamalla kovettumista, eikä helmiäisessä teräsvuorauksessa ollut selvää kovettumisilmiötä.
Taulukossa 4-5 esitetään korkean mangaaniteräksen matriisikomposiittimyllyvuorauslaitteiden ja helmihiiliterästehtaiden vuorausten vetolujuustestit. Tulokset osoittavat, että helmiteräsmatriisimatriisikomposiittimyllyvuorauslinjojen vetolujuus vastaa korkea-mangaaniteräsmatriisikomposiittimateriaalimyllyvuorauslinjojen vetolujuutta, mutta korkean mangaaniteräsmatriisikomposiittimateriaalin vuorauslevyn myötölujuus on suurempi kuin helmi-teräsvalssaamon vuoraukset. Samanaikaisesti venymä teräshelmiteräsvuoren murtuman jälkeen on suurempi kuin mangaaniteräsmatriisikomposiitin, ja korkean mangaaniteräsmatriisikomposiittimateriaalin vuorilla on parempi sitkeys.
Taulukko 4-5 Eri seosterästehtaan vuorausten vetokokeiden tulokset | |||
Tuote nro | Vetolujuus / Mpa | Venymä murtuman jälkeen /% | Myötöraja / Mpa |
Korkea mangaaniteräsmatriisikomposiittivuori | 743 | 9.2 | 547 |
Pearlite-teräsvuori | 766 | 6.7 | 420 |
4.1.3 Iskumurtumien analyysi
Kuvassa 4-9 on esitetty bainiittiteräksen, korkean mangaaniteräksen matriisikomposiittivuorauslevyn ja helmi-teräsvuorauksen iskumurtumomorfologia. Kuvio 4-9 (a) (b) esittää bainiittiteräksisen vuorausmateriaalin iskumurtumomorfologiaa. Murtumispinta on suhteellisen tasainen, sillä siinä on pieni määrä repeämiä ja suuri suurennos (kuva 4-9 (a)) Kaivojen (B-9) murtolujuus on matala, mutta murtumienergia on vähäistä. Kuvio 4-9 (c) (d) esittää korkean mangaaniteräksen matriisikomposiittivuorausmateriaalin iskumurtuman morfologiaa. Pienestä suurennuksesta (kuva 4-9 (c)) murtumapinnalla havaitaan ilmeinen plastinen muodonmuutos, ja poikkileikkaukseen ilmestyy koloja. Suurella suurennuksella (kuva 4-9 (d)) voidaan havaita suuria ja pieniä kuopia samanaikaisesti, ja suuret kuopat ovat syviä ja kolot ovat sotkeutuneet toisiinsa. Kuva 4-9 (E) (f) esittää helmiteräksisen vuorausmateriaalin iskumurtumomorfologiaa. Murtumispinta on suhteellisen tasainen pienellä suurennuksella (kuva 4-9 (E)), kun taas jokikuvio voidaan havaita suurella suurennuksella (kuva 4-9 (f)). Samanaikaisesti jokikuvion reunalla voidaan havaita pieni määrä koloja. Näyte on hauras murtuma makronäkymässä ja muovimurtuma paikallisessa osassa mikronäkymässä.
4.1.4 Vetomurtumien analyysi
Kuvassa 4-10 on esitetty korkean mangaaniteräksen matriisikomposiittikomposiittilevyn ja helmiteräksisen vuorauslevyn vetolujuusmurtuman morfologia ja kuvassa 4-10 (a) (b) on esitetty korkean mangaaniteräksen matriisikomposiittivuorausmateriaalin vetomurtumomorfologia. Pienestä tehosta (kuva 4-10 (a)) murtumalla on ilmeinen plastinen muodonmuutos, pieni repeämäreuna ja suuri suurennus (kuvio Pieni määrä matalia koloja ja suuri määrä katkaisuvaiheita voidaan havaita 4-10 (b) .Näyte kuuluu sekamurtumamoodiin.Kuvio 4-10 (c) (d) esittää helmiteräksisen vuorausmateriaalin vetomurtumomorfologiaa.Murtumapinta on suhteellisen tasainen, kun sitä havaitaan pienellä suurennuksella ( Kuva 4-10 (c)) Selvä jokikuvio ja repeämäreuna voidaan havaita suurella suurennuksella (kuva 4-10 (d)). Näyte kuuluu hauraaseen murtumaan.
4.2 Tulokset
- Bainiittiseoksesta valmistettujen seosterästehdaslinjojen mikrorakenteessa näkyy musta neulamainen alempi bainiitti ja osa höyhenmaista ylempää bainiittia, kovuus 51.7 HRC. Sen jälkeen kun myllyn vuori on testattu kaivoksissa, sen tietty kovettumissyvyys on 10 mm. Myllyn vuorauksen kovuus kasvaa 50 HV: lla. Bainiittiteräksisen vuorauksen V-loven absorboima iskuenergia on 7.50 J ja murtopinta on pallografiittinen murtuma. Bainiittiseosteräsmyllyvuorilla on hyvät kattavat mekaaniset ominaisuudet.
- Korkean mangaaniteräksisen matriisikomposiittitehtaan vuorauksen mikrorakenne on austeniittirakenne. Austeniittirakeiden rajalla on paljon karbideja, ja karbidipitoisuus on 9.73%. Korkean mangaaniteräksen matriisikomposiittimateriaalin vuorausmateriaali on komposiittimateriaali, jonka matriisina on austeniittirakenne ja toisena vaiheena karbidi. Korkean mangaaniterästä sisältävän matriisikomposiittivuoren kovuus on 26.5 HRC ilman kovettumista. Kaivoksissa käytetyn käytön jälkeen tapahtuu selvää kovettumista. Kovettumisen syvyys on 12 mm. Korkein kovuus on 667 HV (58.7 HRC). Korkean mangaaniteräksestä valmistetun matriisikomposiittikomponentin tavallisen u-loven iskunvaimennettu energia on 87.70 J ja iskumurtuma on pallografiikkamurtuma. Korkean mangaaniteräsmatriisimatriisikomposiittivuoren venymä venymämurtuman jälkeen on 9.20% ja vetomurtuma on sekamurtuma. Korkean mangaaniteräsmatriisikomposiittitehtaalla on hyvä sitkeys. Korkean mangaaniteräksen matriisikomposiittitehtaiden vuorausten vetolujuus ja myötölujuus ovat 743 MPa ja 547 MPa.
