дерексіз
Клиенттің жартылай автогенді диірменнің жұмыс жағдайына сүйене отырып, Qiming техникасы жартылай автогенді диірмен лайнерлеріне арналған коррозияға-тозуға төзімді легирленген болаттарды зерттейді.
Жартылай автогенді диірмен лайнерлері абразивті және ауыр коррозиялық тозу жағдайында. Қазіргі уақытта жоғары марганецті болат кеңінен қолданылады SAG диірмен лайнері ішкі және шет елдердегі плиталар, бірақ жоғары марганецті болаттан жасалған лайнер плиталарының қажалу кезеңінің қысқа болуы өнімнің өзіндік құнын арттырды және бұл материалды ығыстыруға тура келеді. Пайдалану мерзімін жақсарту және SAG диірменді лайнерлік плиталардың өндірістік құнын төмендету мақсатында тозуға төзімді жаңа легирленген болаттарды жасау академиялық және экономикалық маңызы бар. Бұл тұрғыда жоғары көміртекті аз легирленген болаттың жаңа түрі әзірленді және зерттелді, сонымен бірге жаңа байинит болаттан жасалған лайнерлі плиталар, жаңа марганецті болаттан жасалған композициялық лайнерлі плиталар және перлитті болаттан жасалған плиталар Цимингте жасалды. Машиналар. Термиялық өңдеу процесінің химиялық құрамына, микроқұрылымына, қаттылығына, соққыға төзімділігіне, созылуға сынағына, коррозияға төзімділігіне және жоғары көміртекті аз легирленген болаттың соққыдан коррозиялы тозуға төзімділігіне әсері Leica металлографиялық микроскопымен, муфельді пешпен, қаттылықты сынаумен зерттелген. , соққы сынағышы, созылуды сынау машинасы, соққы коррозиясын, қажалуын сынау машинасы, рентгендік диффузия, сканерлеу электронды микроскопиясы және басқа да зерттеу құралдары мен құралдары. Сонымен бірге үш жаңа тозуға төзімді лайнерлік плиталардың микроқұрылымы мен кешенді қасиеттері зерттелді.
Біріншіден, құрамында C 0.65%, Si 0.54%, Mn 0.97%, Cr 2.89%, Mo 0.35%, Ni 0.75%, N 0.10% құрамы бар жоғары көміртекті аз легирленген тозуға төзімді болат үшін төрт түрлі термиялық өңдеу жасалды. Жоғары көміртекті аз қорытпаның микроқұрылымы мен қасиеттеріне термиялық өңдеу процестерінің әсері талқыланды. Нәтижелер 1000 ° C күйдірілген, 950 ° C қалыпқа келтірілген және 250 ° C шыңдалған жоғары көміртекті аз легирленген болаттың микроқұрылымы перлит екенін және оның Charpy V-ойықты соққы сіңіру энергиясы ең жоғары екенін көрсетеді (8.37 Дж). Бірдей термиялық өңдеу процестерімен созылу максималды (14.31%), ал созылу беріктігі, беріктік беріктігі және қаттылығы 1005 МПа, 850 МПа және 43.8 HRC құрайды. 1000 ° C күйдірілген, 950 ° C қалыпқа келтірілген және 250 ° C шыңдалған жоғары көміртекті аз легирленген болат ең жақсы қасиеттерге ие.
Әзірленген лайнерлік плиталардың үш жаңа түрін зерттеу нәтижелері келесідей. Байинит болаттан жасалған лайнер плиталарының қаттылығы 51.7 HRC құрайды. Шынықтырудан кейін лайнер плиталарының қаттылығы 50Вт жоғарылайды, ал оның Charpy V-соққысының жұтылу энергиясы 7.50 Дж құрайды, оның қаттылығы мен қаттылығы жақсы сәйкес келеді. Жоғары марганецті болат матрицалық композициялық лайнерлі плиталар - аустенит матрица тәрізді, екінші фаза ретінде карбиді бар композициялық материал. Жоғары марганецті болат матрицалық композициялық лайнер плиталарының қаттылығы 26.5 HRC құрайды. Шынықтырудан кейін лайнер плиталарының қаттылығы 667 HV (58.7 HRC to дейін артады, ал оның Charpy U-ойықты соққы сіңіру энергиясы 87.70J құрайды. Жақсы беріктігі бар лайнер пластиналарының созылуы 9.20% құрайды, ал созылу беріктігі мен беріктік шегі 743 МПа және 547 МПа құрайды. Перлитті лайнер плиталарының қаттылығы 31.3 HRC құрайды. Шынықтырудан кейін лайнер плиталарының қаттылығы дерлік өзгермейді, ал оның Charpy V-ойықты соққы сіңіру энергиясы 6.00Дж құрайды. Перлиттік лайнер тақтайшаларының созылуы төмен (6.64% is, ал созылу беріктігі мен беріктігі 766 МПа және 420 МПа құрайды.
4.5 Дж соққы-энергетикалық жағдайында: болаттан жасалған лайнер плиталарының ысырылған салмағы ең аз болады және бұл материал соққы коррозиясының абразивті тозуға төзімділігі бойынша ең жақсы көрсеткішке ие. 9J соққы энергиясы жағдайында: 1000 ° C күйдірілген, 950 ° C қалыпқа келтірілген және 250 ° C шыңдалған күйдірілген жоғары көміртекті аз легирленген болаттың тозған салмағы ең аз және бұл материал соққы коррозиясының абразивті тозуға төзімділігі бойынша ең жақсы көрсеткішке ие бұл шарт.
Қолдану жағдайларына сұраныстың талдауы, соққы жүктемесі өте аз болған кезде, SAG лайнерінің плиталарын банитті болат жасау керек. соққы жүктемесі үлкен болған кезде, SAG гильза плиталарын 1000 ° C күйдірілген, 950 ° C қалыпқа келтірілген және 250 ° C шыңдалған күйдірілген жоғары көміртекті аз легирленген болат жасау керек.
1.1 Жартылай автоматты диірмен лайнерінің материалдарының зерттеу жағдайы
1.1.1 Жартылай автоматты диірмен
1932 жылы индустриялық технологияның прогресі әлемдегі алғашқы автогенді диірменді дүниеге әкелді. Шамамен 1950 ж автогенді диірмен ресми түрде шахта өндірісінде қолданылды. 1960 жылдан кейін толық автогенді ұнтақтау процесі көптеген елдердегі көптеген металлургиялық шахталарда танымал болды. Өздігінен ұнтақтау процесінде мөлшері 100 мм-ден жоғары кен ұнтақтауда негізгі ұнтақтау ортасы ретінде қолданылады, бірақ мөлшері 20 мм-ден 80 мм-ге дейін
Тегістеу қабілеті нашар болғандықтан, үлкен көлемдегі кенмен тиісті мөлшерде ұнтақтау оңай емес. Бұл мәселені шешу үшін зерттеушілер абразивті ұнтақтау үшін белгілі мөлшерде болат шарикті автогенді диірменге қосуға тырысады. Әдетте, болат шардың қосылған мөлшері автогенді диірмен көлемінің 2 ~ 8% құрайды. Бұл жақсарту шахтаның ұнтақтау бөлімінің тиімділігін едәуір жақсартады, жартылай автогенді диірмен де шығарылуы керек.
1-1 суретте металл шахталарында қолданылатын жартылай автогенді диірменнің қатты сызбасы, ал 1-2 суретте жиналуға жататын жартылай автогенді диірменнің қаптау тақтасы көрсетілген. Қысқаша айтқанда, жартылай автогенді диірмен - бұл металды руданы өндіруге арналған жабдықтың бір түрі, ол жартылай ұнтақтау шарын және руданың өзін металды руданы ұнтақтау үшін пайдаланады. Жартылай автогенді диірмен энергияны тұтынуда айтарлықтай жоғары болғанымен, бұл энергияны тиімді пайдалануға ықпал етпейді, бірақ жартылай автогенді диірменге мыналар жатады: орта және ұсақ ұсақтау жұмысы, елеу жұмысы және кенді беру, бұл шахта өндірісін айтарлықтай қысқартады процесс, шаңның ластануын азайтады, өнімнің өзіндік құнын төмендетеді және өндіріске инвестицияны азайтады.
Жартылай автогенді диірменге негізінен беріліс бөлігі, негізгі мойынтіректер, цилиндрлердің экраны, цилиндрлер бөлігі, баяу қозғалатын қондырғы, негізгі қозғалтқыш, домкрат құрылғысы, майлау, электрлік басқару және басқалары кіреді. Диірмен лайнері оқпан бөлігінің негізгі компоненті болып табылады. жартылай автогенді диірмен, сонымен бірге шығын көп болатын бөлік.
1.1.2 Жартылай автогенді диірмен лайнерлері
Жартылай автогенді диірменнің цилиндрі қозғалтқыштың жетегі астында синхронды айналады. Цилиндрге тиелген материалдар (болат шар және металл кендері) цилиндрмен бірге белгілі бір биіктікке айналады. Ауырлық күшінің әсерінен олар белгілі бір сызықтық жылдамдықпен лақтырылады. Металл рудасы, тегістеу шары және төсем табақшасы айтарлықтай үлкен әсер етеді және қатты тозады. Бұл эффекттер металды руданы ұнтақтауға мәжбүр етеді, ал ең бастысы металл рудасын ұнтақтайды Ұнтақтаудан кейін білікті материал судың әсерінен цилиндрден шығарылады.
1.2 Жартылай автогенді диірмен лайнерлерінің тозуға төзімді материалдары
Абразивті тозуға жұмсалатын тозуға төзімді болат бөлшектер тозуға төзімді болат бөлшектерінің ең ауыр жұмыс шарттарының бірі болып табылады. Құрғақ абразивті тозу жағдайымен салыстырғанда дымқыл абразивті тозудың белгілі бір коррозия факторлары бар, сондықтан тозу дәрежесі күрделі және ауыр. The диірмен лайнерлері жартылай автогенді диірмен ұзақ уақыт бойы қатты соққыға ұшырамай, сонымен қатар ылғалды минералды материалдардың коррозиясына ұшырайды. Сонымен қатар, ол қызмет ету процесінде ұзақ уақыт бойы лайнердің әсерінен, абразивті тозуынан және электрохимиялық коррозиядан зардап шегеді, бұл лайнерді SAG диірменінің ең ауыр тозуы мен істен шығуға бейім бөлігіне айналдырады. .
Жоғары марганецті болатты үйде және шетелде ылғалды диірменнің диірмені ретінде қолдану ұзақ тарихқа ие. Осы уақытқа дейін жоғары марганецті болат ылғалды диірмен төсеу үшін ең көп қолданылатын материал болып табылады. Перлитті болаттан жасалған лайнер сияқты басқа тозуға төзімді және коррозияға төзімді легирленген болаттар да үйде және шетелде қолданылады, бірақ әсері онша қанағаттанарлық емес. Ылғалды диірменді лайнерлеу өнеркәсібінің шұғыл қажеттілігі және техникалық жаңашылдық үшін маңызды, жоғары тозуға төзімділігі жоғары жоғары көміртекті аз легирленген болаттан жасалған лайнердің жаңа түрін жасау және қолдану.
1.2.1 Остенитті марганец болаты
Құйылған тозуға төзімді болатта аустенитті марганецті болат өзінің ерекше қасиеттеріне байланысты әр түрлі тозуға төзімді болат бөлшектерінде кеңінен қолданылып келеді және ежелгі тарихы бар. Металлографиялық құрылым негізінен бір фазалы аустенит, немесе аустенит құрамында аз мөлшерде карбид болады. Аустенит құрылымы жұмысты қатайту қабілетіне ие. Жұмыс беті үлкен соққы күшіне немесе үлкен жанасу кернеуіне ұшыраған кезде, беткі қабат тез қатайтылады және оның беткі қабаттылығы 700 ГВт дейін ұлғайтылуы мүмкін, сондықтан тозуға төзімділік күшейеді. Жұмыс бетінің беткі қабатының қаттылығы жоғарылағанымен, ішкі қабаттағы аустенит құрылымының қаттылығы мен беріктігі өзгеріссіз қалады, бұл жоғары марганецті болаттың тозуға төзімділігі ғана емес, сонымен қатар үлкен соққыға қарсы тұру қабілетіне ие болады жүктеме. Осы сипаттаманың арқасында жоғары марганецті болат соққыға төзімді абразивті тозуға және абразивті тозудың жоғары стресстік жағдайларына тамаша әсер етеді. Марганецті болаттың артықшылықтары көп, бірақ ақаулары да көп. Марганецті болаттың соққы күші немесе жанасу кернеуі тым аз болған кезде, болат жұмысты қатайта алмайды, ал тозуға төзімділігі төмендейді, сондықтан ол қалыпты жұмыс істей алмайды. Сонымен қатар, марганецті болаттың коррозияға төзімділігі нашар екендігі анықталды, бұл ылғалды ортада идеалды әсерге қол жеткізе алмайды.
1960 жылдардан бастап, зерттеушілер үйдегі және шет елдердегі аустениттік болатты оның жан-жақты қасиеттерін жақсарту үшін оны реформалай бастады. Олардың көпшілігі Cr, Mo, Ni, V және т.б сияқты қорытпа элементтерін қосып, C және Mn құрамын бір уақытта реттейді және аустенитті марганец болатының тозуға төзімділігі жоғары болу үшін егу модификациясын қолданады. Осы уақытқа дейін аустениттік болаттарды және метастабельді аустенитті болаттарды легирлеу, модификациялау және нығайту бойынша зерттеулер мен іздеу қуантарлық нәтижелерге қол жеткізді. Кейбір елдер тіпті жетілдірілген аустениттік болаттарды ұлттық стандарттарға қосады. Жоғары марганецті болат - ылғалды диірмен лайнерлері үшін үйде және шетелде кең таралған материал. Ылғалды диірменнің соққы жүктемесі тым аз болған кезде, жоғары марганецті болаттың жұмыстық қатаюы аяқталмайды және оның соққыға төзімділігі аз болады. Сонымен қатар, аустенит құрылымының коррозияға төзімділігі нашар болғандықтан, аустенитті болаттың коррозияға төзімділігі салыстырмалы түрде аз.
1.2.2 тозуға төзімді шойын
Қазіргі кезде төмен легирленген және жоғары легирленген ақ шойын кең қолданылады. Дәстүрлі ақ шойынмен және төмен көміртекті ақ шойынмен салыстырғанда тозуға төзімді жаңа шойын төмен хроммен және жоғары хромды ақ шойынмен тозуға төзімділікке ие.
Хром - төменгі хромды ақ шойынның негізгі легірлеуші элементі. Жалпы аз хромды ақ шойын құрамындағы карбидтер желі арқылы шойынға шашырайды. Сондықтан төмен хромды ақ шойынның сынғыштығы үлкен, ал тозуға төзімділігі орташа және жоғары легірленген ақ шойыннан төмен. Әдетте, бұл тозуға төзімділігі және төзімділік талаптары жоғары жұмыс жағдайларына сәйкес келмейді. Жоғары хромды ақ шойын жабдықтардың көптеген түрлерінде және еңбек жағдайларында кеңінен қолданылады, бұл жоғары хромды ақ шойынның хром құрамының кеңдігімен (10% ~ 30%) байланысты. Жоғары хромды ақ шойын құрамындағы аз көміртекті Cr12 шойынының беріктігі хром құрамының реттелуіне байланысты күшейтіледі, бұл үлкен соққы жүктемесі бар үлкен цементті шарикті диірменнің талаптарына жауап бере алады; белгілі бір термиялық өңдеуден кейін Cr15 шойыны аз мөлшерде карбидпен араластырылған жақсы өнімділікке ие бола алады және ұсталған аустениттің мартенситтік құрылымы тозуға төзімділігі жоғары, оны цемент зауытында шарлы диірменнің шарикті және астарлы тақтай материалдарын ұнтақтауға қолдана алады; Cr20 және Cr26 шойындары қаттылық пен беріктікке және жоғары беріктікке жақсы сәйкес келеді, оларды қабырғаның тозуға төзімді бөліктерінде қолдануға болады. Сонымен қатар, Cr20 және Cr26 шойындарының коррозияға төзімділігі мен тотығуға төзімділігі жоғары, оларды дымқыл коррозия тозуы мен жоғары температуралық тозу жағдайларында да қолдануға болады.
1.2.3 Марганецті емес тозуға төзімді легирленген болат
Өте жақсы марганецті легірленген болаттарды көбірек дамыта отырып, легирленген болаттың бұл түрінің қаттылығы мен беріктігін композиция коэффициентін оңтайландыру немесе термиялық өңдеуді зерттеу арқылы кең ауқымда реттеуге болатындығы анықталды, және ол сонымен бірге жоғары қаттылық пен жоғары қаттылыққа ие. Ол көптеген жұмыс жағдайларында жағымды әсерге ие. Марганецті емес легирленген болат бір уақытта жоғары қаттылыққа, жоғары беріктікке және жақсы беріктікке ие бола алады. Оның беріктігі мен қаттылығы аустенитті марганец болатына қарағанда әлдеқайда жоғары, ал әсер ету шамалы соққы жүктемесі кезінде жақсырақ болады. Механикалық қасиеттері мен қатаюын жақсарту үшін хром, марганец, никель, кремний, молибден және басқа қорытпа элементтері тозуға төзімді болатқа жиі қосылады.
