פלדה יצוקה עמידה בפני שחיקה (או עמידה בפני שחיקה) מתייחסת לפלדה יצוקה עם עמידות בפני שחיקה טובה.על פי ההרכב הכימי, הוא מחולק לפלדה יצוקה עמידה לבלאי ללא סגסוגת, סגסוגת נמוכה וסגסוגת.ישנם סוגים רבים של פלדה עמידה בפני שחיקה, אותם ניתן לחלק באופן גס לפלדה עמידה במנגן גבוה, פלדה עמידה לבלאי בינונית וסגסוגת נמוכה, פלדת כרום-מוליבדן-סיליקון-מנגן, פלדה עמידה בפני קוויטציה, פלדה עמידה בפני שחיקה, ופלדה עמידה בפני שחיקה מיוחדת.כמה פלדות סגסוגת כלליות כגון נירוסטה, פלדה נושאת, פלדת כלי סגסוגת ופלדה מבנית מסגסוגת משמשות גם כפלדה עמידה בפני שחיקה בתנאים ספציפיים.
פלדות עמידות ללבוש בינוני וסגסוגת נמוכה מכילות בדרך כלל יסודות כימיים כגון סיליקון, מנגן, כרום, מוליבדן, ונדיום, טונגסטן, ניקל, טיטניום, בורון, נחושת, אדמה נדירה וכו'. טחנות בארצות הברית עשויות מפלדת כרום-מוליבדן-סיליקו-מנגן או כרום-מוליבדן.רוב כדורי הטחינה בארצות הברית עשויים מפלדת כרום מוליבדן בינונית וגבוהה.עבור חלקי עבודה שעובדים תחת טמפרטורה גבוהה יחסית (לדוגמה, 200 ~ 500℃) תנאי בלאי שוחקים או שהמשטחים שלהם נתונים לטמפרטורות גבוהות יחסית בגלל חום חיכוך, סגסוגות כגון כרום מוליבדן ונדיום, כרום מוליבדן ונדיום ניקל או כרום ונדיום טונגסטן יכול לשמש.
שחיקה היא תופעה שבה החומר על משטח העבודה של חפץ נהרס ללא הרף או אובד בתנועה יחסית.בחלוקה לפי מנגנון הבלאי, ניתן לחלק את הבלאי לבלאי שוחק, בלאי דבק, בלאי קורוזיה, בלאי שחיקה, בלאי עייפות מגע, בלאי השפעה, בלאי עצבני וקטגוריות אחרות.בתחום התעשייתי, בלאי שוחק ובלאי דבק מהווים את השיעור הגדול ביותר של כשלים בלאי של חלקי העבודה, ומצבי כשל בלאי כגון שחיקה, קורוזיה, עייפות ועצבנות נוטים להתרחש בפעולה של כמה רכיבים חשובים, כך שהם הולכים וגדלים. ועוד תשומת לב.בתנאי עבודה, פעמים רבות מופיעות מספר צורות של בלאי בו-זמנית או בזו אחר זו, והאינטראקציה של כשל בלאי לובשת צורה מורכבת יותר.קביעת סוג כשל הבלאי של חומר העבודה היא הבסיס לבחירה או פיתוח סבירים של פלדה עמידה בפני שחיקה.
בנוסף, בלאי של חלקים ורכיבים מהווה בעיה בהנדסת מערכת.ישנם גורמים רבים המשפיעים על הבלאי, כולל תנאי עבודה (עומס, מהירות, מצב תנועה), תנאי שימון, גורמים סביבתיים (לחות, טמפרטורה, מדיה מסביב וכו'), וגורמי חומר (הרכב, ארגון, תכונות מכניות), פני השטח איכות ותכונות פיזיקליות וכימיות של חלקים.שינויים בכל אחד מהגורמים הללו עשויים לשנות את כמות הבלאי ואף לשנות את מנגנון הבלאי.ניתן לראות שהגורם החומרי הוא רק אחד מהגורמים המשפיעים על הבלאי של חומר העבודה.כדי לשפר את עמידות הבלאי של חלקי פלדה, יש צורך להתחיל עם מערכת החיכוך והבלאי הכוללת בתנאים ספציפיים כדי להשיג את האפקט הרצוי.