- Tulokset osoittavat, että helmiäisen seosteräksen myllyvuorien mikrorakenne on tyypillisesti mustavalkoinen helmirakenne, jonka kovuus on 31.3 hr, eikä kaivoksissa tapahtuvan koekäytön jälkeen ole selvää kovettumista. Perliteettiteräsvuorauksen V-loven iskunvaimennusenergia on 6.00 j, ja murtumispinta on mikrolokaalinen muovimurtuma ja makrohauras murtuma. Pearlite-teräsvuorauksen venymä vetomurtuman jälkeen on 6.70%, vetomurtuma on hauras murtuma, sitkeys on korkea ja mangaaniteräsmatriisikomposiitin vuoraus on heikko. Pearlite-teräsvuorauksen vetolujuus ja myötöraja ovat 766 MPa ja 420 MPa.
5.0 Puoliautogeenisten tehdasseosteisten terästehtaiden vuorausten iskunkorroosio ja hankauskestävyys
Puoliautogeenisen myllyn myllyvuoriin vaikuttavat paitsi liete myös sen kuluminen, myös rummun liete syöpyvät, mikä lyhentää huomattavasti vuorauksen käyttöikää. Iskukorroosion hankaava kulutustesti voi hyvin simuloida puoliautogeenisen myllyn vuorauslevyn kulumistilaa. Tällä hetkellä materiaalien kulumiskestävyyttä ja korroosionkestävyyttä koskevalla tutkimuksella pyritään pääasiassa mittaamaan materiaalien hankauspainohäviö iskunkorroosiohioma-aineen kulutustestissä kolmen rungon kulumisolosuhteissa ja tarkkailemaan näytteiden kulumismorfologiaa skannaamalla elektronimikroskoopilla, ja analysoi sitten kulumismekanismi. Tässä luvussa eri näytteiden kulumiskestävyys ja kulumismekanismi analysoidaan iskunkorroosion hankaavan kulumishäviön ja lämpökäsitellyn vähähiilisen seostetun korroosionkestävän teräksen, baiiniteräksisen vuorauksen, helmiäisen teräsvuoren ja korkean mangaaniteräksen morfologian avulla matriisikomposiittivuori.
5.1 Iskukorroosion hankaavat kulumisominaisuudet 4.5 J: n iskuenergialla
5.1.1 iskunkorroosion hankaavan kulutuskestävyys
4.5j: n iskuenergian vaikutuksesta korkeahiilisen, vähän seosterästä olevan korroosionkestävän teräksen, bainiittiteräksisen vuorauksen, helmiäisen teräsvuoren ja korkean mangaaniteräksen matriisikomposiittivuorauslevyn kulutuspainohäviö erilaisissa lämpökäsittelytiloissa, joissa on iskunkorroosiota hankaava kuluminen aika on esitetty kuvassa 5-1.
- Tulokset osoittavat, että kunkin näytteen laihtuminen kasvaa ajan myötä ja kulumisnopeus on vakaa;
- Kunkin näytteen kulumiskestävyys on seuraava: Bainiittiteräksinen vuorauslevy > 1000 ℃ hehkutus +950 ℃ normalisoituva +570 ℃ karkaistu korkeahiilinen matala seosteräs > 1000 ℃ hehkutus +950 ℃ öljyn sammutus +250 ℃ karkaistu korkeahiilinen matala seosteräs> helmiäinen teräsvuori > 1000 ℃ hehkutus +950 ℃ normalisoituminen +250 ℃ korkean hiiliteräksen karkaistu seostettu teräs > 1000 ℃ hehkutus +950 ℃ öljyn karkaisu +570 ℃ korkeahiilinen matala seosteräs> korkean mangaaniteräksen komposiittitehtaiden vuoraukset.
5.1.2 Hankaumismekanismin analyysi
Iskuhankaisen kulumisen pääasiallisia kulumismekanismeja on kaksi: yksi on hankaavan leikkauksen ja taltan aiheuttama kuluminen; toinen on väsymiskuluminen, joka johtuu toistuvasta kuopan muodonmuutoksesta iskuvoiman alla. Märkäjauhatilassa iskujen hankaava kuluminen on pääasiassa hankaavaa kulumista ja siihen liittyy sähkökemiallinen korroosio, joka edistää toisiaan ja nopeuttaa materiaalien kulumisnopeutta.
Kuvassa 5-2 on esitetty hiiliteräksisen vähäsekoitetun korroosionkestävän teräksen ja bainiittiteräksen vuorauksen, helmiäisen teräsvuorauksen ja korkean mangaaniteräksen matriisikomposiittimateriaalin vuorauslevyn kulumispinnan morfologia eri lämpökäsittelytiloissa.
Kuva 5-2 (a) (b) esittää 1R-näytteen kulumismorfologian, ts. Vähän hiiltä sisältävän seostetun teräksen, joka hehkutettiin 1000 ° C: ssa ja normalisoitiin 950 ° C: ssa ja karkaistiin 570 ° C: ssa. Pienellä suurennuksella (kuva 5-2 (a)) näytteen kulumispinta on suhteellisen tasainen. Suurella suurennuksella (kuva 5-2 (b)) voidaan havaita leikkaavia uria, ja kuluneelle pinnalle ilmestyy pieni määrä uupumiskouruja. Näyte on pääasiassa mikroleikkausmekanismi. Näyte on perliitti, jonka kovuusarvo on 43.7 HRC ja jolla on tietty leikkauskestävyys. Samalla näytteellä on vahva sitkeys. Iskunkorroosion hankaavan kulumisen aikana se voi tuottaa suuren muovisen muodonmuutoksen. Ennen muovisen muodonmuutoksen väsymistä, se muuttuu muovimuodon kiilaksi ja muoviseksi harjaksi iskuvoiman ja kvartsihiekan vaikutuksesta. Näytteen kuluneella pinnalla ei ole selvää korroosiota, mikä osoittaa, että näytteen korroosionkestävyys on hyvä.
