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 aços fundidos não ligados, de baixa liga e de liga resistente ao desgaste. Existem muitos tipos de aço resistente ao desgaste, que podem ser divididos em aço com alto teor de manganês, aço resistente ao desgaste de média e baixa liga, aço cromo-molibdênio-silício-manganês, aço resistente à cavitação, aço resistente ao desgaste, e aço especial resistente ao desgaste. Alguns aços-liga em geral, como aço inoxidável, aço para rolamentos, aço-liga para ferramentas e aço-liga estrutural, também são usados como aço resistente ao desgaste em condições específicas.
Os 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-silico-manganês ou aço cromo-molibdênio. A maioria das bolas de moagem nos Estados Unidos são feitas de aço molibdênio com cromo médio e alto carbono. Para peças de trabalho 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 por desgaste da peça, e modos de falha por desgaste, como erosão, corrosão, fadiga e atrito, tendem a ocorrer na operação de alguns componentes importantes, de modo que estão ficando 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 por desgaste assume uma forma mais complexa. Determinar o tipo de falha por desgaste da peça de trabalho 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 de sistemas. Existem muitos fatores que afetam o desgaste, incluindo condições de trabalho (carga, velocidade, modo de movimento), condições de lubrificação, fatores ambientais (umidade, temperatura, meio ambiente, etc.) e fatores materiais (composição, organização, propriedades mecânicas), superfície 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. Percebe-se 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 alcançar o efeito desejado.
1. Tratamento térmico por solução (tratamento de endurecimento com água) de peças fundidas de aço com alto teor de manganês e 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 peça fundida e facilitarão a fratura durante o uso. O principal objetivo do tratamento térmico por solução de peças fundidas de aço com alto teor de manganês é eliminar carbonetos na estrutura fundida e nos limites dos grãos 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 peças fundidas de aço com alto teor de manganês sejam adequadas para uma ampla gama de campos.
O tratamento térmico por solução de peças fundidas de aço com alto teor de manganês resistentes ao desgaste pode ser dividido em várias etapas: aquecer as peças fundidas acima de 1040°C e mantê-las por um tempo apropriado, de modo que os carbonetos contidos nelas sejam completamente dissolvidos em austenita monofásica ; em seguida, resfriando rapidamente, obtenha estrutura de solução sólida de austenita. Este tratamento em solução também é chamado de tratamento de endurecimento com água.
(1) Temperatura do tratamento de endurecimento com água
A temperatura de tenacidade da água depende da composição química do aço com alto teor de manganês, geralmente 1050 ℃ -1100 ℃. Aços com alto teor de manganês com alto teor de carbono ou alto teor de liga (como aço ZG120Mn13Cr2 e aço ZG120Mn17) devem atingir o limite superior da temperatura de tenacidade à água. No entanto, uma temperatura excessivamente alta de tenacidade à água causará descarbonetação severa na superfície da peça fundida 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 com água
A condutividade térmica do aço manganês é pior do que a do aço carbono em geral. As peças fundidas de aço com alto teor de manganês apresentam alta tensão e são fáceis de quebrar quando aquecidas, portanto, a taxa de aquecimento deve ser determinada de acordo com a espessura da parede e o formato da peça fundida. De modo geral, peças fundidas com menor espessura de parede e estrutura simples podem ser aquecidas mais rapidamente; peças fundidas com maior espessura de parede e estrutura complexa devem ser aquecidas lentamente. No processo de tratamento térmico real, a fim de reduzir a deformação ou rachadura da peça fundida durante o processo de aquecimento, ela é geralmente aquecida a cerca de 650 ℃ para manter reduzida a diferença de temperatura entre o interior e o exterior da peça fundida, e a temperatura em o forno é uniforme e, em seguida, aumenta rapidamente até a temperatura de resistência à água.
(3) Tempo de espera do tratamento de endurecimento com água
O tempo de espera do tratamento de tenacidade com água depende principalmente da espessura da parede da peça fundida, a fim de garantir a dissolução completa dos carbonetos na estrutura fundida e a homogeneização da estrutura da 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 com água
O processo de resfriamento tem grande influência no índice de desempenho e na estrutura da peça fundida. Durante o tratamento de tenacidade com água, a temperatura da peça fundida antes de entrar na água deve estar acima de 950°C para evitar a reprecipitação de carbonetos. Por este motivo, o intervalo de tempo entre a saída do forno e a entrada na água não deve ultrapassar 30 segundos. A temperatura da água deve estar abaixo de 30°C antes da peça fundida entrar na água, e a temperatura máxima da água após entrar na água não deve exceder 50°C.
(5) Carboneto após tratamento de endurecimento com água
Após o tratamento de tenacidade com água, se os carbonetos do aço com alto teor de manganês forem completamente eliminados, a estrutura metalográfica obtida neste momento é uma única estrutura de austenita. Mas tal estrutura só pode ser obtida em peças fundidas de paredes finas. Geralmente, é permitida uma pequena quantidade de carbonetos nos grãos de austenita ou nos contornos dos grãos. Carbonetos não dissolvidos e carbonetos precipitados podem ser eliminados novamente por tratamento térmico. No entanto, carbonetos eutéticos precipitados devido à temperatura excessiva de aquecimento durante o tratamento de endurecimento com água não são aceitáveis. Porque o carboneto eutético não pode ser eliminado novamente por tratamento térmico.
2. Tratamento térmico de reforço de precipitação de peças fundidas de aço de alto Hanganês resistentes ao desgaste
O tratamento térmico de reforço por precipitação de aço com alto teor de 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) por meio de tratamento térmico para obter uma certa quantidade e tamanho em aço com alto teor de 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 com alto teor de manganês.
3. Tratamento térmico de peças fundidas de aço cromo médio resistentes ao desgaste
O objetivo do tratamento térmico de peças fundidas de aço com médio cromo resistentes ao desgaste é obter uma estrutura de matriz de 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 com cromo médio resistente ao desgaste contém mais elementos de cromo e tem maior temperabilidade. Portanto, seu método usual de tratamento térmico é: após 950°C-1000°C, sua austenitização, depois tratamento de têmpera e tratamento de têmpera oportuno (geralmente a 200-300°C).
4. Tratamento térmico de peças fundidas 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 perlítico resistente ao desgaste adota 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