Étude expérimentale sur des billes de broyage à haute teneur en chrome trempées à l'air (2)
2. Production de balles d'essai
Afin d'utiliser le testeur à billes MQ-3 pour le test de fatigue par impact, nous produisons une bille de taille 80 mm.
2.1 Fusion et moulage
L'équipement de fusion est un four à induction sans noyau à moyenne fréquence d'une capacité nominale de 850 kg, et l'équipement de coulée est une poche de grue basculante de 1 tonne.
La composition est calculée en fonction de la composition chimique de la charge et du taux d'absorption des éléments d'alliage de divers ferroalliages. L'analyse chimique est effectuée avant le taraudage.
Le moule en sable de quartz solidifié au CO2 a été utilisé. L'ensemble du moule en sable présente une intégrité compacte, une résistance modérée, une finition de surface de la cavité et une surface de séparation lisse.
2.2 Traitement thermique
La possibilité de remplacer la trempe par refroidissement à l'huile par une trempe par refroidissement à l'air a été explorée au moyen d'expériences.
- composition chimique de la bille d'essai (bille de broyage de 80 mm)
1.99%C, 0.48% Si, 1.37% Mn, 14.00% Cr, 0.12%, 0.15%
Ni、O．O18％Ti、O．039％S、0．018％P
- Technologie de traitement thermique
Le four de chauffage adopte un four de type boîte de 12 kW
Billes d'échantillon I : Sous 350 °C, le four a été chauffé à 650 ± 10 °C pendant 1 H, puis chauffé à 950 ± 10 °C pendant 2 H, puis refroidi pendant 25 min et revenu à 450 ± 10 °C pendant 4 H
Billes d'échantillon II : Moins de 350 °C, 650 ± 10 °C pendant 1 H, 950 ± 10 °C pendant 2 H, refroidissement par ventilateur. 450 ± 10 °C pendant 4 H.
Billes d'échantillon III : Moins de 350 °C, 650 ± 10 °C pendant 1 h, 980 ± 10 °C pendant 2 h, refroidissement à l'huile 20', trempes à 450 ± 10 °C
Échantillon IV : Moins de 350 °C, 650 ± 10 °C pendant 1 H, 980 ± 10 °C pendant 2 H, refroidissement par ventilateur, 450 ± 10 °C pendant 4 H
2.3 Dureté et valeur d'impact
1) Test de dureté en surface
2) Structure métallographique
La microstructure de la bille traitée a été déterminée par analyse métallographique comme suit :
Martensite revenue + carbure EUTECTIQUE + carbure secondaire + austénite résiduelle
Les résultats montrent que la dureté de cette bille coulée à haute teneur en chrome peut atteindre celle de la bille coulée à haute teneur en chrome de type CR13 après refroidissement par air, trempe et revenu à 450 °C
Les résultats montrent que la dureté de cette bille coulée à haute teneur en chrome peut atteindre la plage HRC55-62 que la bille coulée à haute teneur en chrome de type CR13 atteint grâce au processus de trempe par refroidissement à l'huile.
3) Essai de fatigue
L'échantillon de bille IV a été traité thermiquement avec 30 billes coulées à haute teneur en chrome de même composition, et la dureté globale a été vérifiée par inspection aléatoire. Les résultats sont présentés à la figure 1 ; la durée de vie en fatigue par impact de 25 billes est supérieure à celle des billes en Cr13 trempées à l'huile dans la machine d'essai de fatigue par impact de type MQ-3.
3. Conclusion
3.1 Compte tenu de la composition des billes coulées à haute teneur en chrome de type Cr 13, la trempabilité du matériau peut être améliorée en ajustant la teneur en chrome, en augmentant la teneur en manganèse et en ajoutant une petite quantité de Mo, Ni, Ti et d'autres éléments d'alliage. Les billes coulées à haute teneur en chrome de plus grand diamètre peuvent être trempées et chauffées par refroidissement à l'air.
3.2 La trempe par refroidissement à l'air des billes coulées à haute teneur en chrome peut éviter la pollution de l'air et les éventuels incendies causés par le refroidissement de l'huile et réduire considérablement les coûts de production.
3.3 Par rapport à la trempe refroidie à l'huile, la trempe refroidie à l'air réduit la contrainte interne de la bille en raison de la diminution de la vitesse de refroidissement, ce qui peut réduire le risque de trempe et de fissuration de la bille coulée à haute teneur en chrome, et présente également l'avantage d'augmenter la durée de vie en fatigue d'impact de la bille coulée à haute teneur en chrome dans les conditions de travail réelles, peut permettre à l'utilisateur d'obtenir des avantages économiques indéniables.