Kuvassa 5-2 (c) (d) on esitetty 2R-näytteen kulumismorfologia, ts. Vähän hiiltä sisältävä seosteräs, joka on hehkutettu 1000 ° C: ssa ja normalisoitu 950 ° C: ssa ja karkaistu 250 ° C: ssa. Pienellä suurennuksella (kuva 5-2 (c)) näytteen kulumispinta on suhteellisen tasainen. Suurella suurennuksella (kuva 5-2 (d)) voidaan havaita leveät ja matalat leikkausurat ja näkyä ilmeinen plastisen muodonmuutoksen kiila, muovinen harjanne ja jotkut plastisen muodonmuutoksen aiheuttamat leikkaushakeet. Samanaikaisesti ilmestyy pieni määrä rypytyskuoppia, mikä on pääasiassa mikroleikkausmekanismia, johon liittyy pieni määrä muovisen muodonmuutoksen väsymisvaria. Näytteen kuluneella pinnalla ei ole selvää korroosiota, mikä osoittaa, että näytteen korroosionkestävyys on hyvä.
Kuva 5-2 (E) (f) esittää 3R-näytteen kulumismorfologiaa, ts. Vähän hiiltä sisältävä seosteräs, joka on hehkutettu 1000 ° C: ssa, sammutettu 950 ° C: ssa ja karkaistu 570 ° C: ssa. Pienellä suurennuksella (kuva 5-2 (E)) näytteen kulumispinta on suhteellisen tasainen ja siinä on hieman roskia. Suurella suurennuksella (kuva 5-2 (f)) voidaan havaita suuri määrä epäsäännöllisiä roiskuvia kuoppia. Näytteen kulumismekanismi on muovinen uupumismekanismi. Näytteen kuluneella pinnalla ei ole selvää korroosiota, mikä osoittaa, että näytteen korroosionkestävyys on hyvä.
Kuva 5-2 (g) (H) esittää 4R-näytteen kulumismorfologiaa, ts. Vähän hiiltä sisältävä seosteräs, joka on hehkutettu 1000 ° C: ssa ja sammutettu 950 ° C: ssa ja karkaistu 250 ° C: ssa. Pienellä suurennuksella (kuvat 5-2 (g)) näytteen kulumispinta on suhteellisen tasainen. Suurella suurennuksella (kuva 5-2 (H)) voidaan havaita matalia ja oikoteitä. Koska näyte on karkaistu martensiitti, sen kovuus saavuttaa 57.5 HRC: llä on vahva leikkauskestävyys. Kuluneella pinnalla voidaan havaita samanaikaisesti suuri määrä epäsäännöllisiä roiskuvia kuoppia. Näytteen plastisuus on heikko. Jaksollisen rasituksen vaikutuksesta tapahtuu toistuva plastinen muodonmuutos, joka muodostaa jännityskeskittymän lähteen, väsymishalkeaman ja lopulta väsymyksen. Näytteen kulumismekanismi on muovinen uupumus. Näytteen kuluneella pinnalla ei ole selvää korroosiota, mikä osoittaa, että näytteen korroosionkestävyys on hyvä.
Kuvassa 5-2 (I) (J) on esitetty 5R-näytteen eli bainiittiteräksisen vuorausmateriaalin hankausmorfologia. Pienellä suurennuksella (kuva 5-2 (J)) voidaan havaita, että samanaikaisesti on olemassa pitkiä leikkaavia ja pikakuvausvauroja, ja voidaan nähdä pieni määrä epäsäännöllisiä uria. Näytteen mikroleikkausmekanismi on pääosin mikroleikkaus. Näyte on bainiittirakenne, sillä on hyvä kova sitkeys, korkea kovuusarvo (51.3 HRC) ja tietty leikkauskestävyys; samaan aikaan näytteellä on vahva sitkeys, joka voi aiheuttaa suuren muovisen muodonmuutoksen ja pienen määrän roiskuvia kuoppia isku-korroosiohiontaprosessin aikana. Siksi näytteen iskunkorroosion hankaava kulumiskestävyys on paras. Näytteen kuluneella pinnalla ei ole selvää korroosiota, mikä osoittaa, että näytteen korroosionkestävyys on hyvä.
Kuva 5-2 (k) (L) esittää 6R-näytteen eli korkean mangaaniteräsmatriisikomposiittivuorausmateriaalin hankausmorfologiaa pienellä suurennuksella (kuva 5-2) (k) (näytteen kulumispinta on suhteellisen tasainen, voidaan havaita pieni määrä leikkaavia uria, ja pitkiä ja syviä leikkaavia uria ja osaa kulumisjätteistä voidaan havaita suurina aikoina (kuva 5-2 (L)), mikä osoittaa, että näytteen leikkauksenestokyky on huono, ja kuluneella pinnalla voidaan havaita suuri määrä epäsäännöllisiä roiskeita, ja mikroleikkausmekanismi on näytteen päämekanismi. Näytteen kuluneella pinnalla ei ole selvää korroosiota, mikä osoittaa, että näytteen korroosionkestävyys on hyvä. Näytteen kovuus on pieni ilman kovettumista. Se ei voi saada tarpeeksi kovettumiskovuutta 4.5 j: n iskuenergian alla. Siksi näytteen leikkausvastus on heikko ja korroosionkestävä kulumiskestävyys on pahin.
