تطبيق تكنولوجيا MQ-PT الجديدة في كرات الطحن المصنوعة من الحديد الزهر الأبيض (2)
1. مادة الاختبار والطريقة
إن منتجات الحديد الزهر عالية الكروم المعالجة في هذا الورق مصنوعة من معدن ساخن بدرجة حرارة 1550 درجة مئوية، والتي يتم صبها في كرات طحن من الحديد الزهر عالية الكروم بقطر 80 مم في قالب بارد. يظهر التركيب الكيميائي للمادة في الجدول 1.
من أجل تحليل البنية الدقيقة للكرة المصبوبة المعالجة بعملية MQ-PT، تم حساب منحنيات CCT لحديد الزهر الأبيض Fe-2.4C-12Cr، والتحويل بالتبريد المستمر (منحنيات CCT-RRB-، ومنحنيات البنية الدقيقة والنسبة للمواد في الحالة المستقرة بواسطة برنامج Jmatpro، كما هو موضح في الشكل 1. يمكن ملاحظة من الشكل 1 أنه لتجنب ترسب البيرلايت والفيريت، يجب تقصير وقت إقامة المادة في نطاق درجة الحرارة من 520 إلى 780 درجة مئوية قدر الإمكان، ويجب أن يكون معدل تبريد العينة أعلى من 1 درجة مئوية/ثانية. وفي الوقت نفسه، نظرًا لارتفاع نسبة الكروم في الصب، يكون الحديد سهل الإخماد والتشقق، لذلك فهو غير مناسب للتبريد بمعدل تبريد مستمر مرتفع للغاية.
بعد معالجتها بعملية MQ-PT، خضعت كرة الطحن المصنوعة من الحديد الزهر عالي الكروم لقياسات ميكانيكية وقياسات أداء: قُطعت عينة صلابة بأبعاد 10 مم × 5 مم × 80 مم على طول الاتجاه الشعاعي، وقيست الصلابة باستخدام جهاز 500RA من النوع Lo، وقُطعت عينة التأثير القياسية بأبعاد 10 مم × 10 مم × 55 مم على طول الاتجاه الشعاعي، وأُجري اختبار التأثير على جهاز اختبار التأثير الأوتوماتيكي PTM2200-D1. وُضعت العينة والبنية الدقيقة والبنية الدقيقة والبنية الدقيقة تحت المجهر الضوئي Nikon Eclipse MA200 (OM). أُجري المسح (SEM) على جهاز طراز Sirion 200 من شركة Jeol؛ واختير الجهد عند 10 كيلو فولت. عينة Tem في جهاز Jeol Jem 2100، مجهر إلكتروني، للأعلى، ملاحظة، تسارع، اختيار الجهد 200 كيلو فولت. باستخدام معدات اختبار الإجهاد المتبقي التي تنتجها شركة جينان سيجما، تم قياس الإجهاد المتبقي على سطح الكرة المصبوبة بطريقة الثقب الأعمى.
2. نتيجة الاختبار والتحليل
في عملية MQ-PT، يتم التبريد السريع باستخدام محلول الاستخلاص. يُستخدم تبريد الهواء لتسخين النفايات السائلة؛ وترسيب الكربون وتوزيعه عن طريق المعالجة الحرارية الذاتية. وبالتالي، يتم التحكم في التبريد والتوزيع والمعالجة الحرارية ودرجة الحرارة والوقت من خلال وقت غمر الكرة المصبوبة واستخراجها. بناءً على صب قطره 80 مم، وكرة، وNOR، والتبريد بالزيت، وMQ-PT، تم اختبار وتحليل الخصائص الميكانيكية والبنية الدقيقة. قبل إجراء التحليلات والخصائص الميكانيكية، تم الكشف عن الشقوق السطحية عن طريق كشف عيوب اللون. وقد وُجد أن سطح الكرة المصبوبة بعد معالجة MQ-PT كان جيدًا، ولم تُعثر على أي شقوق، كما هو موضح في الشكل 2.
2.1 الصلابة
كما هو موضح في الشكل 3، بعد معالجة MQ-PT، يبلغ متوسط الصلابة الشعاعية للكرة المصبوبة عالية الكروم حوالي 60HRC، وهو أعلى بحوالي 17HRC من كرة الصب المبردة بالهواء وأعلى بحوالي 4HRC من كرة الصب المبردة بالزيت. بعد المعالجة بواسطة عملية MQ-PT، يكون نطاق تباين الصلابة ± 1 HRC، وتباين الصلابة الشعاعية المبردة بالهواء هو ± 3 HRC، وتباين الصلابة الشعاعية المبردة بالزيت هو ± 2.6 HRC. إن توحيد صلابة المعالجة بواسطة عملية MQ-PT هو الأفضل. إن الصلابة العالية ونطاق تقلب الصلابة المنخفض مفيدان للغاية لتحسين مقاومة تآكل المادة. أثناء عملية MQ-PT، يتم تبريد الكرة بالماء والهواء بالتناوب عدة مرات، مما يمكن أن يقلل بشكل فعال من فرق درجة الحرارة بين الداخل والخارج ويحسن صلابة الكرة وتوحيد البنية الدقيقة. الفرق في الصلابة بين الأجزاء الداخلية والخارجية للعينات المبردة بالهواء هو الأكبر، ويرجع ذلك أساسًا إلى الاختلاف الكبير في الخصائص الميكانيكية بين كربيد عالي الصلابة ومصفوفة بيرليت منخفضة الصلابة.
2.2 خاصية التأثير
تم قطع عينات اختبار تأثير شاربي بأبعاد 10 مم × 10 مم × 55 مم بدون أي انحناء في الكرة المصبوبة، وأُجري اختبار التأثير في درجة حرارة الغرفة (25 درجة مئوية) باستخدام آلة اختبار التأثير الأوتوماتيكية PTM2200-D1. تظهر النتائج المحددة في الجدول 2؛ بعد معالجة MQ-PT، بلغ متوسط متانة تأثير الكرة المصبوبة 12.6 جول/سم، أي أعلى بحوالي 10 جول/سم من معالجة التبريد الهوائي، وحوالي 4 أضعاف من معالجة التبريد الهوائي، وحوالي ضعفين من معالجة التبريد بالزيت. يمكن الاستنتاج أن الكرة المصبوبة عالية الكروم المعالجة بعملية MQ-PT لا تتمتع فقط بصلابة عالية جدًا، بل تتمتع أيضًا بمتانة تأثير ممتازة، وهي أعلى بكثير من عملية المعالجة الحرارية التقليدية.