1.2.3.1 Орташа легирленген тозуға төзімді болат
Соңғы жылдары Qiming Machinery инженерлері орташа және жоғары легирленген мартенситтік тозуға төзімді болат (C 0.2 ~ 0.25%, Cr 3 ~ 16%, Ni ≤ 2%, Mo ≤ 1%) төсеніші және біраз жетістіктерге қол жеткізілді.
(1) Химиялық құрамның дизайны
Көміртекті элемент
Көміртектің құрамы легірленген болаттың микроқұрылымына, механикалық қасиеттеріне, беріктенуіне және басқа қасиеттеріне тікелей әсер етеді. Нәтижелер көрсеткендей, сынаманың қаттылығы көміртегі азаюымен азаяды, бұл тозуға төзімділіктің болмауына әкеледі, бірақ беріктілігі салыстырмалы түрде жақсырақ; көміртегі құрамының жоғарылауымен үлгінің қаттылығы жоғарылайды, тозуға төзімділігі салыстырмалы түрде жақсарады, бірақ пластикасы мен қаттылығы нашарлайды. Нәтижелер көрсеткендей, легирленген болаттың қаттылығы көміртегі ұлғаюымен артады, ал оның пластикалық беріктігі төмендейді. Көміртектің мөлшері белгілі бір диапазонда болған кезде (0.2 ~ 0.25%), легирленген болаттың соққыға беріктігі (α K) өте баяу төмендейді және өзгеріссіз қалады. Көміртегі құрамының осы шегінде легирленген болаттың микроқұрылымы мартенсит болып табылады. Нәтижелер құрылымдардың үш түрінің композициялық механикалық қасиеттері жақсы және соққы коррозиясының абразивті тозуға төзімділігі керемет екенін көрсетеді.
Хром элементі
Хром элементі легирленген болаттың қатаю қабілетін белгілі бір дәрежеде жақсарта алады. Тиісті термиялық өңдеу үрдісінен кейін болат жақсы жан-жақты механикалық қасиеттерге ие. Хром элементтері карбюрленген болатта хром бар карбид түрінде болуы мүмкін, бұл болат бөлшектерінің тозуға төзімділігін белгілі бір дәрежеде одан әрі жақсарта алады. Біздің инженерлер Cr-дің Cr мазмұны 0.15-0.30 Cr Mo-легірленген болаттарының қасиеттеріне әсерін зерттеді. Нәтижелер көрсеткендей, легирленген болаттың соққыға беріктігін сөндіру және шынықтыру жағдайында хром құрамын арттыру арқылы жақсартуға болады. Демек, легірленген болатты жобалау кезінде біз хром элементінің құрамын ең жақсы тозуға төзімді эффектке жету үшін қорытпалы болаттан жан-жақты механикалық қасиеттер алу үшін реттей аламыз.
Біздің инженерлер қышқыл жағдайында әртүрлі хром элементтері бар легирленген болаттың тозуға төзімділігін зерттеді. Хром құрамының жоғарылауымен (1.5% ~ 18%) болат бөлшектерінің тозуға төзімділігі алдымен артып, содан кейін азаятындығы анықталды. Хром мөлшері 12.5% болған кезде болат тозуға төзімділік пен коррозияға төзімділікке ие болады. Сонымен, хром қорытпасы элементтерінің массалық үлесі тозуға төзімді легірленген болаттың 10 ~ 12% -ы тозуға төзімді әсер етеді деген қорытындыға келді.
Никель элементі
Сонымен бірге никель легирленген болаттың механикалық қасиеттерін оңтайландыру үшін оның беріктілігін жоғарылатуы мүмкін. Нәтижелер көрсеткендей, легирленген болаттың қаттылығы никель элементін қосу арқылы аздап жақсарады, бірақ легирленген болаттың соққы сіңіру энергиясы мен беріктігін едәуір жақсартуға болады. Сонымен бірге никель Fe Cr легірленген болатының пассивтенуін тездетіп, Fe Cr легірленген болатының коррозияға және тотығуға төзімділігін оңтайландыруы мүмкін. Алайда, тозуға төзімді легирленген болаттағы никельдің мөлшері тым жоғары болмауы керек (әдетте 2% -дан аз). Әдетте никельдің тым көп мөлшері фазалық зонаны тым үлкен етеді, бұл қорытпалы болатта ұсталып қалған аустенит фазасының ұлғаюына әкеледі, бұл қорытпалы болатты жақсы жан-жақты қасиеттер ала алмайды.
Молибден элементі
Молибден қорытпалы болаттың жан-жақты қасиеттерін оңтайландыру үшін легирленген болаттың түйіршікті мөлшерін белгілі бір дәрежеде нақтылай алады. Молибден мартенситтік болаттың беріктенуін жақсартады және сонымен қатар мартенситтік болаттың беріктігін, қаттылығын және коррозияға төзімділігін жақсарта алады. Болат бөлшектеріндегі кремнийдің мөлшері әдетте 1% -дан аз.
Кремний элементі
Кремнийдің құрамы легірленген болаттың аустениттік өзгеруіне әсер етуі мүмкін. Кремнийді қосу сөндіру процесінде көміртек атомдарының диффузиясын баяулатады, легирленген болатта карбидтердің түзілуіне кедергі жасайды, нәтижесінде көміртегі жоғары концентрациясы пайда болады. Аустенит фазасының тұрақтылығы фазалық трансформация кезінде жақсарады. Сонымен бірге белгілі бір Si мөлшері ерітінділерді күшейту арқылы легирленген болаттың қаттылығы мен тозуға төзімділігін жақсарта алады. Жалпы, болаттағы кремнийдің мөлшері 0.3% ~ 0.6% құрайды.
(2) Термиялық өңдеу процесі және металлографиялық құрылым
Термиялық өңдеу процесі болат бөлшектерінің микроқұрылымы мен механикалық қасиеттеріне тікелей әсер етеді. Біздің инженерлер термиялық өңдеу процесі төмен легирленген тозуға төзімді болатқа әсер ететіндігін анықтады (химиялық құрамы C 0.3%, Mn 0.3%, Cr 1.6%, Ni 0.4%, Mo 0.4%, Si 0.30%, Re 0.4% ). Термиялық өңдеу сөндіру (850 ℃, 880 ℃, 910 ℃ және 930 ℃) және шынықтыру (200 ℃ және 250 ℃) болып табылады. Нәтижелер көрсеткендей, температура тұрақты болған кезде, сындыру температурасының жоғарылауымен үлгінің қаттылығы жоғарылайды, ал соққыға сіңірілген энергия азаяды және беріктік нашарлайды. 250 ℃ температурада шыңдалған легірленген болатта көп карбидтер тұнбаға түседі, бұл матрицаның қаттылығын арттырады. 250 at температурада шыңдалған үлгінің механикалық қасиеттері 200 at температураға қарағанда жақсы. 890 at шыңдалған және 250 at шыңдалған төмен легирленген болаттың тозуға төзімділігі ең жақсы болып табылады.
Біздің инженерлер сонымен қатар химиялық құрамы C 0.51%, Si 0.13%, Cr 1.52% және Mn 2.4% орташа көміртекті аз легирленген болатты термиялық өңдеуді зерттеді. Легирленген болаттың микроқұрылымына суды салқындатудың, ауаны салқындатудың және ауаны салқындатудың әсері сәйкесінше зерттелді. Сөндірілген қорытпалы болаттың микроқұрылымы мартенсит, ал ауаны салқындатқаннан кейінгі және микроэнергетикалық құрылым мартенситті де, бейнитті де құрайды. Әрі қарай 200 at температурада , 250 ℃, 300 ℃, 350 ℃ және 400 ℃, үлгілердің жалпы қаттылығы төмендеу тенденциясын көрсетеді. Олардың ішінде ауамен салқындатылатын және ауамен салқындатылатын сынамалар құрамында байит фазасы бар көп фазалы құрылымдар болып табылады, ал олардың қаттылығы баяу төмендейді. Тозудың жоғалуы температура жоғарылаған сайын жоғарылайды. Байнит құрылымы жұмсару мен жақсы төзімділікке төзімді болғандықтан, ауамен салқындатылатын және ауамен салқындатылатын сынамалардың қаттылығы төмендейді, композициялық құрылымның байнит фазасымен тозуына төзімділігі жақсы болады.
(3) Тау-кен фабрикасының лайнерлерінің материалдарын зерттеу
Біздің инженерлер ванадийлі титан-магнетит кенішіндегі жартылай автогенді диірменнің төсемдік тақтасының (5cr2nimo қоспасы болаты) істен шығуын талдады. Нәтижелер легірленген болаттың микроқұрылымы ұсталған аустенитпен мартенсит екенін көрсетеді. Қаптау тақтасына қызмет көрсету кезінде минералды толтырғыш қаптама тақтасына абразивті тозу әсерін тигізеді, сонымен қатар қаптама пластинасы целлюлозамен коррозияға ұшырайды. Қызмет ету кезінде қаптама тақтасының тозған бетінде көптеген коррозиялық шұңқырлар мен жарықтар байқалды. Қаптау тақтасының істен шығу себебі жұмыс жағдайындағы соққы жүктемесінің тым аз болуынан және қаптама тақтасының жеткілікті түрде қатаймағандығынан, астар тақтасының жұмыс бетінің қаттылығы төмен және тозуға төзімділігі нашар деп саналады. .
Біздің инженерлер сонымен қатар құрамында көміртегі мөлшері әр түрлі төмен көміртекті жоғары легирленген болаттардың үш түрінің коррозиялық абразивті тозуға төзімділігін зерттеді (С: 0.16%, 0.21%, 0.25%). Нәтижелер көрсеткендей, легирленген болаттың қаттылығы көміртегі ұлғаюымен артады, ал соққы сіңіру энергиясы төмендейді. Тәжірибе нәтижелері көрсеткендей, құрамында 0.21% көміртегі бар легирленген болат тозудың ең аз шығынына және коррозияға қарсы абразивті тозуға төзімділікке ие.
Кремний құрамының (Si: 0.53, 0.97, 1.49, 2.10, 2.60, c0.25%) микроқұрылымына, механикалық қасиеттеріне және орташа көміртекті жоғары хромды легирленген болаттың тозуға төзімділігі әсері зерттелді. Нәтижелер көрсеткендей, құрамында кремнийдің мөлшері 1.49% болатын легирленген болаттың қаттылығы ең жоғары (55.5 HRC) және беріктілігі (соққы сіңіру энергиясы: 27.20 Дж), ал оның микроқұрылымы лат мартенситі болып табылады. Соққыдан коррозиялық абразивті тозу сынағы (соққы жүктемесі: 4.5 Дж) кремнийдің құрамындағы 1.49% легірленген болаттың тозудың ең аз шығыны және соққыға қарсы коррозияның тозуға төзімділігі жоғары екенін көрсетеді.
Біздің инженерлер сонымен қатар шахтаның үш түрлі ылғалды тегістеу лайнерінің болатының коррозиялық абразивтік тозуын зерттеді. Лайнерлердің үш түрі төмен көміртекті жоғары легирленген болат (мартенситтің құрылымы, қаттылығы: 45 ~ 50 HRC, соққыға төзімділік мәні 50 Дж / см2-ден жоғары), жоғары марганецті болат (бір фазалы аустенит құрылымы, қаттылығы> 21 HRC, соққы төзімділік мәні 147 Дж / см2-ден жоғары) және орташа көміртекті легирленген болаттан (аз мөлшерде банит пен ұсталған аустенит бар мартенситтің құрылымы, қаттылығы: 57 ~ 62 HRC, соққыға төзімділік мәні: 20 ~ 30 Дж / см2)。 2.7Дж, ал кен материалы қышқыл темір рудасы болып табылады.Сынақ нәтижелері төмен көміртекті жоғары легирленген болаттан жасалған лайнердің ең аз тозу салмағының төмендеуіне және коррозияның тозуға төзімділігінің ең жақсы екенін көрсетеді.
1.2.3.2 Төмен легирленген тозуға төзімді болат
Төмен легирленген болаттың артықшылығы негізінен оның жақсы беріктенуінен, жоғары қаттылығынан және жоғары беріктігінен көрінеді. Барған сайын зерттеушілер ылғалды диірменнің диірмені ретінде жоғары марганецті болаттың орнына аз легирленген болатты пайдалану мүмкіндігін зерттей бастайды. Әдетте төмен легирленген болат C, Mn, Cr, Si, Mo, B сияқты элементтерді қосып, сәйкес термиялық өңдеуді таңдау арқылы жақсы жан-жақты қасиеттері бар шыңдалған мартенситке айналады.
Біздің инженерлер zg40cr2simnmov болатының диірмен қаптамаларында қолданылуын зерттеді. Термиялық өңдеу процесі 900 ℃ күйдіру + 890 ℃ майды сөндіру + (220 ± 10 ℃) шыңдау болып табылады. Жоғарыда көрсетілген термиялық өңдеуден кейін zg40cr2simnmov болатының микроқұрылымы бірфазалы шыңдалған мартенсит болып табылады және оның жан-жақты механикалық қасиеттері жақсы: қаттылығы ≥ 50 HRC, беріктілік беріктігі ≥ 1200 МПа, соққыға беріктігі ≥ 18 Дж / см2. Легирленген болат және жоғары марганецті болат (механикалық қасиеттері: қаттылығы ≤ 229hb, беріктілігі ≥ 735mpa, соққыға беріктігі ≥ 147j / см2) бірнеше шахталарда сыналған, мысалы, Шандонг Алюминий Корпорациясының глинозем зауыты. Сынақ нәтижелері zg40cr2simnmov болаттан жасалған қаптамалық тақтайшаның дымқыл шарлы диірменде және құрғақ шарикті диірменде ұзақ қызмет ететіндігін көрсетті.
Біздің инженерлер төмен легирленген тозуға төзімді шойын болатының зерттелуін және астарлы плиталардың қолданылуын зерттеді. Төмен легирленген болат үшін әртүрлі термиялық өңдеу процестері зерттелді, ал оңтайлы процесс 900 ~ 950 at сөндіріліп, 500 ~ 550 at шыңдалды. Термиялық өңдеуден кейін легирленген болат ең жақсы механикалық қасиеттерге ие болды, қаттылығы: 46.2 HRC, беріктік шегі: 1500 МПа, соққыға төзімділік: 55 Дж / см2.
Соққы абразивті тозудың нәтижелері 900 ~ 950 at сөндірілген және 500 ~ 550 at шыңдалған төмен легирленген болаттың тозуға төзімділігі сол сынақ жағдайында ZGMn13 қарағанда жақсы екенін көрсетеді. Сонымен қатар, қорытпалы болат пен ZGMn13 Дексинг мыс кенішінің Сизоу байыту фабрикасында сыналды. Нәтижелер көрсеткендей, көп элементті аз легирленген болаттан жасалған лайнердің қызмет ету мерзімі қарапайым ZGMn1.3 төсемдікінен 13 есе көп.
Металл шахталарында ылғалды ұнтақтау жағдайында қазіргі кезде кеңінен қолданылатын дәстүрлі жоғары марганецті болаттан жасалған лайнердің шектеулері барған сайын айқындалуда және оның басым позициясы ауыстырылатын жалпы тенденция болып табылады. Қазіргі уақытта жасалған төменгі легирленген мартенситтік тозуға төзімді болаттың тозуға төзімділігі жақсы, бірақ оның беріктігі нашар, бұл соққыға төзімділігі металл шахтасының қаптау тақтасының жұмыс шарттарын қанағаттандыра алмайды. Осындай жағдай басқа легирленген болатта да бар, бұл шахта фабрикасының лайнерін жаңартуға кедергі келтіреді. Дәстүрлі жоғары марганецті болат фабрикасының қаптамаларын алмастыра алатын тозуға төзімді жаңа легирленген болатты жасау әлі де күрделі міндет болып табылады.
1.2.3.3 Бейниттің тозуға төзімді болаты
Бейниттік болаттың жалпы механикалық қасиеттері жақсы, ал төменгі деңгейдегі болаттың болаттың қаттылығы, беріктігі жоғары, ойықтығы төмен және жарықшақтарға сезімталдығы бар. Байниттік болатты дәстүрлі түрде өндіру әдісі - Mo, Ni және басқа да бағалы металдарды қосып, изотермиялық сөндіру процесін қабылдау. Бұл тек байницті болаттың өндірістік құнын тым жоғары етіп қана қоймай, сонымен қатар процестерді басқарудың қиындығына байланысты болат сапасының тұрақсыздығына әкеледі. Байнитичті болаттың өнеркәсіптік қолданысы да айтарлықтай шектеулі. Бейниттік болатты одан әрі зерттеу мен барлаумен бірге, остенит байинитті қос фазалы болат, эвтектикалық арматураланған остенит бейнит болаты, мартенсит байинит екі фазалы болат және т.б. сияқты екі фазалы болит дамыды, себебі оның өзіндік құны төмен, өнеркәсіпте байинит болатын қолдануға болады.