Kuvio 5-2 (m) (n) esittää 7R-näytteen eli helmiäisen teräsvuorausmateriaalin hankausmorfologiaa. Pienellä suurennuksella (kuvat 5-2 (m)) näytteen hankauspinta on suhteellisen tasainen, ja pienen määrän roiskuvia kuoppia voidaan havaita. Suurella suurennuksella (kuva 5-2 (n)) voidaan havaita syvä leikkausura ja kulumisjätteet, ja näytteen leikkauksenestokyky on heikko. Leikkaavan uran ja roskien ympärillä voidaan havaita joitain epäsäännöllisiä roiskeita. Mikroleikkausmekanismi ja näytteen uupumiskohta on samanlainen. Näytteen kuluneella pinnalla ei ole selvää korroosiota, mikä osoittaa, että näytteen korroosionkestävyys on hyvä.
Yhteenvetona voidaan todeta, että iskunkorroosion hiontakulutustestissä 4.5 j iskuenergian yhteydessä jotkut näytteet ovat pääasiassa mikroleikkaavia kulumismekanismeja, jotkut näytteet ovat pääasiassa väsyneitä leviämiskulumekanismeja ja jotkut näytteet ovat yhtä rasitettuja näihin kahteen kulumismekanismiin. Näytteiden iskunkestävyys määritetään kahdella mekanismilla, nimittäin kovuudella ja sitkeydellä. Testitulosten mukaan bainiittiteräksellä on parhaiten sopiva kovuus ja sitkeys sekä paras iskun- ja kulutuskestävyys. Korkean mangaaniteräksestä valmistetun matriisikomposiittivuoren kulutuskestävyys on pahin, koska se ei saa tarpeeksi kovettumista. Tämä tulos on yhdenmukainen hankauksen painonpudotuksen tuloksen kanssa.
5.1.3 Kulutusta kestävien seosterästen kovettumisvaikutus 4.5J: n iskuenergian alla
Eri kulutusta kestävien seosterästen kovettumisvaikutusten tutkimiseksi mitattiin eri kulutusta kestävien seosterästen kuluneen pintakerroksen mikrokovuuden asteittainen muutoskäyrä 4.5 j: n iskuenergialla eli iskunkestävä työ- kovettumiskäyrä. Kuvassa 5-3 on esitetty kovametallikovet, joissa on vähän hiiltä sisältävää korroosiota kestävää terästä, betaniittiterästä, helmiäistä teräsvuorausta ja korkean mangaaniteräksen matriisikomposiittivuorauslevyä 4.5 j iskuenergialla.
Kuviosta voidaan nähdä, että 4.5 j iskuenergian olosuhteissa erilaisilla kulutusta kestävillä seosteräksillä on tietynasteinen kovettumiskyky. Mitä lähempänä kulumispintaa, sitä parempi kovettuminen on; mitä kauempana kulumispinnasta, sitä huonompi työn kovettumisvaikutus; korkean mangaaniteräksestä valmistetun matriisikomposiitin kovettumisaste on suurin ja kovuus kasvaa melkein 264 Tulokset osoittavat, että korkeimman hiiliteräksen vähäsekoitetun teräksen kovuus on hehkutettu 1000 ° C: ssa, öljy sammutettu 950 ° C: ssa ja karkaistu 250 ° C: ssa kovuus. Bainiittiteräksen kovuus on toista muuta kuin hehkutettu 1000 ℃, öljy sammutettu 950 ℃ ja karkaistu 250 ℃. Ensimmäisen sitkeys on kuitenkin parempi kuin jälkimmäisen, ja edellisellä on suhteellisen korkea kovuus, joten edellisellä on korkea kovuus 4.5 j. Tulokset osoittavat, että bainiittiteräksen kulutuskestävyys on paras iskuenergiassa, mikä on yhdenmukaista korroosion kulumisen laadun analyysin tuloksen kanssa.
5.2 Iskukorroosion kuluttavan aineen kulutusominaisuudet 9J-iskuenergiassa
5.2.1 iskunkorroosion hankaavan kulutuskestävyys
9j-iskuenergian vaikutuksesta näkyy hiiliteräksisen vähäsekoitetun korroosionkestävän teräksen, bainiittiteräsvuoren, helmi-teräsvuorauksen ja korkean mangaaniteräksen matriisikomposiittivuorauslevyn kulumishäviö erilaisissa lämpökäsittelytiloissa, joissa on iskunkorroosiokulutus. kuvassa 5-4
- Tulokset osoittavat, että kunkin näytteen laihtuminen kasvaa ajan myötä ja kulumisnopeus on vakaa;
- Näytteiden kulutuskestävyys ja korroosionkestävyys korkeasta matalaan ovat 1000 ℃ hehkutus + 950 ℃ normalisointi + 570 ℃ karkaisu korkeahiilinen vähäsekoitettu teräs> bainiittiteräs vuorauslevy ≥ 1000 ℃ hehkutus + 950 ℃ öljyn sammutus + 570 ℃ korkea karkaisu matalaseosteräs> 1000 ℃ hehkutus + 950 ℃ öljyn sammutus + 250 ℃ karkaisu korkeahiilinen matala seosteräs ≥ korkea mangaaniteräs matriisi komposiittimateriaali vuorauslevy> 1000 ℃ hehkutus + 950 ℃ normalisointi + 250 ℃ karkaiseva korkeahiilinen matala seosteräs ≥ helmiäinen teräs vuoraus.
5.2.2 Hankaumismekanismin analyysi
Kuvassa 5-5 on esitetty vähän hiiltä sisältävän korroosiota kestävän korkeahiiliteräksen, bainiittiteräksisen vuorauksen, helmiäisen teräsvuorauksen ja korkean mangaaniteräksen matriisikomposiittimateriaalista valmistetun vuorauslevyn kulunut pintamorfologia erilaisissa lämpökäsittelytiloissa.
Kuvassa 5-5 (a) (b) on esitetty 1R-näytteen hankausmorfologia, ts. Vähän hiiltä sisältävä seosteräs, joka on hehkutettu 1000 ° C: ssa ja normalisoitu 950 ° C: ssa ja karkaistu 570 ° C: ssa. Pienellä suurennuksella (kuvat 5-5 (a)) näytteen kulumispinta on suhteellisen tasainen. Suurella suurennuksella (kuva 5-5 (b)) voidaan havaita ilmeisiä leikkausuroja, joissa on syvät urat ja pieni määrä väsymystä. Näytteessä näkyy leikkauskulumekanismi. Tärkein tekijä on väsymisvuoto. Näytteen kuluneella pinnalla ei ole selvää korroosiota, mikä osoittaa, että näytteen korroosionkestävyys on hyvä.