1. טיפול בחום תמיסה (טיפול בהקשחת מים) של יציקות פלדה גבוהות מנגן עמידות בפני שחיקה
יש מספר רב של קרבידים משקעים במבנה כפי שיצוק של הפלדה עמידה בפני שחיקה במנגן גבוה.קרבידים אלו יפחיתו את הקשיחות של היציקה ויקלו על השבירה במהלך השימוש.המטרה העיקרית של טיפול בחום בתמיסה של יציקות פלדה גבוהות מנגן היא לחסל קרבידים במבנה כפי שיוצק ובגבולות התבואה כדי לקבל מבנה אוסטניט חד פאזי.זה יכול לשפר את החוזק והקשיחות של פלדת מנגן גבוהה, כך שיציקות פלדת מנגן גבוהה מתאימות למגוון רחב יותר של תחומים.
ניתן לחלק באופן גס את טיפול החום בתמיסה של יציקות פלדה עתירות מנגן בלאי למספר שלבים: חימום היציקות למעל 1040 מעלות צלזיוס והחזקתם למשך זמן מתאים, כך שהקרבידים בהם יתמוססו לחלוטין באוסטניט חד פאזי. ;לאחר מכן מתקרר במהירות, קבל מבנה פתרון מוצק אוסטניט.טיפול תמיסה זה נקרא גם טיפול התקשות במים.
(1) טמפרטורת טיפול התקשות מים
טמפרטורת קשיחות המים תלויה בהרכב הכימי של פלדת המנגן הגבוהה, בדרך כלל 1050℃-1100℃.פלדות מנגן גבוהות עם תכולת פחמן גבוהה או תכולת סגסוגת גבוהה (כגון פלדה ZG120Mn13Cr2 ופלדה ZG120Mn17) צריכות לקחת את הגבול העליון של טמפרטורת קשיחות המים.עם זאת, טמפרטורת קשיחות מים גבוהה מדי תגרום לשחרור חמור על פני היציקה ולצמיחה מהירה של גרגרי פלדת המנגן הגבוהה, מה שישפיע על הביצועים של פלדת המנגן הגבוהה.
(2) קצב החימום של טיפול התקשות במים
המוליכות התרמית של פלדת מנגן גרועה מזו של פלדת פחמן כללית.ליציקות פלדה עתירות מנגן יש מתח גבוה וקל לפיצוח בעת חימום, ולכן יש לקבוע את קצב החימום בהתאם לעובי הדופן וצורת היציקה.באופן כללי, ניתן לחמם יציקות עם עובי דופן קטן יותר ומבנה פשוט בקצב מהיר יותר;יש לחמם לאט יציקות עם עובי דופן גדול יותר ומבנה מורכב.בתהליך הטיפול בחום בפועל, על מנת להפחית את העיוות או הסדק של היציקה במהלך תהליך החימום, הוא מחומם בדרך כלל לכ-650 מעלות כדי להפחית את הפרש הטמפרטורה בין הפנים והחוץ של היציקה, והטמפרטורה ב- הכבשן אחיד, ולאחר מכן עולה במהירות לטמפרטורת קשיחות המים.
(3) זמן החזקה של טיפול התקשות במים
זמן ההחזקה של טיפול בהקשחת מים תלוי בעיקר בעובי הדופן של היציקה, על מנת להבטיח פירוק מלא של קרבידים במבנה כפי שיצוק וההומוגניזציה של המבנה האוסטניט.בנסיבות רגילות, ניתן לחשב אותו על ידי הגדלת זמן ההחזקה בשעה אחת עבור כל עלייה של 25 מ"מ בעובי הדופן.