Austenite Bainite (A / b) екі фазалы болат аустениттің беріктендірудің беріктік қабілетін және байниттің жоғары қаттылығы мен беріктігін біріктіреді, сондықтан екі фазалы болаттың беріктігі мен беріктігі жақсы және тозуға төзімділігі жоғары. Mn Si Austenite Bainite Австемперинг әдісімен алынған екі фазалы болат тозуға төзімді көптеген шарттарға жауап бере алады. Екі фазалы болаттың бұл түрінде болат бөлшектерінің беріктілігін жақсарту үшін Mn, Cr және басқа элементтер арзанырақ таңдалады. Өндіріс құны одан әрі төмендетіліп, Mn Si Austenite Bainite қос фазалы болаттың жаңа түрі алынады. Бейнит матрицасында дисперстелген аустениті сақталған микро және наноқұрылымы бар бейиттік болаттың бір түрі енгізілген. Жаңа Bainitic болаты ультра жоғары беріктігі мен икемділігіне ие және керемет механикалық қасиеттерді көрсетеді. Нәтижелер көрсеткендей, жоғары ұсталатын аустениті бар микро-байниттік болат салыстырмалы түрде төмен температурада (500 ℃-тан аз) жоғары қаттылық мәніне ие, бұл жақсы шынықтыру тұрақтылығын көрсетеді.
Бейниттік болаттың керемет механикалық қасиеттері болғанымен, оны өндіру процесі күрделі және оның құны тым жоғары, бұл оны шахтадағы ылғалды тегістеу қаптамасының өндірісінде шектейді. Металл кеніштерінде тозаңға төзімді болитті сериялы болитті өнеркәсіптік қолдану қосымша ізденісті қажет етеді.
1.2.3.4 Перлит тозуға төзімді болат
Перлитті болатты әдетте хроммен, марганецпен, молибденмен және көміртекті болаттағы басқа элементтермен легирлегеннен кейін қалыпқа келтіру және шынықтыру арқылы алады. Перлиттік болаттың беріктігі, соққыға төзімділігі, қарапайым термиялық өңдеуі және құнды қорытпа элементтері жоқ. Оның өндірістік құны төмен. Бұл тозуға төзімді және коррозияға төзімді қорытпалы болаттың даму мүмкіндігі зор. Жоғары көміртекті Cr Mn Mo тозуға төзімді легирленген болаттың беріктігі мен белгілі бір жұмысты қатайтатын қабілеті бар, сондықтан оны белгілі бір соққы жүктемесімен коррозиялық абразивті тозу ортасында қолдануға болады.
Жоғары көміртекті Cr Mn Mo перлитінің тозуға төзімді болатының химиялық құрамы мен механикалық қасиеттері 1-1 кестеде көрсетілген.
Кесте 1-1 Перлиттің тозуға төзімді шойынының химиялық құрамы және механикалық қасиеттері | |||||||
Химиялық құрамы | механикалық қасиеттері | ||||||
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 Тозу механизмі мен моделі
Тозу - бұл материалдың салыстырмалы сырғуына байланысты белгілі бір кернеу әсерінен материалдың жанасу бетінен бөлінуі құбылысын білдіреді. Материалдың бетінен бөліну механизмі материалдардың әр түрлі қасиеттеріне, жұмыс ортасына, жүктемеге және әрекет ету режиміне байланысты әр түрлі болуы мүмкін. Тозу механизмін жабысқақ тозу, абразивті тозу, беттік шаршау тозуы, көпіршікті тозу және соққы тозуы деп бөлуге болады. Статистикалық мәліметтерге сәйкес, абразивті тозудың экономикалық шығыны ең үлкен болып табылады, жалпы көлемнің шамамен 50% құрайды, желімнің тозуы жалпы көлемнің 15% құрайды; тозған тозу 7% құрайды; эрозияның тозуы жалпы санның 7% құрайды; коррозия тозуы жалпы көлемнің 5% құрайды.
1.3.1 Абразивті тозу механизмі
Абразивті тозудан туындаған легирленген болаттың тозуы ең үлкен болып табылады, ол негізінен 1-ден болады: қатты және кедір-бұдырлы беттердің жұмсақ бетке сырғуынан болатын тозу; 2. Қатты бөлшектердің жанасу беттері арасында жылжуынан болатын тозу. Әр түрлі тозу жағдайларына сәйкес абразивті тозу механизмін келесі екі түрге бөлуге болады:
1 тип: Микро кесу механизмі
Сыртқы жүктеме әсерінен материалдың бетіндегі тозу бөлшектері материалға әсер етеді. Күштің бағыты қалыпты бағытта болғанда, материалдың бетіндегі тозу бөлшектері материалға күш туғызады, күштің бағыты тангенциалды болған кезде, абразивтік бөлшектер тангенциалды болғандықтан тозу бетіне параллель қозғалады күш. Егер материал бетінде қозғалатын абразивтік бөлшектердің кедергісі аз болса, онда ол материалды кесіп, чиптер шығарады. Материал бетіндегі абразивті бөлшектердің кесу жолы тар және таяз, ал кесу мөлшері аз, сондықтан оны микро кесу деп атайды. Егер абразивті бөлшектердің өткір жиектері болмаса немесе бұрыштары кесу жолының бағытынан өзгеше болса немесе материалдың өзі жақсы икемділікке ие болса, кесу эффектісі материалды чиптер жасамай, керісінше алдыңғы немесе екі жаққа итеріп жібереді. абразивті бөлшектер, ал абразивтік бөлшектердің қозғалу жолы бойымен материалды беткейде бороз пайда болады.
2 тип: Шаршаудың шашырау механизмі
Шаршаудың шашырау механизмі матрицаның абразивті бөлшектердің әсерінен деформацияланып, қатаюын, ал жер асты қабатында жанасу кернеуінен жарықтар пайда болуын білдіреді. Жарықтар беткейге дейін созылып, жұқа қабат түрінде түсіп кетеді, ал материалдың бетінде дұрыс емес шашыранды шұңқырлар пайда болады. Абразивті бөлшектер үлгінің бетіне сырғанаған кезде үлкен пластикалық деформация аймағы пайда болады. Пластикалық деформациядан кейін, материалдың беткі қабатының тозуы салдарынан тозу қалдықтары пайда болады. Жалпы, материалдың тозуға төзімділігіне негізделген шаршау шегі дұрыс емес.
1.3.2 Коррозия мен тозудың механизмі мен моделі
Металлургиялық шахталарда қолданылатын ылғалды диірмен ауыр жүктеме мен қатты тозудың әсерінен зардап шегіп қана қоймай, сұйық шламмен коррозияға ұшырайды. Коррозия тозуы деп материалдың беткі қабаты мен қоршаған орта арасындағы электрохимиялық немесе химиялық реакциядан туындаған жаппай жоғалту процесін айтады, оны коррозия тозуы деп атайды. Кеніштің ылғалды диірменінің жұмыс жағдайы әдетте электрохимиялық коррозияның тозуы болып табылады. Тозу мен коррозия арасындағы өзара жылжу механизмі материалдардың жоғалуын тозу жылдамдығынан және коррозия жылдамдығынан асып түседі. Ылғал тозудың тозу механизміне әсерін зерттеу үшін коррозия механизмін зерттеу қажет.
1.3.2.1 Коррозия кезінде тозуға ықпал ету
(1) Механикалық жою моделі. 1-3 суретте механикалық жою моделі көрсетілген. Коррозиялық ортаның болуына байланысты коррозия және тозу кезінде металл бетінде біркелкі коррозия пайда болады, ал пайда болған коррозия өнімдері үлгінің бетін толығымен жаба алады. Коррозиялық өнімнің бұл қабаты коррозия пленкасы деп аталады. Ол материал бетінің одан әрі коррозияға ұшырауына жол бермейді, бірақ кернеудің салыстырмалы сырғуында басқа қатты материалдар немесе абразивті бөлшектер оңай тозады. Сонда металдың жалаң беті тоттануға оңай, сондықтан тозу коррозияға ықпал етеді. Белгілі бір коррозиялық ортада материалдардың коррозияға төзімділігі негізінен пассивті пленкаға байланысты. Әдетте, пассивті пленканы қалпына келтіру қабілеті төмен металдың коррозия тозу жылдамдығы бір статикалық коррозия жылдамдығымен салыстырғанда 2 ретті немесе тіпті 4 ретті жоғарылатады.
(2) Электрохимиялық модельге сәйкес, абразивтің бұрыштық ығысу күшінің әсерінен металл үлгісінің бетінде белгілі бір пластикалық деформация аймағы пайда болады. Металл бетінің электрохимиялық коррозиясы өте тегіс емес, бұл коррозия жылдамдығының одан әрі өсуіне әкеледі.
1.4 Осы зерттеудің мақсаты, маңызы және негізгі мазмұны
Металл шахтасы өндірісінде қолданылатын жартылай автогенді диірменнің айналым құны үлкен, ал тозу мен шығынның ең маңызды бөлігі диірмен лайнері болып табылады. Қытай жыл сайын тозуға төзімді болаттан жасалған материалдарды шамамен 2.2 млн. Олардың ішінде әр түрлі өндірістік жағдайларда қолданылатын диірмен лайнері 220000 тонна болатты тұтынады, бұл тозуға төзімді болат бөлшектерінің жалпы көлемінің оннан бір бөлігін құрайды.
Металлургиялық шахтада қолданылатын жартылай автогенді диірмендердің жұмыс жағдайы нашар. Диірменнің қатты зақымдалған бөлігі болғандықтан, лайнердің қызмет ету мерзімі тым қысқа, бұл жартылай автогенді диірменнің пайдалану құнын арттырып қана қоймай, сонымен қатар металл кенішінің өндірістік тиімділігіне айтарлықтай әсер етеді. Қазіргі уақытта жоғары марганецті болат әдетте жартылай автогенді диірменнің қаптау тақтасы үшін қолданылады. Жоғары марганецті болаттың жан-жақты өнімділігі және жұмысты қатайту қабілеті жақсы болғанымен, жоғары марганецті болаттың беріктілігі тым төмен, бұл деформациялануы және бұзылуы оңай, жартылай автогенді диірменнің лайнерінің қызмет ету шарттарына жауап бере алмайды, және қызмет көрсету төсеу тақтасының өмірі қысқа. Жоғарыда айтылған мәселелерді жақсарту үшін жоғары марганецті болат диірменінің астарының орнына алмастырғыш ретінде жақсы кешенді қасиеттері бар тозуға төзімді легирленген болаттың жаңа түрі жасалуы керек.
Жартылай автогенді диірменнің өндірістік және тау-кен ортасын талдау негізінде және әр түрлі ылғалды диірмендердің қаптау материалдарын талдау негізінде жартылай автогенді диірменнің лайнерінің үлкен маңызы бар екендігі анықталды, тозуға төзімді легірленген болат өйткені пластинаның қаттылығы да, қаттылығы да болуы керек; легирленген болат мүмкіндігінше бірфазалы құрылым болуы керек, немесе матрицалық құрылым + карбид сияқты қаттылық пен қаттылықты жақсы сәйкестендіретін көпфазалы құрылым болуы керек; легирленген болат сонымен қатар жақсы беріктікке сәйкес келуі және деформацияға қарсы тұру қабілеті болуы керек; легирленген болат тозуға төзімді абразивті тозуға төзімділікке ие болуы керек.
Зерттеудің негізгі мазмұны:
(1) тозуға төзімді жоғары көміртекті аз легирленген болатты термиялық өңдеу бойынша зерттеу.
Микроқұрылымды, механикалық қасиеттерді және әр түрлі термиялық өңдеумен жоғары көміртекті аз легирленген тозуға төзімді болаттың соққыдан коррозиялық абразивтік тозуын талдау арқылы жан-жақты қасиеттері бар тозуға төзімді коррозиялы легирленген болат түрі алынды.
Жоғары көміртекті аз легирленген болаттың құрамы: C 0.65%, Si 0.54%, Mn 0.97%, Cr 2.89%, Mo 0.35%, Ni 0.75%, N 0.10%.
Жоғары көміртекті аз легирленген болатты термиялық өңдеу: 1000 ℃ × 6 сағ күйдіру + 950 ℃ × 2.5 сағ май сөндіру + 570 ℃ × 2.5 сағ; 1000 ℃ × 6 сағ күйдіру + 950 ℃ × 2.5 сағ май сөндіру + 250 ℃ × 2.5 сағ; 1000 ℃ × 6 сағ күйдіру + 950 ℃ × 2.5 сағ қалыпқа келтіру + 570 ℃ × 2.5 сағ; 1000 ℃ × 6 сағ күйдіру + 950 ℃ × 2.5 сағ қалыпқа келтіру + 250 ℃ × 2.5 сағ.
(2) Жоғары көміртекті легирленген болаттың дизайны негізінде тозуға төзімді жоғары көміртекті бейниттік болат, жоғары марганецті болат матрицалық композит және перлиттік болат жобаланған. Диірмен лайнерлерін құю және термиялық өңдеу Qiming машинасында аяқталды және алдын-ала сынақ металл шахталарында жасалды.
(3) Микроқұрылымды бақылау және зерттеу.
Термиялық өңдеу күйіндегі жоғары көміртекті аз легирленген болаттың металлографиялық құрылымы байқалды және жоғары көміртекті аз легирленген болаттың Микроқұрылымына әртүрлі термиялық өңдеу процестерінің әсері талданды және салыстырылды. Бұл кезде тозуға төзімді бейнитті болаттың, перлитті болаттың және жоғары марганецті болат матрицалық композиттік лайнердің микроқұрылымы талданады.
(4) Механикалық қасиеттерді сынау және зерттеу.
Құйылған және термиялық өңделген жоғары көміртекті аз легирленген болаттың қаттылығы мен әсер ету энергиясы тексерілді, ал жоғары көміртекті аз легирленген болаттың әр түрлі термиялық өңдеуден кейінгі қаттылығы мен әсерге төзімділігі зерттелді. Сонымен бірге тозуға төзімді бейниттік болаттың, перлиттік болаттың және жоғары марганецті болат матрицалық композиттік лайнердің қаттылығы мен әсерін сіңіретін энергия сыналды және талданды. Әртүрлі термиялық өңдеу процестері бар жоғары көміртекті аз легирленген болаттардың беріктілігі мен басқа қасиеттерін зерттеу үшін құйма және термиялық өңделген жоғары көміртекті аз легирленген болаттарда созылу сынақтары жүргізілді. Бұл кезде тозуға төзімді бейниттік болат, перлиттік болат және жоғары марганецті болат матрицалық композиттік лайнердің беріктілігі тексеріліп, талданды.
(5) Соққы коррозияның абразивті тозу сипаттамаларын зерттеу
Сәйкесінше 4.5j және 9j әсер ету энергиясы бойынша әр түрлі термиялық өңдеу процестері бар жоғары көміртекті аз легирленген болаттың соққы коррозиялы тозуға төзімділігі және тозу механизмі зерттелді, тозуға төзімді бейнит болат пен перлит болаттың тозуға төзімді тозуы , және жоғары марганецті болат матрицалық композиттік плиталар сыналды және салыстырылды Талдау болатты өндірістік тұрғыдан қолдануға негіз болып табылады.
2.0 Сынақ шарттары мен әдістері
Ылғалды коррозиялық орта жағдайында болат материалының коррозия жылдамдығы құрғақ күйдегіден әлдеқайда жоғары, бұл құрғақ күйінен бірнеше есе көп. Тозуға төзімді, коррозияға төзімді және соққыға төзімді тозуға төзімді легирленген болатты, жоғары көміртекті аз легирленген тозуға төзімді болатты, байнитиді болатты, перлитті болатты және жоғары марганецті болат матрицалық композиттерді жасау үшін осы мақалада жасалған. Сонымен қатар, осы легірленген болаттардың микроқұрылымы мен механикалық қасиеттері зерттелді, созылуға сынау, соққы сынағы, соққы коррозиясы және абразивті тозу сынақтары полимерленген материалдарды анықтауға мүмкіндік беретін тозуға төзімді болат алу үшін өткізілді. -автогенді диірмен лайнерлері.
2.1 Тест әдісі
2.1.1 Сынау блоктарын құю
Осы жұмыста пайдаланылған жоғары көміртекті және төмен легирленген болат сынамалары сілтілі пештермен қапталған орта жиіліктегі индукциялық пеште балқытылды және стандартты Y-тәрізді сынақ блогына құйылды, ол 2-1 суретте көрсетілген. Qiming машиналарында тозуға төзімді жоғары көміртекті бейнитті болатты, перлитті болатты және марганецті болат матрицалық композиттік диірменнің лайнерлерін құю және термиялық өңдеу аяқталды, шахтада сынақтан алдын ала пайдалану жүзеге асырылды.