Kuvassa 5-5 (c) (d) on esitetty 2R-näytteen kulumismorfologia, ts. 1000 ℃ hehkutus + 950 ℃ normalisointi + 250 ℃ karkaistava korkeahiilinen, vähän seosterästä. Pienellä suurennuksella (kuvat 5-5 (c)) näytteen kulumispinta on suhteellisen tasainen. Suurella suurennuksella (Kuva 5-5 (d)) voidaan havaita suuria ja pieniä leikkausvauroja samanaikaisesti, pienen määrän leikkausjätettä ja pieni määrä leviämistä voidaan havaita suuren leikkuuuran ympärillä Tulokset osoittavat että näytteen päämekanismi on leikkaus, johon liittyy tietty määrä väsymispalamekanismia. Kuluneella pinnalla ei ole selvää korroosiota, mikä osoittaa, että näytteen korroosionkestävyys on hyvä.
Kuvassa 5-5 (E) (f) on esitetty 3R-näytteen hankausmorfologia, ts. 1000 ℃ hehkutus + 950 ℃ öljyn sammutus + 570 ℃ karkaistavan korkeahiilisen ja vähän seosterästä. Pienellä suurennuksella (kuvat 5-5 (E)) näytteen kulumispinta on suhteellisen tasainen ilman ilmeistä väsymisvuotoa. Suurella suurennuksella (kuva 5-5 (f)) havaittiin monia ilmeisiä leikkaavia uria ja joitain väsymystä aiheuttavia kuoppia. Näytteen leikkausmekanismi oli pääosin leikkausmekanismi, ja samaan aikaan oli myös väsymispoistomekanismi. Näytteen kuluneella pinnalla ei ole selvää korroosiota, mikä osoittaa, että näytteen korroosionkestävyys on hyvä.
Kuvassa 5-5 (g) (H) on esitetty 4R-näytteen kulumismorfologia, ts. 1000 ℃ hehkutus + 950 ℃ öljyn sammutus + 250 ℃ karkaistava korkeahiilinen, vähän seosterästä. Pienellä suurennuksella (kuvat 5-5 (g)) näytteen kulumispinta on suhteellisen tasainen. Suurella suurennuksella (kuva 5-5 (H)) voidaan havaita monia lyhyitä ja matalia pieniä leikkaavia uria, ja löytyy myös pieni määrä pitkiä ja matalia pieniä leikkaavia uria. Erikokoiset väsymisvarastot ovat jakautuneet kuluneelle pinnalle. Näytteen päämekanismi on väsymispoistomekanismi, ja samanaikaisesti on olemassa pieni määrä leikkausmekanismia. Näytteen kuluneella pinnalla ei ole selvää korroosiota, mikä osoittaa, että näytteen korroosionkestävyys on hyvä.
Kuvio 5-5 (I) (J) esittää 5R-näytteen eli bainiittiteräksisen vuorausmateriaalin hankausmorfologiaa. Pienellä suurennuksella (kuvat 5-5 (I)) näytteen kulumispinta on suhteellisen tasainen, ja näkyviä leikkaavia uria voidaan nähdä. Suurella suurennuksella (kuva 5-5 (J)). Näytteen kuluneella pinnalla ei ole selvää korroosiota, mikä osoittaa, että näytteen korroosionkestävyys on hyvä.
Kuvio 5-5 (k) (L) esittää 6R-näytteen eli korkean mangaaniteräksen matriisikomposiittivuorausmateriaalin kulumismorfologiaa. Pienellä suurennuksella (kuvat 5-5 (k)) näytteen kulumispinta on suhteellisen tasainen, ja havaittavissa oleva leikkausura on havaittavissa. Suurella suurennuksella (kuva 5-5 (L)) leikkausura on matala ja siinä on havaittavissa roskia. Tässä olosuhteessa kulutuspinnan leikkaava vaara on 4.5 j Iskuenergian olosuhteissa näyte on lyhyt ja matala, mikä osoittaa, että näytteellä on vahvempi leikkauksenestokyky syövyttävässä hankaavassa kulumisessa suurella iskuenergialla. Kuluneella pinnalla voidaan havaita joitain epäsäännöllisiä roiskeita, ja mikroleikkausmekanismi on näytteen päämekanismi. Näytteen kuluneella pinnalla ei ole selvää korroosiota, mikä osoittaa, että näytteen korroosionkestävyys on hyvä.
Kuvio 5-5 (m) (n) esittää 7R-näytteen, toisin sanoen helmiäisen teräsvuorausmateriaalin, kulumismorfologiaa. Pienellä suurennuksella (kuvat 5-5 (m)) näytteen kulumispinta on suhteellisen tasainen, ja voidaan havaita ilmeisiä roiskuvia kuoppia. Suurella suurennuksella (kuviot 5-5 (n)) väsymisvariaissa on jälkiä toistuvasta plastisesta muodonmuutoksesta, ja pieniä määriä leikkaavia uria ja kulumisjätteitä voidaan havaita. Näytteen väsymisvastusmekanismi on pääasiassa väsymisvuoto. Näytteen kuluneella pinnalla ei ole selvää korroosiota, mikä osoittaa, että näytteen korroosionkestävyys on hyvä.
