¿De qué material está hecho Hard 400?

Acero resistente al desgaste es un término general para materiales de acero con fuerte resistencia al desgaste. El acero resistente al desgaste es uno de los materiales resistentes al desgaste más utilizados en la actualidad.

El desgaste es una de las principales formas de fallo de la pieza, provocando un gran consumo de energía y materias primas. Según estadísticas incompletas, entre 1/3 y 1/2 de la energía se consume por fricción y desgaste. Según estimaciones del departamento técnico de la antigua República Federal de Alemania, las pérdidas anuales causadas por el desgaste en la antigua República Federal de Alemania ascendieron a 654,38 mil millones de marcos. Un plan de desarrollo para reducir la fricción y el desgaste propuesto por la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos (ASME) y la Administración de Desarrollo Energético de Estados Unidos (ERDA) puede ahorrar 654,38+0,6 mil millones de dólares al año, equivalente a 654,38+065,438+0% del consumo de energía. Según estadísticas de publicaciones estadounidenses, las pérdidas anuales causadas por el desgaste de varios de los principales productos estadounidenses son: aviones, 654,38+03,4 mil millones de dólares, barcos, 6,4 mil millones de dólares, automóviles, 40 mil millones de dólares y herramientas de corte, 2,8 mil millones de dólares. China carece de estadísticas completas sobre pérdidas por fricción y desgaste. Según un informe de encuesta del Ministerio de Maquinaria de China entre 1974 y 1975, cada año se utilizan 230.000 toneladas de acero para piezas de automóviles, 2/3 de las cuales se utilizan para mantenimiento, la mayor parte debido al desgaste. Según estadísticas incompletas de los cinco departamentos de mi país, incluidos los de energía eléctrica, materiales de construcción, metalurgia, minería del carbón y maquinaria agrícola, el consumo anual de acero para repuestos es de más de 6,5438+0,5 millones de toneladas. Tomando como ejemplo el transportador raspador utilizado en las minas de carbón, la pérdida anual causada por el desgaste de la ranura intermedia es de 65.438+0~200 millones de yuanes. Si se consideran las pérdidas económicas y el consumo de acero provocado por el desgaste de otros equipos mecánicos, es sorprendente. Por lo tanto, mejorar la calidad del acero resistente al desgaste, desarrollar nuevos aceros resistentes al desgaste de alto rendimiento y realizar investigaciones extensas y profundas sobre el mecanismo de desgaste del acero para reducir las pérdidas causadas por el desgaste son de gran importancia para el desarrollo de la industria nacional. construcción económica.

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Actualmente no existe una definición acordada de "desgaste de material". En términos generales, el desgaste es el fenómeno en el que el material de la superficie de trabajo de un objeto se daña o se pierde continuamente durante el movimiento relativo. Hay muchas formas de clasificar el desgaste según el mecanismo de desgaste, que se puede dividir en desgaste abrasivo, desgaste por adherencia, desgaste por corrosión, desgaste por erosión, desgaste por fatiga por contacto, desgaste por impacto y desgaste por fricción. En el campo industrial, el desgaste abrasivo y el desgaste adhesivo representan la mayor proporción de fallas por desgaste de piezas de trabajo. Los modos de falla por desgaste, como erosión, corrosión, fatiga y fricción, a menudo ocurren en el funcionamiento de algunos componentes importantes y están recibiendo cada vez más atención. . En condiciones de trabajo, a menudo aparecen varias formas de desgaste al mismo tiempo o una tras otra, y la interacción entre desgaste y falla presenta una forma más compleja. La determinación del tipo de fallo por desgaste de la pieza es la base para la selección racional o el desarrollo de acero resistente al desgaste. Además, el desgaste de piezas es un problema de ingeniería sistemático que se ve afectado por muchos factores, incluidas las condiciones de trabajo (carga, velocidad, modo de movimiento), condiciones de lubricación y factores ambientales (humedad, temperatura, medios circundantes, etc.). ), factores materiales (composición, microestructura, propiedades mecánicas), calidad superficial de la pieza y propiedades físicas y químicas. Los cambios en cada factor pueden cambiar la cantidad de desgaste e incluso el mecanismo de desgaste. Se puede observar que los factores materiales son sólo uno de los factores que afectan el desgaste de la pieza de trabajo. Para mejorar la resistencia al desgaste de las piezas de acero, debemos partir del sistema general de fricción y desgaste en condiciones específicas para lograr los resultados esperados.