2.1.2 Термиялық өңдеу процесін жобалау
Термиялық өңдеу процесі жоғары көміртекті аз легирленген болаттың микроқұрылымына, механикалық қасиеттеріне және тозуға төзімділігіне айқын әсер етеді. Мұндай жоғары көміртекті аз легирленген болаттың термиялық өңдеу процесі 2-2 суретте көрсетілген.
2.1.3 Үлгіні дайындау
Микроқұрылымды талдау, қаттылық, XRD, соққы сынағы, созылу сынағы және соққыдан коррозиялық абразивті тозуға арналған сынамалар әр түрлі термиялық өңдеумен және құйылған күйімен жоғары көміртекті аз легирленген болаттың Y-тәрізді сынақ блоктарынан алынған. Сымды кесетін машинаның моделі - DK77. Сәйкес кедір-бұдырға дейін тегістеу машинасын өңдей отырып, сынақ блогын кесіңіз.
2.1.4 Металлографиялық құрылымды бақылау
Әр үлгінің микроқұрылымы Lycra оптикалық микроскопы арқылы бақыланды. 4 томдық азот қышқылы спиртінің ерітіндісі жоғары көміртекті аз легирленген болатқа, перлит болатқа арналған лайнерге және жоғары марганецті болат матрицалы композициялық төсемге арналған коррозияға қарсы ерітінді ретінде әртүрлі термиялық күйде қолданылған. Байниттік болаттың коррозияға төзімділігі жақсы болғандықтан, темір темір хлоридінің тұз қышқылы спиртінің ерітіндісі байнитті болаттан жасалған қаптаманың коррозиялы ерітіндісі ретінде таңдалады. Коррозияға қарсы ерітінді формуласы - 1г темір хлориді, 2мл тұз қышқылы және 100мл этанол.
2.1.5 Механикалық қасиеттерді сынау
Материалдардың механикалық қасиеттері, сонымен қатар материалдардың механикалық қасиеттері деп аталады, белгілі бір ортадағы әртүрлі сыртқы жүктемелер кезіндегі материалдардың механикалық қасиеттерін айтады. Металл материалдарының әдеттегі механикалық қасиеттеріне қаттылық, беріктік, соққыға төзімділік және икемділік жатады. Бұл жоба макроқаттылыққа, соққыға арналған сынауларға және созылу сынауларына бағытталған.
Роквелл қаттылығы (HRC) жоғары көміртекті аз легирленген болаттан, байитті болаттан жасалған лайнерден, перлиттен жасалған болаттан жасалған және жоғары марганецті болат матрицалы композициялық қаптаманың термиялық өңделген және құйылған күйінде HBRVU-187.5 Bromwell оптикалық қаттылықты сынауышымен сыналды. Әр сынама 10 түрлі позицияда өлшенді, ал сынаманың қаттылық мәні сынақ нәтижелерінің орташа арифметикалық мәні болды.
JBW-300hc аспаптық металл маятникті соққыға сынау машинасы термиялық өңделген және құйылған күйінде жоғары көміртекті аз легирленген болаттан, перлиттен жасалған болаттан жасалған лайнерден және бейиттен жасалған болаттан жасалған стандартты Charpy V-ойықты үлгілерінің әсерін сіңіру энергиясын сынау үшін пайдаланылды; жоғары марганецті болат матрицалық композиттік лайнер стандарт бойынша стандартты Charpy u-notch үлгісіне өңделді және соққы сіңіру энергиясы тексерілді. Әрбір ойықты үлгі түрінің соққы мөлшері 10 мм * 10 мм * 50 мм, ал әр үлгінің орташа соққы мөлшері 3 ойық сызбасында көрсетілгендей.
WDW-300hc микрокомпьютермен басқарылатын электронды әмбебап созылуды сынау машинасын қолдану арқылы созылу сынақтары жоғары көміртекті аз легирленген болаттан, байинит болаттан жасалған лайнерден, перлитті болаттан жасалған лайнерден және жоғары марганецті болат матрицалы композициялық төсемнен термиялық өңделген және бөлмеде құйылған күйінде орындалды. температура. Құйылған және термиялық өңдеуден өткен жоғары көміртекті аз легирленген болат, байниттік болат, перлитті болат және жоғары марганецті болат матрицалық материалдың қаптамалық тақтайшаларының сынамалары 2-5 суретте көрсетілгендей созылу сынауыштарына өңделеді. Бөлме температурасының созылу жылдамдығы 0.05мм / мин деңгейінде орнатылады және әрбір сынама үш рет тексеріліп, орташа мән алынады.
2.1.6 коррозиялық абразивті тозу сынағы
Соққы коррозиялы абразивті тозуды сынау модификацияланған MLD-10a динамикалық жүктеме абразивті тозуды сынау машинасында жүзеге асырылады. Тозу сынағышының принципиалды сызбасы 2-6 суретте көрсетілген. Модификациядан кейін сынау машинасы жартылай автогенді диірмен лайнерінің әсерлі коррозиялық абразивті тозу жағдайын белгілі бір деңгейде модельдей алады. Сынақтың нақты параметрлері 2-1 кестеде көрсетілген.
Кесте 2-1 Соққы коррозиясының тозуын тексеретін машинаның техникалық параметрлері | |
Параметр атауы | Параметр мәні |
Соққы энергиясы / Дж | 4.5 |
Балғаның салмағы / кг | 10 |
Әсер ету уақыты / уақыты · мин-1 | 100 |
Балғаның еркін түсу биіктігі / мм | 45 |
Төменгі үлгінің айналу жылдамдығы / R · min-1 | 100 |
Абразивті өлшем / тор | 60-80 (кварц құмы) |
Судың кварц құмына массалық қатынасы | 2:5 |
Су массасы / кг | 1 |
Кварц құмының массасы / кг | 2.5 |
Сынақ кезінде жоғарғы үлгі балғаға, ал төменгі үлгі шпиндельге орнатылады. Қозғалтқышпен қозғалады, төменгі үлгіні және негізгі білікте араластырғыш пышақты қозғалтқышпен айналдырады. Соққы балғасы соққы энергиясының қажетті биіктігін орнату үшін көтеріліп, содан кейін еркін құлайды. Балғамен басқарылатын жоғарғы сынама төменгі сынамаға және араластырғыш жүзімен жоғарғы және төменгі үлгілер арасындағы абразивті (дымқыл кварц құмына) бірнеше рет әсер етеді. Кезекті соққы эрозия циклына кіруге дайындық уақытының аздығында жоғарғы және төменгі үлгілер мен абразивтер салыстырмалы сырғанауға ие болады, ал бұл процесс үш денелі абразивті тозу болып табылады. Жоғарғы және төменгі сынамалардың екеуі де белгілі бір соққыға және абразивті тозуға ұшырайды, нәтижесінде үлгінің салмақ жоғалуы, бұл үлгінің қажалу мөлшері болып табылады.
Сынамалардың төменгі үлгілері - сөндіруден және шынықтырудан кейін 45 болат, ал қаттылығы - 50HRC. Жоғарғы үлгілері жоғары көміртекті аз легирленген болат, байинит болаттан жасалған лайнер, перлитті болаттан жасалған лайнер және жоғары марганецті болат матрицалық композициялық материалдан жасалған, термиялық өңделген және құйылған күйінде қапталған. 4.5j әсер ету энергиясы кезінде жоғарғы үлгінің мөлшері 10мм * 10мм * 30мм, ал төменгі жақ беті 50-2 суретте көрсетілгендей диаметрі 7мм доға бетіне өңделеді; 9j соққы энергиясы бар жоғарғы үлгінің жоғарғы бөлігі 10мм * 10мм * 20мм, ал төменгі бөлігі 7.07мм * 7.07мм * 10мм, ал төменгі жақ беті көрсетілгендей диаметрі 50мм доға бетіне өңделеді. 2-8 суретте.
Тозу сынағына дейін үлгіні орнату қателігі мен басқа факторлардың әсерін жою үшін сынаманы 30 минут алдын ала ұнтақтау керек. Алдын ала ұнтақтағаннан кейін алдымен тозған бетке бекітілген қоқыс пен басқа қоқыстарды жұмсақ щеткамен алып тастаңыз, содан кейін үлгіні ультрадыбыстық абсолютті этанолмен тазартыңыз, дереу құрғатыңыз және электронды аналитикалық таразымен өлшеңіз (әр жолы үш рет өлшеңіз, және оның орташа мәнін үлгінің сапасы ретінде қабылдаңыз). Тозу сынағының басында әр 15 минут сайын өлшеп, содан кейін жоғарыдағы өлшеу әрекетін қайталаңыз.
2.1.7 Соққы сынықтарын, созылу сынықтарын және коррозия тозу морфологиясын бақылау
Үлгілердің соққы сынуы, созылу сынуы және коррозиялық тозу морфологиясы фокустық сканерлеу электронды микроскопын қолдану арқылы 500 және 2000 есе үлкейту кезінде байқалды. Бақыланатын үлгілерді тазалап, этанолмен кептірді, сканерлейтін электронды микроскопта сынамалардың беттік морфологиясын бақылап, тозуға төзімді легірленген болаттың сыну механизмі мен тозу механизмін талдады.
3.0 Термиялық өңдеудің микроқұрылымға әсері және тозуға төзімді жоғары көміртекті аз легирленген болат SAG диірмендерінің астарының механикалық қасиеттері
Термиялық өңдеу жоғары көміртекті аз легирленген болаттың микроқұрылымы мен механикалық қасиеттеріне үлкен әсер етеді. Бұл тарауда белгілі бір құрамы бар тозуға төзімді жоғары көміртекті аз легирленген болатқа әртүрлі термиялық өңдеудің әсері зерттелген және термиялық өңдеу процесі оңтайлы соққыға төзімді және тозуға төзімді қорытпалы болатты алу үшін оңтайландырылған.
Тозуға төзімді жоғары көміртекті аз легирленген болаттың химиялық құрамы 3-1 кестеде көрсетілген.
Кесте 3-1 Абразивті-коррозиялы жоғары көміртекті аз легирленген болаттардың химиялық құрамы (масс.%) | |||||||
C | Si | Mn | P | S | Cr | Ni | Mo |
0.655 | 0.542 | 0.976 | 0.025 | 0.023 | 2.89 | 0.75 | 0.352 |
2-2 суретте көрсетілген термиялық өңдеу процесіне сәйкес Y-тәрізді сынақ блогы термиялық өңдеуден өтті және 1, 2, 3, 4 үлгілері ретінде, ал құйылған күй 5 үлгі ретінде белгіленді. термиялық өңдеу, микроқұрылымды бақылау, қаттылық сынағы, соққы сынағы, созылуды сынау және соққы коррозиясын абразивті тозуға арналған сынамалар сыммен кескіш машинамен кесілген.
3.1 Термиялық өңдеу процесінің микроқұрылымға және жоғары көміртекті аз легирленген болаттың механикалық қасиеттеріне әсері
3.1.1 Микроқұрылым
3-1-суретте әр түрлі термиялық өңдеу күйіндегі жоғары көміртекті аз легирленген болаттың микроқұрылымы, ал 3-1 (а) (б) -суретте үлгінің 1 металлографиялық құрылымы көрсетілген. 1000 at күйдіргеннен және 950 normal температурада қалыпқа келтіргеннен кейін жоғары температурада (570 ℃) үлгінің микроқұрылымы перлит болып табылады. 3-1 (с) (г) -суретте 2 сынаманың металлографиялық құрылымы көрсетілген. 1000 anne күйдіріп, 950 at қалыпқа келтіріп, төмен температурада (250 ℃) температурада, сынаманың микроқұрылымы да перлит болып табылады. 3-2 (а) (б) -суретте SEM қабылдаған қуатты микроқұрылым көрсетілген. 1 сынаманың микроқұрылымында (3-2 (а) сурет) ауыспалы жарық пен қараңғылықты пластинкалы перлитті байқауға болады, ал 2 үлгінің (3-2 (б) сурет) микроқұрылымын да айқын байқауға болады) ламелярлы перлит, Сол ұлғайтуда 1 ℃ температурада шыңдалған жоғары көміртекті аз легирленген болаттың (10 × 570) перлиттік құрылымы сфероидтелуге бейім. 3-1 (E) (f) -суретте 3 үлгідегі металлографиялық құрылым көрсетілген. 1000 ℃ күйдіргеннен, майды 950 oil сөндіргеннен және жоғары температурада (570 ℃) шыңдағаннан кейін үлгінің микроқұрылымы мартенситпен шыңдалған сорбит бағдар. 3-1 (g) (H) -суретте 4 үлгідегі металлографиялық құрылым көрсетілген. 1000 at күйдіргеннен кейін, майды 950 at сөндіргеннен және төмен температурада (250 ℃) температурада, үлгінің микроқұрылымы төмен температуралы шыңдалған. мартенсит. Үлгіні маймен 950 ℃ сөндіргенде және төмен температурада шыңдағанда, C атомдары алдымен диффузияланып, қаныққан α қатты ерітіндіден дисперсті карбидтерді тұндырады. Температураның жоғарылауымен легирленген болатта карбид тұнбасы көбейеді, ал карбид біртіндеп цементитке айналады және біртіндеп өседі. Уақыт өте келе ұсталған аустенит ыдырай бастайды және бір уақытта цементит тұнбаға түседі. Шыңдау температурасы 570 ℃ дейін жоғарылағанда, суперқаныққан α қатты ерітіндіден және қанық цементит толтырғыштарынан және кварцендерінен толық қаныққан С атомдары толығымен тұнбаға түсіп, мартенситтің бағытын сақтайтын шыңдалған сорбитті көрсетеді.
3-3 суретте әр түрлі термиялық өңдеу күйіндегі жоғары көміртекті аз легирленген болаттың XRD дифракциялық заңдылықтары көрсетілген. Үлгіден әр түрлі термоөңдеу күйіндегі үлгілердің басқа фазаларсыз тек α фазасы немесе қаныққан α фазасы және цементит фазасы болатындығын көруге болады.
3.1.2 Механикалық қасиеттері
3-4 суретте әртүрлі термиялық өңдеудегі және құйылған күйдегі жоғары көміртекті аз легирленген болаттардың қаттылығы көрсетілген. Нәтижелер көрсеткендей: жоғары көміртекті аз легирленген болаттың қаттылық мәні (4 үлгі) 1000 at күйдірілген және 950 at сөндірілген және 250 at шыңдалған майдың ең жоғары мәні. 1-сынаманың, 2-үлгі мен 3-сынаманың қаттылық мәндері 4-үлгіге қарағанда өте жақын және айтарлықтай төмен, ал 2-үлгі 1-үлгі мен 3-сынамаға қарағанда сәл жоғары, өйткені температура жоғарылаған сайын қаттылық соғұрлым төмен болады. легирленген болаттан тұрады. Төменгі температурада (2 ℃) шыңдалған 10 × 250 сынаманың қаттылығы жоғары температурада (1 ℃) шыңдалған 10 × 570 сынамаға қарағанда сәл жоғары, ал төмен температурада (4 ed) шыңдалған 10 × 250 сынамаға қарағанда 3 × 10 үлгіден жоғары. 1 # үлгі және 2 # сынамалар қалыпқа келтіріп, өңдеуден кейін жоғары көміртекті аз легирленген болат болып табылады. Температураның болаттың қаттылық мәніне әсері аз, ал айырмашылығы аз, сондықтан 1 # сынаманың және 2 # сынаманың қаттылық мәнінің айырмашылығы шамалы. 3 # үлгі және 4 # сынама - сөндіруден және шынықтырудан кейін жоғары көміртекті аз легирленген болат. Қатты температура үлгінің қаттылық мәніне үлкен әсер етеді. Төмен температурада шыңдалған 4 # үлгінің қаттылығы жоғары температурада шыңдалғаннан кейін 3 # сынамаға қарағанда әлдеқайда жоғары.