Yhteenvetona voidaan todeta, että törmäyskorroosion hiontakulutustestissä 9j-iskuenergian avulla jotkut näytteet ovat pääasiassa mikroleikkaavia kulumismekanismeja ja jotkut näytteet ovat pääasiassa väsyneitä leviämiskulumekanismeja. Näytteiden iskunkestävyys määritetään kahdella mekanismilla, nimittäin kovuudella ja sitkeydellä. Testitulosten mukaan korkealla hiiliteräksellä seostetusta teräksestä, joka hehkutettiin 1000 ° C: ssa, normalisoitiin 950 ° C: ssa ja karkaistiin 570 ° C: ssa, kovuus ja sitkeys sopivat hyvin yhteen ja sitkeys on paras, joten iskunkestävyys on paras . Korkean mangaaniteräksestä valmistetun matriisikomposiittimateriaalin vuorauslevy voi saavuttaa tietyn kovettumisen suurella iskuenergialla, ja sen kulumiskestävyys ja korroosionkestävyys paranevat tässä olosuhteessa. Tämä tulos on yhdenmukainen hankauksen painonlaskun tuloksen kanssa.
5.2.3 Kulutusta kestävien seosterästen kovettuminen 9J: n iskuenergialla
Kuvassa 5-6 on esitetty hiiliteräksisen vähäsekoitetun korroosionkestävän teräksen, bainiittiteräksisen vuorauksen, helmiäisen teräsvuorauksen ja korkean mangaaniteräksen matriisikomposiittivuorauslevyn kulumis- ja kovettumiskäyrät 9j iskuenergialla. Kuviosta voidaan nähdä, että 9j: n iskuenergian olosuhteissa erilaisilla kulutusta kestävillä seosteräksillä on tietynasteinen kovettumiskyky. Mitä lähempänä kulumispintaa, sitä parempi kovettuminen on; mitä kauempana kulumispinnasta, sitä huonompi työn kovettumisvaikutus; korkean mangaaniteräksestä valmistetun matriisikomposiitin kovettumisaste on suurin ja työn kovettuminen on kovaa Hehkuttamisen jälkeen 1000 ℃, öljyn sammutuksen 950 ℃ ja karkaisemisen 250 ℃ lämpötilassa, korkeahiilisen vähäsekoitetun teräksen kovuus on suurin. kovahiilinen vähän seosterästä hehkutettu 1000 ℃ ja normalisoitu 950 ℃ ja karkaistu 570 ℃ on vain huonompi kuin hehkutettu 1000 ℃, öljy sammutettu 950 ℃ ja karkaistu 250 ℃. Ensimmäisellä on kuitenkin parempi sitkeys kuin jälkimmäisellä, ja entisellä on melko korkea kovuus. Siksi edellinen hehkutetaan 1000 ℃: ssa iskuenergian ollessa 9j +. Tulokset osoittavat, että 950 ℃: n lämpötilassa normalisoidun ja 570 ℃: n lämpötilassa normalisoidun korkean hiilisisäisen seosteräksen kulumiskestävyys on paras, mikä vastaa tulosta korroosiokulutuslaadun analyysistä.
5.3 Tulokset
Vähähiiliseoksinen, erittäin hiiltä sisältävä kulutusta kestävä teräs, jonka koostumus on Fe 93.50%, C 0.65%, Si 0.54%, Mn 0.97%, Cr 2.89%, Mo 0.35%, Ni 0.75% ja N 0.10%, käsiteltiin neljällä eri tavalla. lämpökäsittelyt. Lämpökäsitellyn vähähiilisen seostetun teräksen, bainiittiteräksen, korkean mangaaniteräksen matriisikomposiittikomposiittivaipan ja helmiteräksisen vuorauksen iskunkorroosiokestävyystestit suoritettiin:
- Iskunkorroosion hiontakulutustestissä 4.5J: n iskuenergian vaikutuksesta bainiittisen teräsvuorauksen iskukorroosion hiontakulutuskestävyys on bainiittiteräksen vuori> 1000 ℃ hehkutus + 950 ℃ normalisointi + 570 ℃ karkaistu korkeahiilinen matala seosteräs> 1000 ℃ hehkutus + 950 ℃ öljyn sammutus + 250 ℃ vähähiiliseoksinen karkaistu hiiliteräs> helmiäinen teräsvuori> 1000 ℃ hehkutus + 950 ℃ normalisointi + 250 ℃ karkaistu korkeahiilinen matala seosteräs> 1000 ℃ hehkutus + 950 ℃ öljyn sammutus + 570 ℃ matala karkaistu seosteräs> korkean mangaaniteräksen matriisikomposiittivuori. Tulokset osoittavat, että seosteräksen laihtuminen kasvaa ajan myötä ja melkein lineaarisesti.
- 4.5 j: n iskuenergian alla osa näytteistä on pääosin mikroleikkaavia kulumismekanismeja, jotkut näytteet ovat pääasiassa väsyneitä leviämismekanismeja, ja joissakin näytteissä on molemmat kulumismekanismit. Vähähiiliseoksiset, vähän hiiltä seostetut teräkset hehkutettiin 1000 ℃: ssa ja normalisoitiin 950 ℃: ssa ja karkaistiin 570 ℃: ssa, vähähiiliset vähähiiliset seosteräkset hehkutettiin 1000 ℃: ssä ja normalisoitiin 950 ℃: ssa ja karkaistiin 250 ℃: ssa, bainiittiteräsvuoraukset ja korkean mangaaniteräksen matriisikomposiittivuoret ovat pääasiassa mikroleikkausmekanismeja, joita täydentävät väsymispoikkeamat. Vähähiilisen seostetun teräksen väsymispoistomekanismi hehkutettiin 1000 ℃, öljy sammutettiin 950 ℃ ja karkaistiin 570 ℃ ja hehkutettiin 1000 ℃ + öljy sammutettiin 950 ℃ ja karkaistu 250 ℃ lämpötilassa ovat pääasiassa väsymispoistomekanismi, jota täydentää mikroleikkausmekanismi. Väsymispalojen ja mikroleikkauksen mekanismi on yhtä tärkeä helmi-teräsvuorauksessa.