(4) קירור של טיפול התקשות מים
לתהליך הקירור יש השפעה רבה על מדד הביצועים ומבנה היציקה.במהלך טיפול בהקשחת מים, טמפרטורת היציקה לפני הכניסה למים צריכה להיות מעל 950 מעלות צלזיוס כדי למנוע משקעים חוזרים של קרבידים.מסיבה זו, מרווח הזמן בין היציאה מהכבשן לכניסה למים לא יעלה על 30 שניות.טמפרטורת המים צריכה להיות מתחת ל-30 מעלות צלזיוס לפני כניסת היציקה למים, וטמפרטורת המים המקסימלית לאחר הכניסה למים לא תעלה על 50 מעלות צלזיוס.
(5) קרביד לאחר טיפול התקשות במים
לאחר הטיפול בהקשחת המים, אם הקרבידים בפלדת המנגן הגבוהה מסולקים לחלוטין, המבנה המטאלוגרפי המתקבל בשלב זה הוא מבנה אוסטניט בודד.אבל מבנה כזה ניתן להשיג רק ביציקות דקיקות.בדרך כלל, מותרת כמות קטנה של קרבידים בגרגרי האוסטניט או בגבולות התבואה.ניתן לסלק קרבידים לא מומסים וקרבידים משקעים על ידי טיפול בחום שוב.עם זאת, קרבידים אוטקטיים המשקעים עקב טמפרטורת חימום מוגזמת במהלך טיפול בהקשחת מים אינם קבילים.מכיוון שלא ניתן לסלק את הקרביד האוטקטי על ידי טיפול בחום שוב.
2. טיפול בחום לחיזוק משקעים של יציקות פלדה גבוהות האנגניות עמידות בפני שחיקה
טיפול בחום מחזק משקעים של פלדת מנגן עמידה בפני שחיקה מתייחס להוספת כמות מסוימת של אלמנטים היוצרים קרביד (כגון מוליבדן, טונגסטן, ונדיום, טיטניום, ניוביום וכרום) באמצעות טיפול בחום כדי לקבל כמות וגודל מסוימים ב. פלדת מנגן גבוהה השלב השני של חלקיקי הקרביד המפוזרים.טיפול בחום זה יכול לחזק את מטריצת האוסטניט ולשפר את עמידות הבלאי של פלדת מנגן גבוהה.
3. טיפול בחום של יציקות פלדת כרום בינוניות עמידות בפני שחיקה
מטרת הטיפול בחום של יציקות פלדת כרום בינוניות עמידות בפני שחיקה היא להשיג מבנה מטריצת מרטנזיט בעל חוזק גבוה, קשיחות וקשיות גבוהה, על מנת לשפר את החוזק, הקשיחות ועמידותן בפני שחיקה של יציקות הפלדה.
פלדת כרום בינונית עמידה בפני שחיקה מכילה יותר יסודות כרום ובעלת יכולת התקשות גבוהה יותר.לכן, שיטת טיפול החום הרגילה שלו היא: לאחר 950 ℃-1000 ℃, האוסטניטיזציה שלו, לאחר מכן טיפול מרווה וטיפול חיסום בזמן (בדרך כלל ב-200-300 ℃).
4. טיפול בחום של יציקות פלדה מסגסוגת נמוכה עמידים בפני שחיקה
יציקות פלדה מסגסוגת נמוכה עמידים בפני שחיקה מטופלות על ידי מרווה במים, מרווה בשמן ואוויר בהתאם להרכב הסגסוגת ותכולת הפחמן.פלדה יצוקה עמידה בפני שחיקה מאמצת טיפול חום מנרמל + מזג.
על מנת לקבל מטריצת מרטנזיט בעלת חוזק, קשיחות וקשיות גבוהים, וכדי לשפר את עמידות הבלאי של יציקות פלדה, יציקות פלדה מסגסוגת נמוכה עמידים בפני שחיקה מרובים בדרך כלל ב-850-950 מעלות צלזיוס ומזינים ב-200-300 מעלות צלזיוס. .
זמן פרסום: אוגוסט-07-2021