Әр түрлі термиялық өңдеу кезіндегі әсер ететін энергия және құйылған жоғары көміртекті аз легирленген болаттар 3-5 суретте көрсетілген. Нәтижелер көрсеткендей, 1, 2, 3 және 4 үлгілерінің әсерді сіңіру энергиясы өз кезегінде төмендейді. 1 carbon-та күйдірілген, 1000 normal-де қалыпқа келтірілген және 950 at температурада шыңдалған жоғары көміртекті аз легирленген болаттың (570-үлгі) соққы сіңіру энергиясы басқа үлгілерге қарағанда едәуір жоғары. Себебі өңдеуді қалыпқа келтіргеннен кейін аустениттегі легирленген болаттағы әрбір элементтің қатты ерітінді дәрежесі күшейеді, құйма құрылымындағы қорытпа элементтерінің сегрегациясы жақсарады, құю құрылымының гомогенизация дәрежесі жақсарады, ал соққыға төзімділігі болат жетілдірілген. Қалыпқа келтіріп, термиялық өңдеуден кейін 1 және 2 сынамалар беріктігі жақсы перлит құрылымы болып табылады. 1 үлгідегі перлиттік құрылым пассивтелген және сфероидтануға бейім. Демек, 1 сынаманың беріктігі 2 үлгіге қарағанда жақсы, ал 1 үлгінің әсер ету энергиясы жоғары. Мұнайды сөндіруден және температураны төмен температурада өңдеуден кейін легірленген болаттың соңғы микроқұрылымы шыңдалған мартенсит болады. Сынама жоғары қаттылық пен төмен беріктікті сақтайды, сондықтан легірленген болат жоғары қаттылық пен төмен беріктікті сақтайды. Мұнайды сөндіруден және жоғары температурада шынықтырудан кейін мартенсит ыдырай бастады және көп мөлшерде сорбит түзілді. 3 үлгінің қаттылығы едәуір төмендеді және қаттылығы едәуір өсті. Демек, 3-үлгінің беріктігі 4-үлгіге қарағанда жақсы болды. Көміртегі аз легирленген болаттың құйылған әсерін сіңіру энергиясы ең төмен, ал беріктігі нашар.
Әртүрлі термиялық өңдеудегі және құйылған күйдегі жоғары көміртекті аз легирленген болаттардың созылу нәтижелері 3-2 кестеде көрсетілген, нәтижелер Rm созылу беріктігі: 3 # > 1 # > 2 # > 4 # > 5 #; Реттіліктің беріктігі: 3 # > 1 # > 2 # > 4 # 、 5 #. Басқаша айтқанда, 3 at күйдірілген жоғары көміртекті аз легирленген болаттың (1000 #) беріктігі, 950 at сөндірілген және 570 at температурада шыңдалған майдың беріктігі ең жоғары, ал көміртегі аз легірленген болаттың (4 #) 1000 anne ℃, 950 at сөндірілген және 250 at температурада майдың беріктігі ең төмен. Сынғаннан кейінгі созылу δ: 1 # > 2 # > 3 # > 4 # > 5 #, яғни жоғары көміртекті аз легирленген болат (1 #) 1000 at күйдірілген, 950 at қалыпқа келтірілген және 570 at температурада ең жақсы пластика, 1 #, 2 #, 3 # және 4 # - бұл аралас сынық, нәтижелері көрсеткендей, жоғары көміртекті аз легирленген болаттың (# 4) пластикасы 1000 at күйдірілген, май 950 at сөндірілген және 250 at шыңдалған. ең нашар, бұл сынғыш. Құйылған жоғары көміртекті аз легирленген болаттың (№5) беріктігі мен пластикасы термиялық өңдеу үлгісіне қарағанда нашар, бұл сынғыш сынық.
Кесте 3-2 Әртүрлі термиялық өңдеу процесінде жоғары көміртекті аз легирленген болаттарды созуға сынау нәтижелері | |||
№-тармақ | Созылу беріктігі / Mpa | Сынғаннан кейінгі созылу /% | Өнімділік беріктігі / 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 соққы сынықтарын талдау
3-6-суретте әртүрлі термиялық өңдеудің және жоғары көміртекті аз легирленген болаттардың құйылған сыну морфологиясы көрсетілген. 3-6 (а) (б) -суретте жоғары көміртекті аз легирленген болаттың соққы сынықтары морфологиясы көрсетілген (1 үлгі) 1000 anne күйдірілген, 950 ℃ кезінде қалыпқа келтірілген және 570 at температурада. SEM бақылау нәтижелері көрсеткендей, сыну беті макроскопиялық бақылауға сәйкес салыстырмалы түрде тегіс (3-6 (а) суретті қараңыз) 3-6 (б)) байқау көрсеткендей, сыну бетінде кішкене шұңқырлар бар және тілдік өрнекті көруге болады. Бұл үлгі басқа үлгілерге қарағанда жақсы қаттылықты көрсетеді. 3-6 (с) (г) -суретте 2 ℃ күйдірілген, 1000 at-де қалыпқа келтірілген және 950 at температурада жоғары көміртекті аз легирленген болаттың (250 үлгі) соққы сыну морфологиясы көрсетілген. Төмен үлкейту кезінде бақылаудан байқауға болады (3-6 (с-суретті қараңыз)) сыну беті салыстырмалы түрде тегіс, ал жоғары қуатты бақылаудан (3-6 (г-суретті қараңыз)) кішкентай Сынықта шұңқырлардың саны байқалуы мүмкін, тіл мен өрнек тәрізді айқын тіл байқалуы мүмкін, жартылай бөлінудің сипаттамалары анықталған. 3-6 (E) (f) суретте жоғары көміртекті аз легирленген болаттың соққы сынуының морфологиясы көрсетілген (3 үлгі) 1000 at күйдірілген, май 950 at сөндірілген және 570 temper шыңдалған. Төмен үлкейту кезінде байқау бойынша сынық салыстырмалы түрде тегіс болады (3-6-суретті қараңыз (Е)), және үлкен үлкейту кезінде байқалатын сынықта бірнеше шұңқырлар мен жыртылу жиектері аз (3- суретті қараңыз). 6 (f)). 3-6 (g) (H) суретте жоғары көміртекті аз легирленген болаттың соққы сынуының морфологиясы көрсетілген (4 #) 1000 at күйдірілген, 950 at-де қалыпқа келтірілген және 570 at температурада. Сыну - бұл ұлғайту кезінде байқалатын түйіршік аралық сынық (3-6 (г-суретті қараңыз)), ал үлкен үлкейту кезінде бірнеше жыртылатын жиектер мен квази-жік тәрізді сынықтар морфологиясы бар (3-6-суреттерді қараңыз (H)). 3-6 (I) (J) суретте құйылған жоғары көміртекті аз легирленген болаттың соққы сынуының морфологиясы көрсетілген (5 #). Сынық өзеннің өрнегін көрсетеді, бұл әдеттегі сынғыш сынық, ал құйылған сынаманың беріктігі ең нашар.
3.1.4 Созылу сынықтарын талдау
Жоғары көміртекті аз легирленген болаттың термиялық өңдеуі және құйылған күйі әртүрлі, созылу сыну морфологиясы 3-7 суретте көрсетілген. 3-7 (а) (б) -суретте 1 carbon күйдірілген, 1000 at-де қалыпқа келтірілген және 950 at температурада жоғары көміртекті аз легирленген болаттың (№570) созылу сыну морфологиясы көрсетілген. Кішкентай шұңқырларды байқауға болады, ал сыну аймағы үлкен, бұл жоғары төзімділігі бар созылғыш сыныққа жатады. 3-7 (с) (г) -суретте жоғары carbon көміртекті аз легирленген болаттың (№2) созылу сыну морфологиясы көрсетілген, 1000 ℃ күйдірілген, 950 at-де қалыпқа келтірілген және 250 at температурада шыңдалған, кішігірім шұңқырлар мен жартылай тегіс ойықтар байқалады. үлкен үлкейту (3-7-сурет (г)). Шұңқырлы сыныққа жататын ойықтарда жарықтар табылмайды. Шұңқырлар кішірек және таяз, ал үлгінің қаттылығы №1-ге қарағанда нашар. 3-7 (E) (f) -суретте жоғары көміртекті аз легирленген болаттың (№3) кернеу сыну морфологиясы 1000 ℃ күйдірілген, май 950 at сөндірілген және 570 at температурада көрсетілген. Бөлшек сызбалардың көпшілігін және кішкене шұңқырларды байқауға болады. Бөліну аймағы үлкенірек, талшық ауданы кішірек, ал №3 үлгі аралас сынық болып табылады. 3-7-сурет (ж) (с) Жоғары көміртекті аз легирленген болаттың (# 4) созылу сынықтары морфологиясы 1000 at күйдірілген, 950 at-да сөндірілген және 250 temper-та шыңдалған майды өзеннің айқын сызығы мен бөлшектеу сипаттамалары көрсетеді. Үлкен үлкейту кезінде (3-7-сурет (Н)) сыну орталығында аз мөлшерде таяз шұңқырлар байқалады, бірақ сынамалар сынғыш сынықтарға жатады. 3-7 (I) (J) -суретте айқын өзен үлгісімен және ажыраудың айқын сипаттамалары бар, жоғары көміртекті аз легирленген болаттың (№5) созылу сыну морфологиясы көрсетілген. Бұл сынғыш сыныққа жатады, ал үлгінің беріктігі ең нашар.
Құрамында c0.65%, Si 0.54%, Mn 0.97%, Cr 2.89%, Mo 0.35%, Ni 0.75% және N 0.10% құрайтын жоғары көміртекті аз легирленген тозуға төзімді болат төрт түрлі термиялық өңдеуден өтті. Әр түрлі термиялық өңдеудің жоғары құрылымы мен жоғары көміртекті аз легирленген болаттың механикалық қасиеттеріне әсері зерттелді. Жоғары көміртекті аз легирленген болатты термиялық өңдеу әдістері келесідей: 1000 ℃ × 6 сағ күйдіру + 950 ℃ × 2.5 сағ қалыпқа келтіру + 570 ℃ × 2.5 сағ; 1000 ℃ × 6 сағ күйдіру + 950 ℃ × 2.5 сағ қалыпқа келтіру + 250 ℃ × 2.5 сағ шыңдау; 1000 ℃ × 6 сағ күйдіру + 950 ℃ × 2.5 сағ май сөндіру + 570 ℃ × 2.5 сағ; 1000 ℃ × 6 сағ күйдіру + 950 ℃ × 2.5 сағ май сөндіру + 250 ℃ × 2.5 сағ. Нәтижелер көрсеткендей:
- 1 Г температурада күйдірілген, 1000 Ом температурада қалыпқа келтірілген және 950 at температурада шыңдалған жоғары көміртекті аз легирленген болаттың (№570) микроқұрылымы перлит болып табылады. 2 at күйдірілген, 1000 at температурада қалыпқа келтірілген және 950 at температурада шыңдалған жоғары көміртекті аз легирленген болаттың (№250) микроқұрылымы да перлит болып табылады. Алайда, №1 перлит құрылымы пассивтелген және сфероидталғанға бейім, ал оның жан-жақты қасиеттері № 2-ге қарағанда жақсырақ. Жоғары көміртекті аз легирленген болаттың (3 үлгі) микроқұрылымы 1000 at күйдірілген, май 950 at сөндірілген. және 570 at температурада шыңдалған мартенсит бағдарлы сорбит. 4 at күйдірілген, 1000 at сөндірілген және 950 at температурада шыңдалған жоғары көміртекті аз легирленген болаттың (№250) микроқұрылымы шыңдалған мартенсит болып табылады.
- 4 at күйдірілген жоғары көміртекті аз легірленген болаттың (№1000) қаттылығы, 950 at сөндірілген және 250 at температурада шыңдалған Роквеллдің ең жоғары қаттылығы 57.5 HRC. Жоғары көміртекті аз легирленген болаттың қалған үш түрінің қаттылығы 4 үлгіге қарағанда төмен, ал қаттылық мәні жақын. 1,2,3 үлгілерінің қаттылығы 43.8 HRC, 45.3 HRC және 44.3 HRC.
- V-ойықты соққыға төзімділік сынағы көрсеткендей, жоғары көміртекті аз легирленген болат (№1) 1000 at күйдірілген, 950 ℃ температурада қалыпқа келтірілген және 570 at температурада шыңдалған, соғұрлым жоғары соққы сіңіру энергиясына ие (8.37 Дж) және ең жақсы төзімділік. Созылу сынағының нәтижелері көрсеткендей, carbon сынғаннан кейінгі ұзартылуы at жоғары көміртекті аз легирленген болат (№1) 1000 ℃ күйдірілген, 950 at-де қалыпқа келтірілген және 570 ed температурада шыңдалған, сынғаннан кейін максималды созылу (14.31%), ал сынық созылғыш сынық.
- Созылу сынағының нәтижелері көрсеткендей, жоғары көміртекті аз легирленген болаттың (№3) 1000 at күйдірілген, 950 at сөндірілген және 570 at шыңдалған майдың беріктігі ең жақсы күшке ие (Rm: 1269mpa, Rel: 1060mpa), # 1 , # 2 , # 3 , және # 4 күші Rm: 1005 МПа, Rel: 850 МПа; Rm: 947 МПа, Rel: 740 МПа; Rm: 671 МПа.
- Құйылған жоғары көміртекті аз легирленген болаттың (№5) механикалық қасиеттері термиялық өңделген үлгілерге қарағанда нашар. Термиялық өңдеу жоғары көміртекті аз легирленген болаттың кешенді қасиеттерін жақсартады.
4.0 тозуға төзімді бишиттік болат, перлит болат және жоғары марганецті болат матрицалық композиттік диірмендердің микроқұрылымы мен механикалық қасиеттері
Негізгі бағдар ретінде жоғары көміртекті легирленген болатты қабылдай отырып, жартылай автогенді диірменнің қаптамалық тақтасына арналған тозуға төзімді және коррозияға төзімді легирленген болатты салыстыру және зерттеу үшін біздің зауыт жоғары көміртекті легирленген болаттың үш түрін және олардың композициялық материалдары және жасалған плиталар. Құю және термиялық өңдеу біздің фабрикада аяқталды, ал алдын ала сынақ металл шахталарында жасалды.
Бейниттік болаттың, перлитті болаттың және жоғары марганецті болат матрицалық композиттік диірменнің гильзаларының химиялық құрамы кесте 4-1, кесте 4-2 және кесте 4-3 көрсетілген.
Кесте 4-1 Байинит болаттан жасалған лайнер плиталарының химиялық құрамы (масс.%) | |||||||
C | Si | Mn | P | S | Cr | Mo | Ni |
0.687 | 1.422 | 0.895 | 0.053 | 0.029 | 4.571 | 0.424 | 0.269 |
Кесте 4-2 Перлитті болаттан жасалған лайнер плиталарының химиялық құрамы (масс.%) | |||||||
C | Si | Mn | Al | W | Cr | Cu | Ni |
0.817 | 0.43 | 0.843 | 0.028 | 0.199 | 3.103 | 0.111 | 0.202 |
Кесте 4-3 Жоғары марганецті болат матрицалық композициялық лайнерлік плиталардың химиялық құрамы (масс.%) | |||||||
C | Si | Mn | Al | Cr | V | Ti | Ni |
1.197 | 0.563 | 20.547 | 0.271 | 0.143 | 0.76 | 0.232 | 0.259 |
Байинит болат лайнері, перлит болаты және жоғары марганецті болат матрицалық композиттік лайнер алынып тасталғаннан кейін микроқұрылымды бақылау, қаттылық сынағы, соққы сынағы, созылуға сынау және соққы коррозиясын абразивті тозуға сынау үшін сынамалар сыммен кесіледі.
4.1 Бейниттік болаттың, перлиттік болаттың және жоғары марганецті болат матрицалық композиттік диірменнің микроқұрылымы мен механикалық қасиеттері
4.1.1 Микроқұрылым
4-1-суретте банитті болаттан жасалған қаптаманың металлографиялық құрылымы, ал 4-1 (а) (б) суретте тозбайтын беттің металлографиялық құрылымы көрсетілген. Қара ине тәрізді төменгі баинит құрылымы (4-1 (б) суреттегі көрсеткіні қараңыз), қауырсын тәрізді жоғарғы баинит құрылымы (4-1 (б) суретті қараңыз) және ақ түсті ұсталған аустенитті байқауға болады. 4-1 (с) (г) -суретте тозу бетінің металлографиялық құрылымы көрсетілген. Қара ине тәрізді төменгі баинит құрылымын және ақ түсті ұсталған аустенитті байқауға болады. Тозбайтын бетіндегі қара ине тәрізді төменгі баинит тозу бетіне қарағанда жұқа.
4-2 суретте баинит болатының қаптамалық тақтасының XRD дифракциялық өрнегі көрсетілген. Бейниттік болат үлгісінің дифракциялық үлгісі α фазасы мен γ фазасының дифракциялық шыңдарын көрсетеді және диаграммада карбидтің айқын дифракциялық шыңы жоқ.
4-3 суретте жоғары марганецті болат матрицалық композиттік қаптаманың металлографиялық құрылымы көрсетілген. 4-3 (а) макрографты көрсетеді, сур. 4-3 (b) суретте үлкен үлкейту сызбасы, ал 4-3 (b) суретте аустенит түйіршіктері шекарасында көптеген карбидтер көрсетілген. Жылтыратылған және коррозияға ұшыраған жоғары марганецті болат матрицалық композиттік тақтайша үлгісінің бетіне сәйкесінше 10 есе үлкейтетін 100 металлографиялық сурет түсірілді (4-4 суреттерді қараңыз). Көру саласындағы карбидтердің аудандық үлесі Lycra metallographic микроскопының Las фазалық сараптамалық бағдарламалық жасақтамасын қолдану арқылы талданып, орташа арифметикалық мәні алынды. Есептеуге сәйкес жоғары марганецті болат матрицалық композициялық лайнердегі карбидтің мөлшері 9.73% құрайды. Карбидтер аустенитте екінші фаза ретінде таратылады, бұл материалдың тозуға төзімділігі мен беріктілігін жақсартады. Жоғары марганецті болат матрицалық композиттік лайнер материалы матрица ретінде аустенит құрылымымен және екінші фаза ретінде карбидпен құрама материал болып табылады.
