Aço fundido resistente ao desgaste (ou resistente à abrasão) refere-se ao aço fundido com boa resistência ao desgaste.De acordo com a composição química, é dividido em aço fundido resistente ao desgaste sem liga, de baixa liga e liga.Existem muitos tipos de aço resistente ao desgaste, que podem ser divididos em aço com alto teor de manganês, aço resistente ao desgaste de liga média e baixa, aço cromo-molibdênio-silício-manganês, aço resistente à cavitação, aço resistente ao desgaste, e aço especial resistente ao desgaste.Alguns aços de liga geral, como aço inoxidável, aço para rolamentos, aço para ferramentas de liga e aço estrutural de liga, também são usados como aço resistente ao desgaste sob condições específicas.
Aços resistentes ao desgaste de média e baixa liga geralmente contêm elementos químicos como silício, manganês, cromo, molibdênio, vanádio, tungstênio, níquel, titânio, boro, cobre, terras raras, etc. os moinhos nos Estados Unidos são feitos de aço cromo-molibdênio-silício-manganês ou cromo-molibdênio.A maioria das esferas de moagem nos Estados Unidos são feitas de aço cromo molibdênio de médio e alto carbono.Para peças que trabalham sob condições de desgaste abrasivo de temperatura relativamente alta (por exemplo, 200 ~ 500 ℃) ou cujas superfícies são submetidas a temperaturas relativamente altas devido ao calor de fricção, ligas como cromo molibdênio vanádio, cromo molibdênio vanádio níquel ou cromo molibdênio vanádio tungstênio pode ser usado.
A abrasão é um fenômeno no qual o material na superfície de trabalho de um objeto é continuamente destruído ou perdido em movimento relativo.Dividido pelo mecanismo de desgaste, o desgaste pode ser dividido em desgaste abrasivo, desgaste adesivo, desgaste por corrosão, desgaste por erosão, desgaste por fadiga de contato, desgaste por impacto, desgaste por atrito e outras categorias.No campo industrial, o desgaste abrasivo e o desgaste adesivo são responsáveis pela maior proporção de falhas de desgaste da peça, e os modos de falha de desgaste, como erosão, corrosão, fadiga e fretting, tendem a ocorrer na operação de alguns componentes importantes, de modo que estão ficando cada vez mais e mais atenção.Sob condições de trabalho, várias formas de desgaste geralmente aparecem ao mesmo tempo ou uma após a outra, e a interação da falha de desgaste assume uma forma mais complexa.Determinar o tipo de falha de desgaste da peça é a base para a seleção ou desenvolvimento razoável de aço resistente ao desgaste.
Além disso, o desgaste de peças e componentes é um problema de engenharia do sistema.Existem muitos fatores que afetam o desgaste, incluindo condições de trabalho (carga, velocidade, modo de movimento), condições de lubrificação, fatores ambientais (umidade, temperatura, meio circundante, etc.) qualidade e propriedades físicas e químicas das peças.Mudanças em cada um desses fatores podem alterar a quantidade de desgaste e até mesmo alterar o mecanismo de desgaste.Pode-se observar que o fator material é apenas um dos fatores que afetam o desgaste da peça.Para melhorar a resistência ao desgaste das peças de aço, é necessário começar com o sistema geral de atrito e desgaste sob condições específicas para obter o efeito desejado.
1. Tratamento térmico por solução (tratamento de endurecimento por água) de peças fundidas de aço com alto teor de manganês resistentes ao desgaste
Há um grande número de carbonetos precipitados na estrutura fundida do aço com alto teor de manganês resistente ao desgaste.Esses carbonetos reduzirão a tenacidade da fundição e facilitarão a fratura durante o uso.O principal objetivo do tratamento térmico por solução de fundidos de aço com alto teor de manganês é eliminar carbonetos na estrutura como fundido e nos contornos de grão para obter uma estrutura de austenita monofásica.Isso pode melhorar a resistência e a tenacidade do aço com alto teor de manganês, de modo que as fundições de aço com alto teor de manganês são adequadas para uma ampla gama de campos.
A solução de tratamento térmico de peças fundidas de aço com alto teor de manganês resistente ao desgaste pode ser dividida em várias etapas: aquecer as peças fundidas acima de 1040°C e mantê-las por um tempo apropriado, para que os carbonetos sejam completamente dissolvidos em austenita monofásica ;em seguida, esfriando rapidamente, obtenha a estrutura de solução sólida de austenita.Este tratamento de solução também é chamado de tratamento de endurecimento da água.
(1) Temperatura do tratamento de endurecimento da água
A temperatura de dureza da água depende da composição química do aço com alto teor de manganês, geralmente 1050℃-1100℃.Aços de alto manganês com alto teor de carbono ou alto teor de liga (como aço ZG120Mn13Cr2 e aço ZG120Mn17) devem ter o limite superior da temperatura de tenacidade da água.No entanto, uma temperatura de tenacidade da água excessivamente alta causará descarbonetação severa na superfície do fundido e o rápido crescimento dos grãos de aço com alto teor de manganês, o que afetará o desempenho do aço com alto teor de manganês.