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La breve historia del acero resistente al desgaste como acero especial comienza en la segunda mitad del siglo XIX. En 1883, el británico Hadfield obtuvo por primera vez la patente del acero con alto contenido de manganeso, que tiene una historia de más de 100 años. El acero con alto contenido de manganeso es un tipo de acero resistente al desgaste con alto contenido de carbono y manganeso. Este acero antiguo con una historia de más de 100 años tiene una gran capacidad de endurecimiento por trabajo, buena tenacidad y plasticidad. En las últimas décadas, el desarrollo y la aplicación de acero resistente al desgaste de aleación media y baja se han desarrollado rápidamente. Debido a que estos aceros tienen buena resistencia al desgaste y tenacidad, el proceso de producción es simple, la economía integral es razonable, son adecuados para una variedad de condiciones de trabajo y son bienvenidos por los usuarios. Para satisfacer las necesidades del desarrollo de maquinaria de transporte minero y maquinaria de ingeniería, las placas de acero resistentes al desgaste de alta dureza desarrolladas fueron serializadas y estandarizadas internacionalmente en los años 1970 y 1980. Este acero se desarrolla sobre la base de acero soldable de alta resistencia y baja aleación. Generalmente, se fortalece mediante enfriamiento y revenido directo después del laminado, o mediante laminado y enfriamiento controlados. Esto puede ahorrar energía, tiene un bajo contenido de elementos de aleación y un precio bajo, pero tiene una alta dureza y resistencia al desgaste y un rendimiento de proceso aceptable. Debido a estas ventajas, esta placa de acero resistente al desgaste es muy popular entre los usuarios. Algunas empresas siderúrgicas de Japón, Reino Unido, Estados Unidos y otros países producen este tipo de acero resistente al desgaste.

Clasificación

Existen muchos tipos de acero resistente al desgaste, que generalmente se pueden dividir en acero con alto contenido de manganeso, acero resistente al desgaste de aleación media y baja, cromo-molibdeno silicio-manganeso. acero, acero anticavitación y acero resistente a la corrosión y acero especial resistente al desgaste. Algunos aceros aleados comunes, como el acero inoxidable, el acero para cojinetes, el acero aleado para herramientas, el acero estructural aleado, etc., también se utilizan como acero resistente al desgaste en determinadas condiciones. Debido a su conveniente fuente y excelente rendimiento, también ocupa una cierta proporción en el uso de acero resistente al desgaste.

Composición química

El acero resistente al desgaste de aleación media-baja suele contener elementos químicos como silicio, manganeso, cromo, molibdeno, vanadio, tungsteno, níquel, titanio, boro, cobre, y tierras raras. Las placas de revestimiento de muchos molinos de bolas grandes y medianos en los Estados Unidos están hechas de acero al cromo-molibdeno, silicio-manganeso o acero al cromo-molibdeno. La composición química se muestra en la Tabla 1. La mayoría de las bolas de molienda en los Estados Unidos utilizan acero al cromo-molibdeno con contenido de carbono medio y alto. Su composición química, tratamiento térmico y dureza se muestran en la Tabla 2.

El acero resistente al desgaste, como la aleación de cromo-molibdeno-vanadio, cromo-molibdeno-vanadio-níquel o cromo-molibdeno-vanadio-tungsteno, se puede utilizar para piezas de trabajo que trabajan en condiciones de desgaste abrasivo a temperaturas más altas (como 200-500° C), o donde la superficie está sometida a calor por fricción Piezas de trabajo con temperaturas más altas. Después del templado, estos aceros desarrollan un efecto de endurecimiento secundario cuando se revenen a temperaturas medias a altas.

