耐摩耗性（または耐摩耗性）鋳鋼とは、耐摩耗性に優れた鋳鋼を指します。化学組成に応じて、非合金、低合金、合金耐摩耗鋳鋼に分けられます。耐摩耗鋼には多くの種類があり、高マンガン鋼、中合金および低合金耐摩耗鋼、クロムモリブデンシリコンマンガン鋼、耐キャビテーション鋼、耐摩耗鋼に大別できます。そして特殊耐摩耗鋼。ステンレス鋼、軸受鋼、合金工具鋼、合金構造用鋼などの一部の一般的な合金鋼も、特定の条件下で耐摩耗鋼として使用されます。
中合金および低合金の耐摩耗鋼には通常、シリコン、マンガン、クロム、モリブデン、バナジウム、タングステン、ニッケル、チタン、ホウ素、銅、希土類などの化学元素が含まれています。米国のミルは、クロム-モリブデン-シリコ-マンガンまたはクロム-モリブデン鋼でできています。米国の研磨ボールのほとんどは、中炭素および高炭素クロムモリブデン鋼でできています。比較的高温 (例えば 200 ～ 500℃) のアブレシブ摩耗条件で作業するワークピース、または摩擦熱により表面が比較的高温にさらされるワークピースには、クロム モリブデン バナジウム、クロム モリブデン バナジウム ニッケル、クロム モリブデン バナジウム タングステンなどの合金に使える。
摩耗は、物体の作業面の材料が相対運動で継続的に破壊または失われる現象です。摩耗メカニズムによって分けられると、摩耗はアブレッシブ摩耗、凝着摩耗、腐食摩耗、侵食摩耗、接触疲労摩耗、衝撃摩耗、フレッティング摩耗およびその他のカテゴリに分類できます。産業分野では、アブレッシブ摩耗と凝着摩耗がワークピースの摩耗故障の最大の割合を占めており、エロージョン、コロージョン、疲労、フレッチングなどの摩耗故障モードは、一部の重要なコンポーネントの動作中に発生する傾向があるため、ますます増加しています。そしてもっと注目。作業条件下では、複数の形態の摩耗が同時にまたは次々に現れることが多く、摩耗障害の相互作用はより複雑な形態をとります。ワークピースの摩耗故障のタイプを決定することは、耐摩耗鋼を合理的に選択または開発するための基礎です。
さらに、部品やコンポーネントの摩耗はシステム エンジニアリングの問題です。摩耗に影響を与える要因には、使用条件 (負荷、速度、動作モード)、潤滑条件、環境要因 (湿度、温度、周囲の媒体など)、および材料要因 (組成、組織、機械的特性)、表面部品の品質と物理的および化学的特性。これらの各要因の変化により、摩耗量が変化し、摩耗メカニズムが変化することさえあります。材料要因は、ワークピースの摩耗に影響を与える要因の 1 つにすぎないことがわかります。スチール部品の耐摩耗性を向上させるには、特定の条件下での摩擦および摩耗システム全体から始めて、目的の効果を達成する必要があります。
1. 耐摩耗性高マンガン鋼鋳物の溶体化処理（水強化処理）
耐摩耗性に優れた高マンガン鋼の鋳放し組織には多数の炭化物が析出しています。これらの炭化物は鋳物の靭性を低下させ、使用中に割れやすくします。高マンガン鋼鋳物の溶体化熱処理の主な目的は、鋳放し構造および結晶粒界の炭化物を除去して、単相オーステナイト構造を得ることです。これにより、高マンガン鋼の強度と靭性を向上させることができるため、高マンガン鋼鋳物の適用範囲が広がります。
耐摩耗性高マンガン鋼鋳物の溶体化処理は、大別すると、1040℃以上に加熱して適当な時間保持することで、炭化物をオーステナイト単相に完全に溶解させます。 ;その後急冷し、オーステナイト固溶体組織を得る。この溶体化処理は水強化処理とも呼ばれます。
(1) 水強化処理の温度