(2) Taxa de aquecimento do tratamento de endurecimento da água
A condutividade térmica do aço manganês é pior do que a do aço carbono geral.As peças fundidas de aço com alto teor de manganês têm alta tensão e são fáceis de quebrar quando aquecidas, de modo que a taxa de aquecimento deve ser determinada de acordo com a espessura da parede e o formato da peça fundida.De um modo geral, peças fundidas com espessura de parede menor e estrutura simples podem ser aquecidas a uma taxa mais rápida;fundidos com maior espessura de parede e estrutura complexa devem ser aquecidos lentamente.No processo de tratamento térmico real, a fim de reduzir a deformação ou rachadura da fundição durante o processo de aquecimento, geralmente é aquecido a cerca de 650 ℃ para manter a diferença de temperatura entre o interior e o exterior da fundição reduzida e a temperatura em o forno é uniforme e, em seguida, aumenta rapidamente para a temperatura de dureza da água.
(3) Tempo de espera do tratamento de endurecimento da água
O tempo de espera do tratamento de têmpera a água depende principalmente da espessura da parede do fundido, a fim de garantir a dissolução completa dos carbonetos na estrutura como fundido e a homogeneização da estrutura de austenita.Em circunstâncias normais, pode ser calculado aumentando o tempo de retenção em 1 hora para cada aumento de 25 mm na espessura da parede.
(4) Resfriamento do tratamento de endurecimento da água
O processo de resfriamento tem grande influência no índice de desempenho e estrutura da peça fundida.Durante o tratamento de têmpera com água, a temperatura do fundido antes de entrar na água deve estar acima de 950°C para evitar a reprecipitação de carbonetos.Por esta razão, o intervalo de tempo entre a saída do forno e a entrada na água não deve exceder 30 segundos.A temperatura da água deve estar abaixo de 30°C antes da fundição entrar na água, e a temperatura máxima da água após entrar na água não deve exceder 50°C.
(5) Carboneto após o tratamento de endurecimento da água
Após o tratamento de têmpera com água, se os carbonetos do aço com alto teor de manganês forem completamente eliminados, a estrutura metalográfica obtida neste momento é uma estrutura de austenita única.Mas tal estrutura só pode ser obtida em peças fundidas de paredes finas.Geralmente, uma pequena quantidade de carbonetos nos grãos de austenita ou nos contornos de grão são permitidos.Carbonetos não dissolvidos e carbonetos precipitados podem ser eliminados novamente por tratamento térmico.No entanto, carbonetos eutéticos precipitados devido à temperatura de aquecimento excessiva durante o tratamento de têmpera com água não são aceitáveis.Porque o carboneto eutético não pode ser eliminado por tratamento térmico novamente.
2. Tratamento Térmico de Reforço por Precipitação de Fundições de Aço Hanganese Resistente ao Desgaste
O tratamento térmico de reforço por precipitação de aço de alto manganês resistente ao desgaste refere-se à adição de uma certa quantidade de elementos formadores de carboneto (como molibdênio, tungstênio, vanádio, titânio, nióbio e cromo) através de tratamento térmico para obter uma certa quantidade e tamanho em aço de alto manganês A segunda fase das partículas de carboneto dispersas.Este tratamento térmico pode fortalecer a matriz de austenita e melhorar a resistência ao desgaste do aço de alto manganês.
3. Tratamento Térmico de Fundições de Aço Cromo Médio Resistentes ao Desgaste
O objetivo do tratamento térmico de peças fundidas de aço cromo médio resistente ao desgaste é obter uma estrutura de matriz martensita com alta resistência, tenacidade e alta dureza, de modo a melhorar a resistência, tenacidade e resistência ao desgaste das peças fundidas de aço.
O aço cromo médio resistente ao desgaste contém mais elementos de cromo e tem maior temperabilidade.Portanto, seu método usual de tratamento térmico é: após 950 ℃-1000 ℃, sua austenitização, depois o tratamento de têmpera e o tratamento de têmpera oportuno (geralmente a 200-300 ℃).
4. Tratamento Térmico de Fundições de Aço de Baixa Liga Resistentes ao Desgaste
As peças fundidas de aço de baixa liga resistentes ao desgaste são tratadas por têmpera em água, têmpera em óleo e têmpera ao ar, dependendo da composição da liga e do teor de carbono.O aço fundido resistente ao desgaste perlítico adota o tratamento térmico de normalização + têmpera.
A fim de obter uma matriz de martensita com alta resistência, tenacidade e dureza, e para melhorar a resistência ao desgaste das peças fundidas de aço, as peças fundidas de aço de baixa liga resistentes ao desgaste são geralmente temperadas a 850-950°C e revenidas a 200-300°C .
Horário da postagem: 07 de agosto de 2021