Estudo experimental sobre esferas de moagem de alto cromo temperadas ao ar (2)
2. Produção de bolas de teste
Para utilizar o testador de esferas MQ-3 no teste de fadiga por impacto, produzimos uma esfera de 80 mm.
2.1 Fundição e fundição
O equipamento de fusão é um forno de indução sem núcleo de média frequência com capacidade nominal de 850 kg, e o equipamento de vazamento é uma panela de guindaste basculante de 1 tonelada.
A composição é calculada de acordo com a composição química da carga e a taxa de absorção do elemento de liga de várias ferroligas. A análise química antes do vazamento é realizada.
O molde de areia de quartzo solidificada com CO2 foi usado no molde. O molde de areia inteira tem integridade compacta, resistência moderada, acabamento de superfície de cavidade, superfície de separação lisa.
2.2 Tratamento térmico
A possibilidade de substituir a têmpera por resfriamento a óleo pela têmpera por resfriamento a ar foi explorada por meio de experimentos
- composição química da bola de teste (bola de moagem 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
- Tecnologia de tratamento térmico
O forno de aquecimento adota um forno tipo caixa de 12 kW
Bolas de amostra I: Sob 350 °C, o forno foi aquecido a 650 ± 10 °C por 1 H, depois aquecido a 950 ± 10 °C por 2 H, depois resfriado por 25 min e temperado a 450 ± 10 °C por 4 H
Bolas de amostra II: Abaixo de 350 °C, 650 ± 10 °C por 1 H, 950 ± 10 °C por 2 H, Resfriamento por ventilador. 450 ± 10 °C por 4 H.
Bolas de amostra III: Sob 350 °C, 650 ± 10 °C por 1 H, 980 ± 10 °C por 2 H, 20' de resfriamento a óleo, 450 ± 10 °C de têmpera
Amostra IV: Abaixo de 350 °C, 650 ± 10 °C por 1 H, 980 ± l 0 °C por 2 H, Resfriamento por ventilador, 450 ± 10 °C por 4 H
2.3 Dureza e valor de impacto
1) Teste de dureza na superfície
2) Estrutura metalográfica
A microestrutura da esfera tratada foi determinada por análise metalográfica da seguinte forma:
Martensita temperada + carboneto EUTETIC + carboneto secundário + austenita retida
Os resultados mostram que a dureza desta esfera fundida com alto teor de cromo pode atingir a dureza da esfera fundida com alto teor de cromo do tipo CR13 após têmpera e revenimento por resfriamento a ar a 450 °C.
Os resultados mostram que a dureza desta esfera fundida com alto teor de cromo pode atingir a faixa HRC55-62 que a esfera fundida com alto teor de cromo do tipo CR13 atinge através do processo de têmpera por resfriamento a óleo.
3)Teste de fadiga
A bola de amostra IV foi tratada termicamente com 30 bolas fundidas de alto teor de cromo da mesma composição, e a dureza geral foi verificada por inspeção aleatória. Os resultados são mostrados na Fig. 1; a vida de fadiga de impacto de 25 bolas é maior do que a de bolas de Cr13 temperadas por óleo na máquina de teste de fadiga de impacto do tipo MQ-3.
3. Conclusão
3.1 Com base na composição da esfera fundida de alto cromo do tipo Cr 13 comum, a temperabilidade do material pode ser melhorada obviamente ajustando o teor de cromo, aumentando o teor de manganês e adicionando uma pequena quantidade de Mo, Ni, Ti e outros elementos de liga. A esfera fundida de alto cromo de diâmetro maior deste material pode ser temperada e aquecida sob a condição de Resfriamento a Ar.
3.2 O resfriamento a ar de esferas fundidas com alto teor de cromo pode evitar poluição do ar e possíveis incêndios causados pelo resfriamento a óleo, além de reduzir significativamente os custos de produção.
3.3 Comparado com a têmpera resfriada a óleo, a têmpera resfriada a ar reduz o estresse interno da esfera devido à diminuição da taxa de resfriamento, o que pode reduzir o risco de têmpera e rachaduras da esfera fundida com alto teor de cromo, e também tem a vantagem de aumentar a vida útil da fadiga por impacto da esfera fundida com alto teor de cromo sob as condições reais de trabalho, o que pode fazer com que o usuário obtenha benefícios econômicos inegáveis.
