Экспериментальное исследование шаров для помола с высоким содержанием хрома, закаленных на воздухе (2)
2.Изготовление тестовых шариков
Для использования шаровой испытательной машины MQ-3 для испытания на ударную усталость мы изготавливаем шар размером 80 мм.
2.1 Плавка и литье
Плавильное оборудование представляет собой среднечастотную индукционную тигельную печь номинальной емкостью 850 кг, а заливочное оборудование представляет собой опрокидывающийся кран-ковш грузоподъемностью 1 тонна.
Состав рассчитывается в соответствии с химическим составом шихты и скоростью усвоения легирующих элементов различными ферросплавами. Проводится химический анализ перед выпуском.
В форме использована кварцевая песчаная форма, затвердевшая в CO2. Вся песчаная форма компактная, целостная, умеренная прочность, поверхность полости обработана, поверхность разъема гладкая.
2.2 Термическая обработка
Возможность замены закалки с масляным охлаждением на закалку с воздушным охлаждением была исследована экспериментально.
- Химический состав испытательного шара (шар 80 мм)
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
- Технология термообработки
Нагревательная печь оснащена коробчатой печью мощностью 12 кВт.
Образцы шаров I: При температуре 350 °C печь нагревалась до 650 ± 10 °C в течение 1 часа, затем нагревалась до 950 ± 10 °C в течение 2 часов, затем охлаждалась в течение 25 минут и отпускалась при температуре 450 ± 10 °C в течение 4 часов.
Образцы шаров II: ниже 350 °C, 650 ± 10 °C в течение 1 часа, 950 ± 10 °C в течение 2 часов, охлаждение вентилятором. 450 ± 10 °C в течение 4 часов.
Образцы шаров III: ниже 350 °C, 650 ± 10 °C в течение 1 ч, 980 ± 10 °C в течение 2 ч, 20-минутное охлаждение в масле, закалка при 450 ± 10 °C
Образец IV: Ниже 350 °C, 650 ± 10 °C в течение 1 часа, 980 ± 10 °C в течение 2 часов, охлаждение вентилятором, 450 ± 10 °C в течение 4 часов
2.3 Твердость и ударная вязкость
1) Испытание твердости поверхности
2) Металлографическая структура
Микроструктуру обработанного шарика определяли металлографическим анализом следующим образом:
Закаленный мартенсит + ЭВТЕКТИЧЕСКИЙ карбид + Вторичный карбид + остаточный аустенит
Результаты показывают, что твердость этого литого шара с высоким содержанием хрома может достичь твердости литого шара с высоким содержанием хрома типа CR13 после закалки на воздухе и отпуска при температуре 450 °C.
Результаты показывают, что твердость этого литого шара с высоким содержанием хрома может достигать диапазона HRC55-62, которого достигают литые шары с высоким содержанием хрома типа CR13 посредством процесса закалки с охлаждением в масле.
3) Испытание на усталость
Образец шара IV был подвергнут термической обработке с 30 литыми шарами из высокохромистого сплава того же состава, а общая твердость была проверена путем выборочного осмотра. Результаты показаны на рис. 1; долговечность 25 шаров при ударной усталости больше, чем у шаров Cr13, закаленных в масле в испытательной машине для ударной усталости типа MQ-3.
3. Заключение
3.1 На основе состава обычного литого шара с высоким содержанием хрома типа Cr 13, прокаливаемость материала может быть улучшена, очевидно, путем регулирования содержания хрома, увеличения содержания марганца и добавления небольшого количества Mo, Ni, Ti и других легирующих элементов. Литой шар большего диаметра с высоким содержанием хрома из этого материала может быть закален и нагрет в условиях воздушного охлаждения.
3.2 Закалка шаров из высокохромистого литого сплава с воздушным охлаждением позволяет избежать загрязнения воздуха и возможного возгорания, вызванного масляным охлаждением, а также значительно снизить производственные затраты.
3.3 По сравнению с закалкой с масляным охлаждением закалка с воздушным охлаждением снижает внутреннее напряжение шара за счет снижения скорости охлаждения, что может снизить опасность закалки и растрескивания высокохромистого литого шара, а также имеет преимущество в виде увеличения усталостной долговечности высокохромистого литого шара в реальных рабочих условиях, что может дать пользователю неоспоримые экономические выгоды.