4-4 суретте man фазасы мен карбидтің дифракциялық шыңдары болатын, бірақ мартенситтің дифракциялық шыңы жоқ жоғары марганецті болат матрицалық композиттік қаптаманың XRD дифракциялық өрнегі көрсетілген.
4-6 суретте перлит болаттан жасалған лайнердің микроқұрылымы, ал 4-6 (а) (б) суретте Ликра металлографиялық микроскопы қабылдаған металлографиялық құрылым көрсетілген. Перлит құрылымының ақ-қара екенін байқауға болады (4-6 (б) -суретті қара шеңберді қараңыз). Ақ аймақ - феррит, ал қара - цементит. 4-6 (с) -суретте SEM жоғары қуатты микроқұрылымы көрсетілген. Жарқын және қараңғы фазалары бар перлитті көруге болады. Ашық бөлігі - цементит, ал қараңғы бөлігі - феррит.
4-7 суретте перлитті болат диірменінің астарының XRD дифракциялық сызбасы көрсетілген. Перлит диірменінің лайнерлерінің дифракциялық өрнегінде α фазасы мен Fe3C фазасының дифракциялық шыңдары бар және айқын аустенит шыңы пайда болмайды.
4.1.2 Механикалық қасиеттері
4-4 кестеде байинит болаттан жасалған лайнердің, марганецті болат матрицалық композиттік лайнердің және перлит болаттан жасалған лайнердің қаттылығы мен соққыға төзімділігінің сынақ нәтижелері көрсетілген. Нәтижелер байинит болаттан жасалған лайнердің қаттылық пен қаттылықтың сәйкес келетін қасиеттеріне ие екендігін көрсетеді; марганецті болат матрицалық композиттің қаттылығы нашар, бірақ жұмысты қатайтпай жақсы беріктігі бар; перлит болатының беріктігі нашар.
4-4-кесте. Роквелл қаттылығы және легірленген болаттан жасалған фабрика қаптамаларының үш түрінің соққыға төзімділігі | |
тармақ | нәтиже |
Байинитті легирленген болат фабрикасының қаптамаларының қаттылығы (HRC) | 51.7 |
Жоғары марганецті болат матрицалық композиттік легирленген болаттан жасалған гильзалардың қаттылығы (HRC) | 26.5 |
Перлит қорытпасынан жасалған болат фабрикасының қаптамаларының қаттылығы (HRC) | 31.3 |
Бейниттік легирленген болаттан жасалған диірмен қаптамаларының әсерін сіңіру энергиясы (J) | 7.5 |
Жоғары марганецті болат матрицалық композиттік легирленген болат фабрикасының қаптамаларының әсерін сіңіру энергиясы (J) | 87.7 |
Перлит қорытпасы бар болат диірменінің V-ойықты (J) қаптамаларының әсерін сіңіру энергиясы | 6 |
4-8 сурет - бұл үш түрлі лайнер материалдарының қатайтылған қабат аймағындағы қаттылықтың таралуын салыстыру, атап айтсақ, байинит болаттан жасалған қаптама, жоғары марганецті болаттан жасалған композиттік қаптама тақтайшасы және перлитті болаттан жасалған лайнер. Нәтижелер көрсеткендей, жоғары марганецті болатқа негізделген композиттік қаптама табақшасы мен байинитті болат лайнер шахтадағы сынақтан кейін қатты қатаю құбылысына ие. Марганецті болатқа негізделген жоғары құрамды лайнердің қатаю тереңдігін өңдеу 12 мм құрайды, ал төсем табақшасының қаттылығы 667 HV (58.7 HRC) дейін жоғарылатылған; Байинит болаттан жасалған лайнердің қатаю тереңдігі 10 мм құрайды, HVS қаттылығы механикалық шыңдау арқылы 50% -ға өсті, ал перлитті болат лайнерде қатаюдың айқын құбылысы болған жоқ.
4-5-кестеде марганецті болат матрицалық композиттік диірмендер мен перлитті болат диірмен қаптамаларының созылуына сынау нәтижелері көрсетілген. Нәтижелер көрсеткендей, перлитті болат матрицалық композиттік диірменнің беріктік беріктігі жоғары марганецті болат матрицалық композиттік материал диірменінің астарына тең, бірақ жоғары марганецті болат матрицалық композиттік материал қаптамасының тақтайшасы перлиттік болат диірменінің қаптамаларына қарағанда жоғары беріктікке ие. Сонымен қатар, перлитті болат лайнердің сынуынан кейінгі созылу марганецті болат матрицалық композиттікінен жоғары, ал жоғары марганецті болат матрицалық композиттік материалдан жасалған лайнердің беріктігі жақсы.
4-5 кесте. Әр түрлі легирленген болат фабрикасының қаптамаларын созуға сынау нәтижелері | |||
№-тармақ | Созылу беріктігі / Mpa | Сынғаннан кейінгі созылу /% | Өнімділік беріктігі / Mpa |
Жоғары марганецті матрицалық композициялық лайнер | 743 | 9.2 | 547 |
Перлитті болаттан жасалған лайнер | 766 | 6.7 | 420 |
4.1.3 Соққы сынықтарын талдау
4-9 суретте байинит болаттан жасалған лайнердің, жоғары марганецті болат матрицалық композиттік лайнердің және перлитті болаттан жасалған лайнердің соққы сыну морфологиясы көрсетілген. 4-9 (а) (б) -суретте байинит болаттан жасалған лайнер материалының соққы сыну морфологиясы көрсетілген. Сыну беті салыстырмалы түрде тегіс, жыртылу жиектерінің саны аз және үлкейтуі жоғары (Cурет 4-9 (а)) Шұңқырлардың сыныққа төзімділігі (B-9) аз, бірақ сыну энергиясы аз. 4-9 (с) (г) -суретте жоғары марганецті болат матрицалық композиттік лайнер материалының соққы сынуының морфологиясы көрсетілген. Төмен ұлғайтудан (4-9-сурет (с)) сыну бетінде айқын пластикалық деформация байқалады, ал көлденең қимада шұңқырлар пайда болады. Үлкен үлкейту кезінде (сурет 4-9 (г)) бір уақытта үлкенді-кішілі шұңқырларды байқауға болады, ал үлкен шұңқырлар терең, ал шұңқырлар бір-бірімен шатысады. 4-9 суретте (Е) (е) перлит болаттан жасалған лайнер материалының соққы сыну морфологиясы көрсетілген. Сыну беті төмен үлкейту кезінде салыстырмалы түрде тегіс (4-9-сурет (Е)), ал өзеннің өрнегін үлкен үлкейту кезінде байқауға болады (4-9-сурет (f)). Бұл кезде өзен өрнегінің шетінде аздаған шұңқырларды байқауға болады. Үлгі - макро көріністегі сынғыш сынықтар және микро көріністегі жергілікті бөліктегі пластикалық сынықтар.
4.1.4 Созылу сынықтарын талдау
4-10 суретте жоғары марганецті болат матрицалық композиттік қаптама тақтайшасы мен перлитті болаттан жасалған қаптама табақшасының созылу сыну морфологиясы және 4-10 (а) (б) суретте жоғары марганецті болат матрицалық композиттік төсемдік материалдың созылу сыну морфологиясы көрсетілген. Төмен қуаттылықтан (4-10-сурет (а)) сыну айқын пластикалық деформацияға, жыртылу жиегінің аз мөлшеріне және үлкен үлкейтуге ие (Сурет таяз шұңқырлардың аз саны және бөлшектеу сатыларының көптігі байқалуы мүмкін) 4-10 (б) -де. Үлгі аралас сыну режиміне жатады.4-10 (в) (г) -суретте перлит болаттан жасалған астар материалының созылу сыну морфологиясы көрсетілген. Сыну беті төмен үлкейту кезінде байқалғанда салыстырмалы түрде тегіс ( 4-10-сурет (с)) .Өзеннің айқын көрінісі мен жыртылу жиегін үлкен үлкейту кезінде байқауға болады (4-10-сурет (г)) .Сынама сынғыш сыныққа жатады.
4.2 Нәтижелер
- Бейниттегі легирленген болат диірменінің лайнерлерінің микроқұрылымында 51.7 HRC қаттылығы бар қара ине тәрізді төменгі байнит пен қауырсын тәрізді жоғарғы бейниттің бөлігі көрсетілген. Диірмен лайнері шахталарда сыналғаннан кейін оның жұмыстық қатаюдың белгілі бір тереңдігі 10 мм болады. Диірмен лайнерінің қаттылығы 50 ГВ-қа жоғарылайды. Бейнит болаттан жасалған лайнердің V тісшесімен жұтылатын әсер ету энергиясы 7.50 Дж құрайды, ал сыну беті - созылғыш сынық. Байинит қорытпасынан жасалған болат диірменінің қаптамалары жақсы жан-жақты механикалық қасиеттерге ие.
- Жоғары марганецті болат матрицалық композиттік диірменнің астарының микроқұрылымы аустенитті құрылым болып табылады. Аустенитті дән шекарасында карбидтер көп, ал карбидтің мөлшері 9.73% құрайды. Жоғары марганецті болат матрицалық композиттік материалдан жасалған лайнер материалы аустенит құрылымы матрица және екінші фаза ретінде карбиді бар композициялық материал болып табылады. Жоғары марганецті болат матрицалық композициялық лайнердің қаттылығы 26.5 HRC құрайды. Шахталарда қолданылғаннан кейін, жұмысты қатайту айқын болады. Жұмыстың қатаю тереңдігі 12 мм. Ең жоғары қаттылық - 667 HV (58.7 HRC). Жоғары марганецті болат матрицалық композиттік лайнердің стандартты u-ойығының соққы сіңіретін энергиясы 87.70 Дж құрайды, ал соққы сынуы - созылғыш сынық. Жоғары марганецті болат матрицалық композициялық лайнердің созылу сынуынан кейінгі созылу 9.20% құрайды, ал созылу сынуы аралас сынық болып табылады. Жоғары марганецті болат матрицалы композиттік диірменнің лайнері жақсы төзімділікке ие. Марганецті болат матрицалық композиттік диірменнің жоғары беріктігі мен беріктігі 743 МПа және 547 МПа құрайды.
- Нәтижелер көрсеткендей, перлит қорытпасынан жасалған болат диірменінің лайнерлерінің микроқұрылымы 31.3 сағ қаттылығы бар перлиттің қара және ақ құрылымы болып табылады, және шахталарда сынақтан өткеннен кейін жұмысты қатайтатын құбылыс жоқ. Перлитті болаттан жасалған лайнердің стандартты V-ойығының соққы сіңіру энергиясы 6.00ж құрайды, ал сыну беті - бұл микролокальды пластикалық және макро сынғыш сынықтар. Перлитті болат төсеніштің созылу сынғаннан кейін созылуы 6.70% құрайды, созылу сынуы - сынғыш сынық, беріктігі жоғары, ал марганецті болат матрицалық композиттің астары нашар. Перлит болаттан жасалған лайнердің созылу беріктігі мен беріктілігі 766 МПа және 420 МПа құрайды.
5.0 Жартылай автогенді диірмен легірленген болаттан жасалған диірмен қаптамаларының коррозияға және тозуға төзімділігі
Жартылай автогенді диірменнің диірменді лайнерлері шлам ерітіндісіне әсер етіп, тозып қана қоймай, барабандағы шламдармен коррозияға ұшырайды, бұл лайнердің қызмет ету мерзімін едәуір қысқартады. Соққы коррозиялы абразивті тозу сынағы жартылай автогенді диірменнің қаптау тақтасының тозу жағдайын жақсы модельдей алады. Қазіргі уақытта материалдардың тозуға төзімділігі мен коррозияға төзімділігі туралы зерттеулер негізінен үш денелік тозу жағдайында әсер ететін коррозиялық абразивті тозу сынағындағы материалдардың тозу салмағының жоғалуын өлшеуге арналған, содан кейін электронды микроскопты сканерлеу арқылы үлгілердің тозу морфологиясын бақылайды, және содан кейін тозу механизмін талдаңыз. Бұл тарауда әр түрлі сынамалардың тозуға төзімділігі мен тозу механизмі әсерлі коррозиялы абразивті тозудың жоғалуы және термиялық өңделген жоғары көміртекті аз легирленген коррозияға төзімді болат, байинит болаттан жасалған лайнер, перлитті болаттан жасалған және жоғары марганецті болаттан жасалған морфология арқылы талданады. матрицалық композициялық лайнер.
5.1 4.5 Дж соққы энергиясындағы соққы коррозиясының абразивті тозу сипаттамалары
5.1.1 соққыдан коррозияға қарсы абразивті тозуға төзімділік
Соққылыққа төзімді болаттың, байнит болаттан жасалған лайнердің, перлитті болаттан жасалған лайнердің және марганецті болат матрицалық композициялық қаптаманың соққылы коррозиялы тоздыратын әр түрлі термиялық күйінде тозу салмағының төмендеуі 4.5j әсерінен. уақыт 5-1 суретте көрсетілген.
- Нәтижелер көрсеткендей, әр үлгінің салмақ жоғалуы уақыт өткен сайын артады, ал тозу жылдамдығы тұрақты;
- Әр сынаманың тозуға төзімділігі келесідей: банитті болат лайнерлі тақта > 1000 ℃ жасыту +950 ℃ қалыпқа келтіру +570 ℃ шыңдалған жоғары көміртекті аз легирленген болат > 1000 ℃ жасыту +950 ℃ майды сөндіру +250 ℃ шыңдалған жоғары көміртекті аз легирленген болат> перлит болаттан жасалған лайнер > 1000 ℃ күйдіру +950 ℃ қалыпқа келтіру +250 ing шыңдау жоғары көміртекті аз легирленген болат > 1000 ℃ жасыту +950 ℃ майды сөндіру +570 ℃ шыңдау жоғары көміртекті аз легирленген болат> жоғары марганецті болат негізді композициялық диірмендер.
5.1.2 қажалу механизмін талдау
Соққы абразивті тозудың екі негізгі тозу механизмі бар: бірі - абразивті кесу мен қашау нәтижесінде пайда болған тозу; екіншісі - соққы күшінің әсерінен қайталанатын шұңқырлы деформациядан болатын қажудың тозуы. Ылғалды тегістеу жағдайында соққы абразивті тозу негізінен абразивті тозуды жоғалтады және электрохимиялық коррозиямен жүреді, бұл бір-біріне ықпал етеді және материалдардың тозу жылдамдығын жеделдетеді.
5-2 суретте жоғары көміртекті аз легирленген коррозияға төзімді болат пен байинит болатының, перлитті болат лайнердің және жоғары марганецті болат матрицалық композициялық материалдың әр түрлі термиялық күйінде қапталатын пластинасының тозу беткі морфологиясы көрсетілген.
5-2 (а) (б) -суретте 1R үлгінің тозу морфологиясы көрсетілген, яғни 1000 anne күйдірілген және 950 ℃-де қалыпқа келтірілген және 570 at температурада жоғары көміртекті аз легирленген болат. Төмен үлкейту кезінде (сурет 5-2 (а)) үлгінің тозу беті салыстырмалы түрде тегіс болады. Үлкен үлкейту кезінде (5-2-сурет (б)) кескіш бороздар байқалуы мүмкін, ал тозған бетінде аздап шаршаудың шашыраңқы шұңқырлары пайда болады. Үлгі негізінен микро кесу механизмі болып табылады. Үлгі перлитті, оның қаттылық мәні 43.7 HRC және кесуге белгілі бір кедергісі бар. Сонымен қатар, үлгінің беріктігі бар. Соққы коррозиялы абразивті тозу процесінде ол үлкен пластикалық деформацияны тудыруы мүмкін. Пластикалық деформацияның шаршауынан бас тарту алдында ол соққы күші мен кварц құмының әсерінен пластикалық деформация сынаға және пластикалық жотаға айналады. Үлгінің тозған бетінде айқын коррозия жоқ, бұл үлгінің коррозияға төзімділігі жақсы екенін көрсетеді.
5-2 (с) (г) -суретте 2R үлгісінің тозу морфологиясы көрсетілген, яғни жоғары көміртекті аз легирленген болат 1000 ℃ күйдірілген және 950 at кезінде қалыпқа келтірілген және 250 at температурада. Төмен үлкейту кезінде (сурет 5-2 (с)) үлгінің тозу беті салыстырмалы түрде тегіс болады. Үлкен үлкейту кезінде (5-2-сурет (г)) кең және таяз кескіш бороздар байқалуы мүмкін және пластикалық деформацияның сыны, пластикалық жотасы және пластикалық деформациядан туындаған кейбір кесу чиптері көрінеді, Сонымен қатар, а аз мөлшерде ысырылған шұңқырлар пайда болады, бұл негізінен микро кесу механизмі, аз мөлшерде пластикалық деформация шаршауының шашырауымен жүреді. Үлгінің тозған бетінде айқын коррозия жоқ, бұл үлгінің коррозияға төзімділігі жақсы екенін көрсетеді.