水の靭性温度は、高マンガン鋼の化学組成によって異なりますが、通常は 1050℃ ～ 1100℃ です。高炭素含有量または高合金含有量の高マンガン鋼 (ZG120Mn13Cr2 鋼や ZG120Mn17 鋼など) は、水の靭性温度の上限を取る必要があります。ただし、水靭性温度が高すぎると、鋳物の表面で深刻な脱炭が発生し、高マンガン鋼の粒子が急速に成長し、高マンガン鋼の性能に影響を与えます。
(2) 水強化処理の昇温速度
マンガン鋼の熱伝導率は、一般的な炭素鋼よりも劣ります。高マンガン鋼の鋳物は応力が高く、加熱すると割れやすいため、鋳物の肉厚や形状に応じて加熱速度を決定する必要があります。一般的に言えば、肉厚が薄く単純な構造の鋳物は、より速い速度で加熱できます。肉厚が大きく複雑な構造の鋳物は、ゆっくりと加熱する必要があります。実際の熱処理工程では、加熱工程での鋳物の変形や割れを少なくするために、鋳物の内外温度差を少なくするために650℃程度に加熱し、鋳物内の温度を下げるのが一般的です。炉は均一で、すぐに水の靭性温度に上昇します。
(3) 水強化処理の保持時間
水強化処理の保持時間は、鋳放し構造における炭化物の完全な溶解とオーステナイト構造の均質化を確実にするために、主に鋳物の肉厚に依存します。通常、肉厚が 25 mm 増加するごとに、保持時間を 1 時間増やすことで計算できます。
(4) 水強化処理の冷却
冷却プロセスは、鋳物の性能指数と構造に大きな影響を与えます。水強化処理の間、水に入る前の鋳物の温度は、炭化物が再沈殿するのを防ぐために 950°C を超える必要があります。このため、炉から出してから水に入るまでの時間間隔は 30 秒を超えてはなりません。鋳物が入水する前の水温は30℃以下、入水後の最高水温は50℃を超えてはいけません。
(5) 水強化処理後の超硬
水強化処理後、高マンガン鋼中の炭化物が完全に除去されていれば、このとき得られる金属組織は単一オーステナイト組織である。しかし、そのような構造は薄肉の鋳物でしか得られません。一般に、オーステナイト粒内または粒界上の少量の炭化物は許容されます。未溶解炭化物や析出炭化物は再熱処理により除去できます。ただし、水強化処理時の加熱温度が高すぎるために析出する共晶炭化物は許容できない。共晶炭化物は再熱処理しても消滅しないからです。
2. 耐摩耗性高ハンガン鋼鋳物の析出強化熱処理
耐摩耗性に優れた高マンガン鋼の析出強化熱処理とは、熱処理により一定量の炭化物形成元素（モリブデン、タングステン、バナジウム、チタン、ニオブ、クロムなど）を添加し、一定の量と大きさにすることです。高マンガン鋼 分散炭化物粒子の第 2 相。この熱処理により、オーステナイト マトリックスが強化され、高マンガン鋼の耐摩耗性が向上します。
3. 耐摩耗性中クロム鋼鋳物の熱処理
耐摩耗性中クロム鋼鋳物の熱処理の目的は、鋼鋳物の強度、靭性、および耐摩耗性を向上させるために、高強度、靭性、および高硬度を備えたマルテンサイトマトリックス構造を得ることです。
耐摩耗性に優れた中クロム鋼は、クロム元素を多く含み、焼入れ性が高くなります。したがって、通常の熱処理方法は、950℃～1000℃でオーステナイト化後、焼入れ処理、適時焼戻し処理（通常200～300℃）です。
4. 耐摩耗性低合金鋼鋳物の熱処理
耐摩耗性低合金鋼鋳物は、合金組成と炭素含有量に応じて、水中での焼入れ、油での焼入れ、および空気での焼入れによって処理されます。パーライト系耐摩耗鋳鋼は焼ならし＋焼戻し熱処理を採用。
高い強度、靭性、および硬度を備えたマルテンサイト マトリックスを取得し、鋼鋳物の耐摩耗性を向上させるために、耐摩耗性低合金鋼鋳物は通常 850 ～ 950°C で焼入れされ、200 ～ 300°C で焼き戻されます。 .
投稿時間: 2021 年 8 月 7 日