- Iskukorroosion hiontakulutustestissä 9j-iskuenergian aikana iskukorroosion hiontakulumiskestävyys on seuraava: 1000 ℃ hehkutus + 950 ℃ normalisointi + 570 ℃ karkaisu korkeahiilinen vähäsekoitettu teräs> bainiittiteräsvuorilevy ≥ 1000 ℃ hehkutus + 950 ℃ öljyn sammutus + 570 ℃ talteenotto Hiiliteräs, seostamaton teräs hehkutettu 1000 ℃, öljy sammutettu 950 ℃ ja karkaistu 250 ℃ korkeahiilinen vähäsekoitettu teräs ≥ korkea mangaaniteräs matriisi komposiitti vuori> 1000 ℃ hehkutus + 950 ℃ normalisointi + 250 ℃ karkaistu korkeahiilinen vähäsekoitettu teräs ≥ helmiäinen teräsvuori. Tulokset osoittavat, että seosteräksen laihtuminen kasvaa ajan myötä ja melkein lineaarisesti.
- 9j: n iskuenergian alla jotkut näytteet ovat pääasiassa mikroleikkaavia kulumismekanismeja ja jotkut näytteet ovat väsymystä aiheuttavia kulumismekanismeja. Vähähiiliseoksiset, vähän hiiltä seostetut teräkset hehkutettiin 1000 ° C: ssa ja normalisoitiin 950 ° C: ssa ja karkaistiin 570 ° C: ssa, vähähiiliset vähähiiliset seosteräkset hehkutettiin 1000 ° C: ssa ja normalisoitiin 950 ° C: ssa ja karkaistiin 250 ° C: ssa, vähähiiliset vähähiiliset seosteräkset hehkutettiin 1000 ° C: ssa ja öljy sammutettu 950 ℃: ssa ja karkaistu 570 ℃: ssa, bainiittiteräsvuoraukset ja korkean mangaaniteräksen matriisikomposiittivaipat ovat pääosin mikroleikkausmekanismeja, joita täydentävät väsymysvuotoiset mekanismit. Vähähiilisen seosteräksen ja helmiteräksestä valmistetun vuorauslevyn väsymispoistomekanismi, joka hehkutetaan 1000 ° C: ssa ja öljy sammutetaan 950 ° C: ssa ja karkaistu 250 ° C: ssa, hallitsee väsymispoistomekanismi, jota täydentää mikroleikkausmekanismi.
- 4.5J: n ja 9J: n iskuenergian alla kaikkien näytteiden korroosio ei ole ilmeinen. Koeolosuhteissa näiden näytteiden korroosionkestävyys on hyvä.
6.0 Korroosiota ja kulutusta kestävien seosteräksen SAG-tehdasalusten tulosten tutkimus
Tässä artikkelissa puoliautogeenisen myllyn myllyvuorien iskunkorroosio ja hankaava kulumisolosuhteet otetaan taustaksi käyttämällä Lycra-metallografista mikroskooppia, muhveliuunia, kovuusmittaria ja XRD: tä. Lämpökäsittelyn vaikutukset mikrorakenteeseen, kovuuteen , iskuja absorboivaa energiaa, vetolujuustestien tuloksia ja korkean hiilisisäisen vähän seosterästä olevan iskunkestävyyden kulumista tutkittiin diffraktometrillä, instrumentoidulla iskutestauskoneella, vetolujuuden testauskoneella, iskunkorroosiota kuluttavalla testerillä ja pyyhkäisyelektronimikroskoopilla. Samanaikaisesti tutkitaan myös uusia bainiittiseoksesta valmistettuja teräksestä valmistettuja vuorauksia, uusia korkean mangaaniteräksen matriisikomposiittiseoksesta valmistettuja seosterästä ja vuorattuja helmiäisiä seoksia. Tärkeimmät johtopäätökset ovat seuraavat:
- Hehkutuksen jälkeen 1000 ° C: ssa, normalisoitumalla 950 ° C: ssa ja karkaisemalla 570 ° C: ssa, kulutusta kestävän vähähiilisen seostetun teräksen mikrorakenne, jonka koostumus on C 0.65%, Si 0.54%, Mn 0.97%, Cr 2.89%, Mo 0.35% , Ni 0.75% ja N 0.10% on helmiäistä. Korkeahiilinen, vähän seosterästä hehkutettu 1000 ° C: ssa ja normalisoitu 950 ° C: ssa ja karkaistu 250 ° C: ssa on myös helmirakenne. Ensimmäisen perliittirakenne pyrkii kuitenkin pallomaiseksi ja sen kattavat ominaisuudet ovat parempia kuin jälkimmäiset. Korkean hiilisisäisen vähän seosteräksen mikrorakenne hehkutettiin 1000 ° C: ssa, öljy sammutettiin 950 ° C: ssa ja karkaistu 570 ° C: ssa. Karkaistu sorbiitti on martensiittisuunnassa. Korkeahiilinen vähäsekoitettu teräs hehkutettiin 1000 ℃, öljy sammutettiin 950 ℃ ja karkaistu 250 ℃ on karkaistu martensiitti. Korkealla hiiliteräksellä seostetusta teräksestä hehkutettu 1000 ℃, öljyn sammutettu 950 ℃ ja karkaistu 250 ℃ on korkein Rockwell-kovuus (57.5 HRC). Korkeahiilinen, vähän seosterästä hehkutettu 1000 ° C: ssa, normalisoitu 950 ° C: ssa ja karkaistu 570 ° C: ssa on suurin iskunvaimennusenergia (8.37j) ja paras sitkeys. Vetokokeen tulokset osoittavat, että korkeimman hiiliteräksen vähäsekoitetun teräksen (# 3) lujuus on hehkutettu 1000 ℃: lla, öljy sammutettu 950 ℃: lla ja karkaistu 570 ℃: lla on paras lujuus (RM: 1269 MPa). osoittavat, että murtuman jälkeisellä venymällä δ on korkeahiilistä vähäsekoitettua terästä (# 1), joka on hehkutettu 1000 ° C: ssa, normalisoitu 950 ° C: ssa ja karkaistu 570 ° C: ssa, suurin murtovenymä murtuman jälkeen (14.31%) ja murtuma on sitkeä murtuma.