5-2 (E) (f) -суретте 3R үлгінің тозу морфологиясы көрсетілген, яғни 1000 carbon күйдірілген, 950 ℃ сөндірілген және 570 ℃ температурада жоғары көміртекті аз легирленген болат. Төмен үлкейту кезінде (5-2-сурет (Е)) үлгінің тозу беті кейбір қоқыстармен салыстырмалы түрде тегіс болады. Үлкен үлкейту кезінде (5-2-сурет (f)) көптеген дұрыс емес шашырау шұңқырларын байқауға болады. Үлгінің тозу механизмі - бұл шаршаудың пластикалық механизмі. Үлгінің тозған бетінде айқын коррозия жоқ, бұл үлгінің коррозияға төзімділігі жақсы екенін көрсетеді.
5-2 (g) (H) суретте 4R үлгісінің тозу морфологиясы көрсетілген, яғни 1000 carbon күйдірілген және 950 at сөндірілген және 250 at температурада жоғары көміртекті аз легирленген болат. Төмен үлкейту кезінде (сурет 5-2 (ж)) үлгінің тозу беті салыстырмалы түрде тегіс болады. Үлкен үлкейту кезінде (5-2-сурет (Н)) таяз және жарлықты бороздар байқалуы мүмкін. Үлгі шыңдалған мартенсит болғандықтан, оның қаттылығы 57.5 HRC жетеді, кесуге төзімділігі жоғары. Бір уақытта тозған шұңқырлардың көптігін тозған бетте байқауға болады. Үлгінің пластикасы төмен. Периодты стресс әсерінен стресстің шоғырлану көзі, шаршау сызығы және ең соңында шаршау басылып, қайталанатын пластикалық деформация жүреді. Үлгінің тозу механизмі - шаршаудың пластикалық тозуы. Үлгінің тозған бетінде айқын коррозия жоқ, бұл үлгінің коррозияға төзімділігі жақсы екенін көрсетеді.
5-2-суретте (I) (J) 5R үлгісінің абразиялық морфологиясы көрсетілген, яғни байинит болаттан жасалған лайнер материалы. Төмен үлкейту кезінде (5-2-сурет (J)) ұзын кесетін бороздалар мен төте жолдардың бороздалары бір уақытта болатындығын байқауға болады және аз мөлшерде біркелкі емес шашыраңқы шұңқырлар көрінеді. Үлгінің микро кесу механизмі негізінен микро кесу болып табылады. Үлгі - байниттік құрылым, қатты төзімділікке сәйкес келеді, жоғары қаттылық мәні (51.3 HRC) және кесудің белгілі бір кедергісі бар; сонымен бірге үлгінің қатты төзімділігі бар, ол үлкен пластикалық деформацияны және соққы коррозиясының абразивті тозу процесінде аз мөлшерде қопсытқыш шұңқырларды шығара алады. Сондықтан үлгінің коррозиялық абразивті тозуға төзімділігі ең жақсы болып табылады. Үлгінің тозған бетінде айқын коррозия жоқ, бұл үлгінің коррозияға төзімділігі жақсы екенін көрсетеді.
5-2 (к) (L) -суретте 6R үлгінің абразиялық морфологиясы, яғни марганецті болат матрицалық композициялық лайнерлі материал төмен үлкейту кезінде көрсетілген (5-2-сурет) (к) (үлгінің тозу беті салыстырмалы түрде көрсетілген) тегіс, кескіш бороздардың аз мөлшерін байқауға болады, ал ұзын және терең кескіш бороздар мен тозу қалдықтарының бөлігі жоғары уақытта байқалуы мүмкін (5-2-сурет (L)), бұл үлгінің кесуге қарсы қабілетін көрсетеді. нашар, сонымен қатар тозған бетінде көптеген дұрыс емес шашырау шұңқырларын байқауға болады, ал микро кесу механизмі үлгінің негізгі механизмі болып табылады.Сынаманың тозған бетінде айқын коррозия жоқ, бұл сынаманың коррозияға төзімділігі жақсы.Сынаманың қаттылығы жұмысты қатайтпай аз болады.Ол 4.5j соққы энергиясы кезінде жұмысты қатайтатын қаттылықты ала алмайды.Сондықтан үлгінің кесу кедергісі нашар, ал әсер коррозиялық абразивті тозуға төзімділік - ең нашар.
5-2 (m) (n) -суретте 7R үлгінің, яғни перлитті болаттан жасалған лайнер материалының қажалу морфологиясы көрсетілген. Төмен үлкейту кезінде (5-2-сурет (м)) үлгінің абразивті беті салыстырмалы түрде тегіс болады және аз мөлшерде қопсытқыш шұңқырларды байқауға болады. Үлкен үлкейту кезінде (5-2-сурет (n)) терең кесу бороздарын байқауға және қоқыстарды киюге болады, ал үлгінің кесуге қарсы қабілеті нашар. Кесетін бороздар мен қоқыстардың айналасында кейбір дұрыс емес шұңқырларды байқауға болады. Үлгінің микро кесу механизмі мен шаршаудың таралу үлесі ұқсас. Үлгінің тозған бетінде айқын коррозия жоқ, бұл үлгінің коррозияға төзімділігі жақсы екенін көрсетеді.
Қорытындылай келе, 4.5j соққы энергиясының әсерінен коррозиялық абразивті тозу сынағында кейбір үлгілер негізінен микро кесетін тозу механизмдері, кейбір үлгілер негізінен шаршап тозған тозу механизмдері болып табылады, ал кейбір үлгілер тозудың екі механизмінде бірдей стресске ұшырайды. Үлгілердің эрозияға төзімділігі екі механизммен, яғни қаттылық пен қаттылықпен анықталады. Сынақ нәтижелеріне сәйкес, байниттік болат қаттылық пен қаттылықты жақсы сәйкестендіреді, соққыға және үйкелуге төзімділікке ие. Жоғары марганецті болат матрицалық композициялық лайнердің тозуға төзімділігі ең нашар, өйткені ол жұмысты қатайта алмайды. Бұл нәтиже қажалу салмағын жоғалту нәтижесімен сәйкес келеді.
5.1.3 Тозуға төзімді легірленген болаттардың 4.5Дж әсер ету энергиясы кезінде жұмыстық қатаю эффектісі
Әр түрлі тозуға төзімді легірленген болаттардың жұмыстық қатаю эффектісін зерттеу үшін 4.5j әсер ету энергиясы астында әр түрлі тозуға төзімді легірленген болаттардың тозған жер асты қабатының микроқаттылықтың біртіндеп өзгеру қисығы өлшенді, яғни соққы тозуы қисаю. 5-3 суретте жоғары көміртекті аз легирленген коррозияға төзімді болаттың, баинит болаттан жасалған лайнердің, перлитті болаттан жасалған лайнердің және марганецті болат матрицалық композициялық қаптаманың 4.5j әсер ету энергиясы бойынша жұмысының қатаю қисықтары көрсетілген.
Суреттен 4.5j соққы энергиясы жағдайында тозуға төзімді әр түрлі легирленген болаттардың белгілі бір дәрежеде жұмысты қатайту қабілеті болатындығын көруге болады. Тозу бетіне неғұрлым жақын болса, жұмысты қатайту эффектісі соғұрлым жақсы болады; тозу бетінен неғұрлым алыс болса, жұмысты қатайту әсері соғұрлым нашарлайды; жоғары марганецті болат матрицалық композиттің қатаю жылдамдығы ең үлкен, ал қаттылығы 264-ке артады. Нәтижелер көрсеткендей, жоғары көміртекті аз легирленген болаттың қаттылығы 1000 ℃ күйдірілген, май 950 at сөндірілген және 250 at шыңдалған қаттылық. Байниттік болаттың қаттылығы 1000 ℃ күйдірілгеннен, майды 950 at сөндіргеннен және 250 temper шыңдалғаннан кейінгі екінші. Алайда біріншісінің беріктігі екіншісіне қарағанда жақсырақ, ал екіншісінің қаттылығы салыстырмалы түрде жоғары, сондықтан алдыңғы қаттылығы 4.5ж-да жоғары. Нәтижелер көрсеткендей, байниттік болаттың тозуға төзімділігі соққы энергиясы кезінде ең жақсы болып табылады, бұл коррозия тозу сапасын талдау нәтижелерімен сәйкес келеді.
5.2 9J әсер ету энергиясы әсерінен коррозиялық абразивті тозу сипаттамалары
5.2.1 соққыдан коррозияға қарсы абразивті тозуға төзімділік
9j соққы энергиясының әсерінен жоғары көміртекті аз легирленген коррозияға төзімді болаттың, байинит болаттан жасалған лайнердің, перлит болаттан жасалған лайнердің және жоғары марганецті болат матрицалы композициялық қаптаманың әсерінен коррозияға қарсы абразивті тозу уақыты әр түрлі термиялық өңдеу күйінде тозудың жоғалуы көрсетілген. 5-4 суретте
- Нәтижелер көрсеткендей, әр үлгінің салмақ жоғалуы уақыт өткен сайын артады, ал тозу жылдамдығы тұрақты;
- Үлгілердің тозуға төзімділігі мен коррозияға төзімділігі 1000 ℃ жасыту + 950 ℃ қалыпқа келтіру + 570 ℃ жоғары көміртекті аз легирленген болат> байниттік болат лайнер плитасы ≥ 1000 ℃ жасыту + 950 ℃ майды сөндіру + 570 ℃ жоғары көміртекті шыңдау төмен легирленген болат> 1000 ℃ күйдіру + 950 ℃ майды сөндіру + 250 ℃ қатты көміртекті аз легирленген болат ing жоғары марганецті болат матрицалық композиттік материал қаптау тақтасы> 1000 ℃ жасыту + 950 ℃ қалыпқа келтіру + 250 ℃ шыңдау жоғары көміртекті аз легирленген болат ≥ перлит болат лайнер.
5.2.2 қажалу механизмін талдау
5-5 суретте жоғары көміртекті аз легирленген коррозияға төзімді болаттың, байинит болаттан жасалған лайнердің, перлитті болаттан жасалған лайнердің және жоғары марганецті болат матрицалы композициялық материалдың әр түрлі термиялық күйінде қапталған тақтайшасының беткі морфологиясы көрсетілген.
5-5 (а) (б) -суретте 1R үлгінің абразиялық морфологиясы көрсетілген, яғни 1000 at күйдірілген және 950 at кезінде қалыпқа келтірілген және 570 at температурада жоғары көміртекті аз легирленген болат. Төмен үлкейту кезінде (сурет 5-5 (а)) үлгінің тозу беті салыстырмалы түрде тегіс болады. Үлкен ұлғайту кезінде (сурет 5-5 (б)) терең ойықтармен және шаршаудың аздаған шұңқырларымен айқын кесетін ойықтарды байқауға болады. Үлгіде шаршаудың тозуы негізгі фактор болып табылады. Үлгінің тозған бетінде айқын коррозия жоқ, бұл үлгінің коррозияға төзімділігі жақсы екенін көрсетеді.
5-5 (с) (г) -суретте 2R үлгінің тозу морфологиясы көрсетілген, яғни 1000 ℃ күйдіру + 950 ℃ қалыпқа келтіру + 250 ℃ шыңдау жоғары көміртекті аз легирленген болатты. Төмен үлкейту кезінде (сурет 5-5 (с)) үлгінің тозу беті салыстырмалы түрде тегіс болады. Үлкен үлкейту кезінде (сурет 5-5 (г)) бір уақытта үлкен және кіші кесінді бороздарды байқауға болады, үлкен кесу борозының айналасында аз мөлшерде кесу қоқыстары мен аз мөлшерде қопсыту байқалуы мүмкін. үлгінің негізгі тетігі - қажудың шашырау механизмінің белгілі бір мөлшерімен жүретін кесу. Тозған бетте айқын коррозия жоқ, бұл үлгінің коррозияға төзімділігі жақсы екенін көрсетеді.
5-5 (E) (f) -суретте 3R үлгінің абразиялық морфологиясы көрсетілген, яғни 1000 ℃ күйдіру + 950 ℃ майды сөндіру + 570 ℃ жоғары көміртекті аз легирленген болатты шынықтыру. Төмен үлкейту кезінде (сурет 5-5 (Е)) үлгінің тозу беті салыстырмалы түрде тегіс, айқын шаршау шашыраңқы шұңқырсыз болады. Үлкен үлкейту кезінде (5-5-сурет (f)) көптеген айқын кескіш бороздар мен шаршаудың кейбір шұңқырлары байқалды. Үлгінің кесу механизмі негізінен кесу механизмі болды және бір уақытта шаршаудың шашырау механизмі болды. Үлгінің тозған бетінде айқын коррозия жоқ, бұл үлгінің коррозияға төзімділігі жақсы екенін көрсетеді.
5-5 (g) (H) суретте 4R үлгінің тозу морфологиясы көрсетілген, яғни 1000 950 күйдіру + 250 ℃ май сөндіру + 5 ℃ шыңдау жоғары көміртекті аз легирленген болат. Төмен үлкейту кезінде (сурет 5-5 (ж)) үлгінің тозу беті салыстырмалы түрде тегіс болады. Үлкен ұлғайту кезінде (5-XNUMX-сурет (Н)) көптеген қысқа және таяз ұсақ кесектерді байқауға болады, сонымен қатар ұзын және таяз ұсақ кесектердің аз саны кездеседі. Әртүрлі мөлшердегі шаршау шашырау шұңқырлары тозған бетке бөлінеді. Шаршаудың шашырау механизмі үлгінің негізгі механизмі болып табылады және кесу механизмінің аз мөлшері бір уақытта болады. Үлгінің тозған бетінде айқын коррозия жоқ, бұл үлгінің коррозияға төзімділігі жақсы екенін көрсетеді.
5-5-суретте (I) (J) 5R үлгісінің абразиялық морфологиясы көрсетілген, яғни байинит болаттан жасалған лайнер материалы. Төмен үлкейту кезінде (5-5-сурет (I)) үлгінің тозу беті салыстырмалы түрде тегіс және айқын кескіш бороздар көрінеді. Үлкен үлкейту кезінде (5-5-сурет (J)). Үлгінің тозған бетінде айқын коррозия жоқ, бұл үлгінің коррозияға төзімділігі жақсы екенін көрсетеді.
5-5 (к) (L) -суретте 6R үлгінің тозу морфологиясы көрсетілген, яғни марганецті болат матрицалық композиттік лайнерлі материал. Төмен үлкейту кезінде (сурет 5-5 (к)) үлгінің тозу беті салыстырмалы түрде тегіс және айқын кескіш борозда байқалуы мүмкін. Үлкен үлкейту кезінде (5-5-сурет (L)) кесетін бороз таяз болады және кейбір қоқыстарды байқауға болады. Бұл жағдайда тозу бетінің қыртысы 4.5j құрайды. Соққы энергиясы жағдайында сынама қысқа және таяз болады, бұл үлгінің жоғары соққы энергиясы кезінде коррозиялық абразивті тозу кезінде кесуге қарсы қабілеті күшті екенін көрсетеді. Тозған бетінде кейбір дұрыс емес шашырау шұңқырларын байқауға болады, ал микро кесу механизмі үлгінің негізгі механизмі болып табылады. Үлгінің тозған бетінде айқын коррозия жоқ, бұл үлгінің коррозияға төзімділігі жақсы екенін көрсетеді.
5-5 (м) (n) -суретте 7R үлгінің абразиялық морфологиясы көрсетілген, яғни болаттан жасалған перлитті материал. Төмен үлкейту кезінде (сурет 5-5 (м)) үлгінің тозу беті салыстырмалы түрде тегіс болады және айқын шашырау шұңқырлары байқалуы мүмкін. Үлкен ұлғайту кезінде (5-5-сурет (n)) шаршаудың шашырау шұңқырларында қайталанған пластикалық деформациялардың іздері болады және аз мөлшерде кесетін бороздар мен тозу қалдықтары байқалады. Үлгінің шаршау шашырау механизмі негізінен шаршаудың шашырауы болып табылады. Үлгінің тозған бетінде айқын коррозия жоқ, бұл үлгінің коррозияға төзімділігі жақсы екенін көрсетеді.