- Tulokset osoittavat, että bainiittiteräksisen vuorauksen mikrorakenne on musta neulamainen alempi bainiitti ja osa höyhenen kaltaista ylempää bainiittia ja kovuus on 51.7 HRC. Koekäytön jälkeen vuorauksen kovuus kasvaa 50 HV: lla, työn kovettumisen syvyys on 10 mm ja V-loven iskuenergian absorptio on 7.50 J.Korkea mangaaniteräsmatriisikomposiittivuori on komposiittimateriaali, jossa on austeniittia rakenne matriisina ja karbidi toisena vaiheena. Vuoren kovuus on 26.5 HRC ja vuorauksen suurin kovuus on 667 HV (58.7 HRC), työn kovettumisen syvyys on 12 mm, tavallisen u-loven iskunvaimennettu energia on 87.70 J ja iskumurtuma pinta on pallografiittinen murtuma. Murtuman jälkeinen venymä on 9.20% ja vetomurtuma on sekamurtuma. Vuoren vetolujuus on 743 MPa ja myötöraja 547 MPa. Pearlite-teräsvuorauksen mikrorakenne on mustavalkoinen helmirakenne ja kovuus 31.3 HRC. Koekäytön jälkeen ei ole selvää kovettumisilmiötä. Perliteettisen teräsvuoren V-loven iskunvaimennettu energia on 6.00 J, ja murtopinta on mikrolokaalinen muovimurtuma ja makrohauras murtuma. Helmimurtoteräksen vuorauksen murtuma murtuman jälkeen on 6.70% ja vetomurtuma on hauras murtuma. Pearlite-teräsvuorauksen vetolujuus ja myötöraja ovat 766 MPa ja 420 MPa.
- 4.5j iskunkestävyystestissä iskuenergian aikana, bainiittiteräksen vuorauslevyn iskunkorroosion hiontakulutuskestävyys> 1000 ℃ hehkutus + 950 ℃ normalisointi + 570 ℃ karkaistu korkeahiilinen matala seosteräs> 1000 ℃ hehkutus + 950 ℃ öljy karkaisu + 250 ℃ karkaistu korkeahiilinen matala seosteräs> helmiäinen teräsvuori> 1000 ℃ hehkutus + 950 ℃ normalisointi + 250 ℃ karkaistu korkeahiilinen matala seosteräs> 1000 ℃ hehkutus + 950 ℃ öljyn sammutus + 570 korkeahiilinen matala seosteräs karkaistuna > korkea mangaaniteräsmatriisikomposiittivuori. Vähähiiliseoksiset, vähän hiiltä seostetut teräkset hehkutettiin 1000 ℃: ssa ja normalisoitiin 950 ℃: ssa ja karkaistiin 570 ℃: ssa, vähän hiiltä sisältävät seostetut teräkset hehkutettiin 1000 ℃: ssä ja normalisoitiin 950 ℃: ssa ja karkaistiin 250 ℃: ssa, bainiittiteräsvuoraukset ja korkean mangaaniteräksen matriisikomposiittivuoraukset ovat pääasiassa mikroleikkausmekanismeja, joita täydentävät väsymispoikkeamat. Vähähiilisen seostetun teräksen väsymispoistomekanismi hehkutettiin 1000 ℃, öljy sammutettiin 950 ℃ ja karkaistiin 570 ℃ ja hehkutettiin 1000 ℃ + öljy sammutettiin 950 ℃ ja karkaistu 250 ℃ lämpötilassa ovat pääasiassa väsymispoistomekanismi, jota täydentää mikroleikkausmekanismi. Väsymispoistomekanismi ja mikroleikkausmekanismi ovat yhtä tärkeitä helmiäisestä teräsvuorauksesta.
- Iskukorroosion hiontakulutustestissä 9j-iskuenergian aikana iskukorroosion hiontakulumiskestävyys on seuraava: 1000 ℃ hehkutus + 950 ℃ normalisointi + 570 ℃ karkaisu korkeahiilinen vähäsekoitettu teräs> bainiittiteräsvuorilevy ≥ 1000 ℃ hehkutus + 950 ℃ öljyn sammutus + 570 ℃ talteenotto Vähähiilinen seostettu teräs hehkutettu 1000 ° C: ssa, öljy sammutettu 950 ℃: ssa, karkaistu 250 ℃: ssa, korkeahiilinen matala seosteräs ≥ korkea mangaaniteräsmatriisikomposiittivuorauslevy> 1000 ℃ hehkutus + 950 ℃ normalisointi + 250 ℃ karkaiseva korkeahiilinen matala seosteräs ≥ helmiäinen vuori. Vähähiiliseoksiset, vähän hiiltä seostetut teräkset hehkutettiin 1000 ° C: ssa ja normalisoitiin 950 ° C: ssa ja karkaistiin 570 ° C: ssa, vähähiiliset vähähiiliset seosteräkset hehkutettiin 1000 ° C: ssa ja normalisoitiin 950 ° C: ssa ja karkaistiin 250 ° C: ssa, vähähiiliset vähähiiliset seosteräkset hehkutettiin 1000 ° C: ssa ja öljy sammutettu 950 ℃: ssa ja karkaistu 570 ℃: ssa, bainiittiteräsvuoraukset ja korkean mangaaniteräksen matriisikomposiittivaipat ovat pääosin mikroleikkausmekanismeja, joita täydentävät väsymysvuotoiset mekanismit. Vähähiilisen seosteräksen ja helmiteräksestä valmistetun vuorauslevyn väsymispoistomekanismi, joka hehkutetaan 1000 ° C: ssa ja öljy sammutetaan 950 ° C: ssa ja karkaistu 250 ° C: ssa, hallitsee väsymispoistomekanismi, jota täydentää mikroleikkausmekanismi.
- 4.5j: n ja 9j: n iskuenergian alla kaikkien näytteiden korroosio ei ole ilmeinen, ja kaikkien näytteiden korroosionkestävyys on parempi testiolosuhteissa.