Қорытындылай келе, 9j соққы энергиясының әсерінен коррозиялы абразивті тозу сынағында кейбір үлгілер негізінен микро кесетін тозу механизмдері, ал кейбір үлгілер негізінен шаршап тозған тозу механизмдері болып табылады. Үлгілердің эрозияға төзімділігі екі механизммен, яғни қаттылық пен қаттылықпен анықталады. Сынақ нәтижелері бойынша жоғары көміртекті аз легирленген болат 1000 ℃ күйдірілген, 950 at-де қалыпқа келтірілген және 570 at температурада шыңдалған болат қаттылық пен қаттылықты жақсы сәйкестендіреді, ал беріктігі ең жақсы, сондықтан соққы тозуына төзімділік ең жақсы болып табылады . Жоғары марганецті болат матрицалық композиттік материалдан жасалған қаптама плитасы үлкен әсер ету энергиясы кезінде белгілі бір жұмыстық қатаюды алады, сондықтан оның тозуға төзімділігі мен коррозияға төзімділігі жоғарылайды. Бұл нәтиже қажалу салмағын жоғалту нәтижесімен сәйкес келеді.
5.2.3 9J соққы энергиясы бойынша тозуға төзімді легирленген болаттардың жұмыстық қатаю эффектісі
5-6 суретте жоғары көміртекті аз легирленген коррозияға төзімді болаттың, байинит болаттан жасалған лайнердің, перлитті болаттан жасалған лайнердің және жоғары марганецті болат матрицалық композициялық қаптаманың 9j әсер ету энергиясы бойынша тозу және жұмыстық қатаю қисықтары көрсетілген. Суреттен 9j әсер ету энергиясы жағдайында тозуға төзімді әр түрлі легирленген болаттардың белгілі бір дәрежеде жұмысты қатайту қабілеті болатындығын көруге болады. Тозу бетіне неғұрлым жақын болса, жұмысты қатайту эффектісі соғұрлым жақсы болады; тозу бетінен неғұрлым алыс болса, жұмысты қатайту әсері соғұрлым нашарлайды; жоғары марганецті болат матрицалық композиттің қатаю жылдамдығы ең үлкен, ал жұмысты қатайту қиын - 1000 at күйдіргеннен кейін, майды 950 at сөндіріп, 250 ℃ температурада, жоғары көміртекті аз легирленген болаттың қаттылығы ең жоғары болады 1000 at күйдірілген және 950 at-де қалыпқа келтірілген және 570 at температурада шыңдалған жоғары көміртекті аз легирленген болаттың қаттылығы 1000 at күйдірілгеннен, май 950 enc сөндірілгеннен және 250 temper шыңдалғаннан гөрі төмен. Алайда біріншісінің қаттылығы екіншісіне қарағанда жақсы, ал біріншісінің қаттылығы едәуір жоғары. Демек, біріншісі 1000j әсер ету энергиясы жағдайында 9 at күйдіріледі + Нәтижелер көрсеткендей, жоғары көміртекті аз легирленген болаттың тозуға төзімділігі 950 Ом температурада және 570 Ом температурасында шыңдалған, бұл нәтижеге сәйкес келеді коррозия тозу сапасын талдау.
5.3 Нәтижелер
Fe 93.50%, C 0.65%, Si 0.54%, Mn 0.97%, Cr 2.89%, Mo 0.35%, Ni 0.75% және N 0.10% құрамы бар жоғары көміртекті аз легирленген тозуға төзімді болатты төрт түрлі өңдеді. термиялық өңдеу. Термиялық өңделген жоғары көміртекті аз легирленген болаттан, байиниттен жасалған болаттан, жоғары марганецті матрицалық композиттік лайнерден және перлитті болаттан соққы коррозиялы абразивті тозу сынақтары өткізілді:
- Соққы коррозиялы абразивті тозу сынауында 4.5J әсер ететін энергиясы кезінде, байниттік болаттан жасалған астардың соққы коррозиялы тозуға төзімділігі> 1000 ℃ жасыту + 950 ℃ қалыпқа келтіру + 570 ℃ шыңдалған жоғары көміртекті аз легирленген болат> 1000 ℃ жасыту + 950 ℃ майды сөндіру + 250 ℃ шыңдалған жоғары көміртекті аз легирленген болат> перлитті болат астары> 1000 ℃ күйдіру + 950 ℃ қалыпқа келтіру + 250 ℃ шыңдалған жоғары көміртекті аз легирленген болат> 1000 ℃ жасыту + 950 ℃ майды сөндіру + 570 ℃ шыңдалған жоғары көміртегі легирленген болат> жоғары марганецті болат матрицалық композиттік төсем. Нәтижелер көрсеткендей, легірленген болаттың салмақ жоғалуы уақыт өткен сайын және сызықтық түрде артады.
- 4.5j әсер ету энергиясы бойынша сынамалардың бір бөлігі, негізінен, микро кесетін тозу механизмдері, кейбір үлгілер, негізінен, шаршап тозған тозу механизмдері, ал кейбір үлгілерде тозу механизмдері де болады. 1000 at күйдірілген және 950 at температурада қалыпқа келтірілген және 570 at температурада күйдірілген жоғары көміртекті аз легирленген болаттар, 1000 at күйдірілген және 950 at температурада қалыпқа келтірілген және 250 ℃ температурада шыңдалған жоғары көміртекті аз легирленген болаттар, байинит болаттан жасалған гильзалар және марганецті болат матрицалық композициялық төсемдер негізінен, тозу механизмінің тозу механизмімен толықтырылған микро кесу механизмі. Жоғары көміртекті аз легирленген болаттың 1000 at күйдірілген, 950 at сөндірілген және 570 at температурада майды қыздырған және 1000 at + 950 at сөндірілген және 250 at температурада майды қайнатқан болаттың қажу шашырау механизмі негізінен шаршаудың таралу механизмі болып табылады. микро кесу механизмі. Перлитті болаттан жасалған лайнер үшін шаршаудың шашырауы және микро кесу механизмі бірдей маңызды.
- 9j соққы энергиясының әсерінен коррозиялық абразивті тозу сынағында соққы коррозиясының абразивтік тозуға төзімділігі келесідей: 1000 ℃ күйдіру + 950 ℃ қалыпқа келтіру + 570 ℃ шыңдау жоғары көміртекті аз легирленген болат> байинит болат лайнер плитасы ≥ 1000 ℃ жасыту + 950 ℃ майды сөндіру + 570 ℃ қалпына келтіру Жоғары көміртекті аз легирленген болат 1000 at күйдірілген, 950 at сөндірілген және 250 at жоғары көміртекті аз легирленген болат үшін моменттелген болат ≥ жоғары марганецті болат матрицалық композициялық қаптама> 1000 ℃ жасыту + 950 ℃ қалыпқа келтіру + 250 ℃ жоғары көміртекті аз легирленген болатты, перлитті болаттан жасалған лайнерді шыңдау. Нәтижелер көрсеткендей, легірленген болаттың салмақ жоғалуы уақыт өткен сайын және сызықтық түрде артады.
- 9j әсер ету энергиясы бойынша кейбір үлгілер негізінен микро кесетін тозу механизмдері, ал кейбір үлгілер тозудың тозу механизмдері болып табылады. 1000 at күйдірілген және 950 at температурада қалыпқа келтірілген және 570 at температурада күйдірілген жоғары көміртекті аз легирленген болаттар, 1000 at күйдірілген және 950 at температурада және 250 at температурада шыңдалған, жоғары көміртекті аз легирленген болаттар, 1000 at күйдірілген жоғары көміртекті аз легирленген болаттар және май 950 qu сөндірілген және 570 at температурада шыңдалған, байинит болаттан жасалған гильзалар және марганецті болат матрицалық жоғары композициялық төсемдер, негізінен, шаршаудың тозу механизмімен толықтырылған микро кесу механизмі болып табылады. Жоғары көміртекті аз легирленген болат пен перлитті болаттан жасалған, 1000 at күйдірілген және 950 temper сөндірілген және 250 temper температурада майланған шаршаудың шашырау механизмі, микро кесу механизмімен толықтырылған, шаршаудың шашырау механизмі басым.
- 4.5J және 9J әсер ету энергиясы кезінде барлық сынамалардың коррозиясы айқын емес. Сынақ жағдайында бұл үлгілердің коррозияға төзімділігі жақсы.
6.0 Коррозияға-тозуға төзімді қорытпалы болат SAG диірменінің қаптамаларын зерттеу нәтижелері
Бұл жұмыста Lycra metallographic микроскопы, муфельді пеш, қаттылықты сынаушы және XRD көмегімен жартылай автогенді диірмен диірменінің астарының соққы коррозиясы мен абразивті тозуы фон ретінде алынады. Термиялық өңдеудің микроқұрылымға, қаттылыққа әсері , дифрактометр, импульсті сынақ машинасы, созылуды сынау машинасы, соққы коррозиясын абразивті тозу сынағышы және сканерлейтін электронды микроскоп көмегімен жоғары сіңімді энергияны, созылу сынағының нәтижелерін және жоғары көміртекті аз легирленген болаттың коррозиялық абразивтік тозуын зерттеді. Сонымен қатар, байинит қорытпасынан жасалған болат диірменінің жаңа лайнерлері, жаңа жоғары марганецті болат матрицалық композиттік легирленген болат диірменінің қаптамалары және перлит қорытпасынан болат диірменінің қаптамалары зерттеледі. Негізгі қорытындылар:
- 1000 ℃ күйдіргеннен кейін, 950 ℃ температурада қалыпқа келтіріп, 570 ing температурада температураға келтіргеннен кейін құрамы C 0.65%, Si 0.54%, Mn 0.97%, Cr 2.89%, Mo 0.35% тозуға төзімді жоғары көміртекті аз легирленген болаттың микроқұрылымы , Ni 0.75%, ал N 0.10% - перлит. Жоғары көміртекті аз легирленген болат 1000 at күйдірілген және 950 at температурада қалыпқа келтірілген және 250 at температурада шыңдалған, сонымен қатар перлит құрылымына ие. Алайда, біріншісінің перлиттік құрылымы сфероидтануға бейім және оның жан-жақты қасиеттері соңғысына қарағанда жақсы. 1000 at күйдірілген жоғары көміртекті аз легирленген болаттың микроқұрылымы, 950 at сөндірілген және 570 at температурада шыңдалған мартенсит бағдарымен шыңдалған сорбит. 1000 at күйдірілген жоғары көміртекті аз легирленген болат, 950 at сөндірілген және 250 at температурада шыңдалған мартенсит. 1000 at күйдірілген жоғары көміртекті аз легирленген болат, 950 at сөндірілген және 250 at шыңдалған май Роквеллдің ең жоғары қаттылығына ие (57.5 HRC). 1000 at күйдірілген, 950 at-де қалыпқа келтірілген және 570 at шыңдалған жоғары көміртекті аз легирленген болат соққыны ең жоғары сіңіру энергиясына ие (8.37j) және ең жақсы беріктікке ие. Созылу сынағының нәтижелері көрсеткендей, жоғары көміртекті аз легирленген болаттың (№3) 1000 at күйдірілген, 950 at сөндірілген майдың және 570 temper температурада мықтылығы ең жақсы беріктікке ие (RM: 1269 МПа). 1 at күйдірілген, 1000 at-де қалыпқа келтірілген және 950 at температурада шыңдалған жоғары көміртекті аз легирленген болаттың (№570) сынуынан кейінгі созылу максималды созылуға ие (14.31%), ал сыну - созылғыш сынық.
- Нәтижелер көрсеткендей, баниттік болаттан жасалған лайнердің микроқұрылымы қара ине тәрізді төменгі баинит және қауырсын тәрізді жоғарғы бейниттің бөлігі, ал қаттылығы 51.7 HRC құрайды. Сынақтан кейін лайнердің қаттылығы 50 ГВ-қа жоғарылайды, жұмыстың беріктену тереңдігі 10 мм, ал V-ойықтың әсер ету энергиясының сіңірілуі 7.50 Дж құрайды. Жоғары марганецті болат матрицалық композициялық астар аустениті бар құрама материал болып табылады. матрица сияқты құрылым және екінші фаза ретінде карбид. Лайнердің қаттылығы - 26.5 HRC, ал лайнердің ең жоғары қаттылығы - 667 HV (58.7 HRC), жұмыстың қатаю тереңдігі - 12 мм, стандартты u-notch-тің соққыға сіңірілген энергиясы - 87.70 Дж, ал соққы сынуы беті созылғыш сынық. Сынғаннан кейінгі созылу 9.20% құрайды, ал созылу сынығы аралас сынық болып табылады. Лайнердің созылу беріктігі мен беріктік шегі сәйкесінше 743 МПа және 547 МПа құрайды. Перлитті болаттан жасалған лайнердің микроқұрылымы перлиттің ақ-қара құрылымы, ал қаттылығы 31.3 HRC. Сынақ қолданғаннан кейін жұмысты қатайтатын құбылыс жоқ. Перлитті болаттан жасалған лайнердің стандартты V-ойығының соққы сіңіретін энергиясы 6.00 Дж құрайды, ал сыну беті - бұл микролокальды пластикалық және макро сынғыш сынықтар. Перлитті болат лайнердің сынуынан кейінгі созылу 6.70% құрайды, ал созылу сынуы - сынғыш сынық. Перлит болаттан жасалған лайнердің созылу беріктігі мен беріктілігі 766 МПа және 420 МПа құрайды.
- 4.5j-де соққы энергиясының әсерінен коррозиялы абразивті тозуға сынау кезінде, байниттік болаттан жасалған қаптаманың тақтайшасының соққылық коррозиялық абразивті тозуға төзімділігі> 1000 ℃ күйдіру + 950 ℃ қалыпқа келтіру + 570 ℃ шыңдалған жоғары көміртекті аз легирленген болат> 1000 ℃ жасыту + 950 ℃ май сөндіру + 250 ℃ шыңдалған жоғары көміртекті аз легирленген болат> перлитті болат лайнер> 1000 ℃ күйдіру + 950 ℃ қалыпқа келтіру + 250 ℃ шыңдалған жоғары көміртекті аз легирленген болат> 1000 ℃ жасыту + 950 ℃ майды сөндіру + 570 шыңдалған күйдегі жоғары көміртекті аз легирленген болат > жоғары марганецті болат матрицалық композиттік төсем. 1000 at күйдірілген және 950 at температурада қалыпқа келтірілген және 570 at температурада қайнатылған жоғары көміртекті аз легирленген болаттар, 1000 ℃ күйдірілген және 950 at температурада қалыпқа келтірілген және 250 at температурада шыңдалған жоғары көміртекті аз легирленген болаттар, байинит болаттан жасалған гильзалар және жоғары марганецті болат матрицалық композиттік төсемдер негізінен, тозу механизмінің тозу механизмімен толықтырылған микро кесу механизмі. Жоғары көміртекті аз легирленген болаттың 1000 at күйдірілген, 950 at сөндірілген және 570 at температурада майды қыздырған және 1000 at + 950 at сөндірілген және 250 at температурада майды қайнатқан болаттың қажу шашырау механизмі негізінен шаршаудың таралу механизмі болып табылады. микро кесу механизмі. Перлит болаттан жасалған лайнер үшін қажудың шашырау механизмі мен микро кесу механизмі бірдей маңызды.
- 9j соққы энергиясының әсерінен коррозиялық абразивті тозу сынағында соққы коррозиясының абразивтік тозуға төзімділігі келесідей: 1000 ℃ күйдіру + 950 ℃ қалыпқа келтіру + 570 ℃ шыңдау жоғары көміртекті аз легирленген болат> байинит болат лайнер плитасы ≥ 1000 ℃ жасыту + 950 ℃ майды сөндіру + 570 ℃ қалпына келтіру 1000 at күйдірілген жоғары көміртекті аз легирленген болат, 950 at сөндірілген май, 250 at шыңдалған, жоғары көміртекті аз легирленген болат ≥ жоғары марганецті болат матрицалық композиттік қаптама тақтасы> 1000 ℃ жасыту + 950 ℃ қалыпқа келтіру + 250 High перлитті жоғары көміртекті аз легирленген болаттан жасалған лайнер. 1000 at күйдірілген және 950 at температурада қалыпқа келтірілген және 570 at температурада күйдірілген жоғары көміртекті аз легирленген болаттар, 1000 at күйдірілген және 950 at температурада және 250 at температурада шыңдалған, жоғары көміртекті аз легирленген болаттар, 1000 at күйдірілген жоғары көміртекті аз легирленген болаттар және май 950 qu сөндірілген және 570 at температурада шыңдалған, байинит болаттан жасалған гильзалар және марганецті болат матрицалық жоғары композициялық төсемдер, негізінен, шаршаудың тозу механизмімен толықтырылған микро кесу механизмі болып табылады. Жоғары көміртекті аз легирленген болат пен перлитті болаттан жасалған, 1000 at күйдірілген және 950 at температурада сөндірілген және 250 at температурада майды майыстыратын шаршаудың шашырау механизмі, микро кесу механизмімен толықтырылған, шаршаудың шашырау механизмімен басым.
- 4.5j және 9j соққы энергиясы кезінде барлық сынамалардың коррозиясы айқын болмайды, ал сыналған жағдайда барлық үлгілердің коррозияға төзімділігі жақсы болады.