El acero resistente al desgaste se utiliza ampliamente en maquinaria de minería, minería y transporte de carbón, maquinaria de ingeniería, maquinaria agrícola, materiales de construcción, maquinaria eléctrica, transporte ferroviario y otros sectores. Por ejemplo, molinos de bolas y revestimientos, dientes y cucharones de excavadoras, paredes de mortero, placas dentadas y martillos de diversas trituradoras, zapatas de orugas de tractores y tanques, placas de impacto de molinos de ventilador, ranas de ferrocarril, minas de carbón. La placa de la artesa intermedia, el borde de la artesa y la cadena de anillos del transportador raspador, la pala y los dientes de la topadora, la placa de revestimiento del gran vehículo de ruedas eléctricas, la broca cónica para perforación de petróleo y mineral de hierro a cielo abierto, etc. La lista anterior se limita principalmente a la aplicación de acero resistente al desgaste sujeto a desgaste abrasivo. Varias máquinas producirán varios tipos de desgaste siempre que exista un movimiento relativo de la pieza de trabajo. Habrá requisitos para mejorar la resistencia al desgaste de la pieza de trabajo. material o utilizar acero resistente al desgaste. Hay innumerables ejemplos a este respecto. Los medios de molienda (bolas, varillas y revestimientos) utilizados en los molinos de mineral y cemento son piezas de desgaste de acero de alto consumo. En los Estados Unidos, la mayoría de las bolas de molienda están forjadas o fundidas con acero al carbono y acero aleado, y estos dos materiales representan el 97% del consumo total de bolas de molienda. En Canadá, las bolas de acero representan el 81% de las bolas de molienda consumidas. Según estadísticas de finales de la década de 1980, mi país consume entre 800 y 10.000 toneladas de bolas de molienda cada año, y cada año se consumen en todo el país casi 200.000 toneladas de revestimientos de molinos, la mayoría de los cuales son de acero. El canal intermedio del transportador raspador utilizado en las minas de carbón de mi país consume entre 60.000 y 80.000 toneladas de placas de acero cada año.

Proceso de producción

El acero resistente al desgaste se funde en hornos o convertidores eléctricos, y la mayoría de los productos son piezas fundidas. En los últimos años, cada vez hay más materiales procesados ​​en caliente, como la forja y el laminado. El método de producción de piezas de acero resistentes al desgaste para maquinaria general no es muy diferente de otras piezas de trabajo, pero existen requisitos en el proceso de tratamiento térmico o en el proceso de tratamiento de superficies para satisfacer las necesidades de garantizar la resistencia al desgaste. Para las piezas de acero cuya pureza metalúrgica afecta significativamente a la resistencia al desgaste, se deben tomar medidas de refinamiento e imponer límites a las impurezas y gases nocivos. La cantidad, forma y distribución de la segunda fase fuera de la matriz suelen tener una gran influencia en la resistencia al desgaste de las piezas de acero. En este momento, es necesario considerar el diseño de la composición química, la fundición, el procesamiento térmico, el tratamiento térmico (incluido el tratamiento térmico de deformación) del acero, etc., para esforzarnos por mejorar la resistencia al desgaste por factores metalúrgicos.

Tecnología de fortalecimiento de superficies

El desgaste es un proceso que ocurre en la superficie de la pieza de trabajo, por lo que es muy importante fortalecer la superficie de la pieza de trabajo. La tecnología de refuerzo de superficies de acero tiene una larga historia. Por ejemplo, la tecnología de cementación se remonta a la dinastía Han de China hace al menos dos años, y la tecnología de carbonitruración se registró en los libros de historia chinos hace más de mil años. En las últimas décadas, se han desarrollado rápidamente diversas tecnologías y equipos de fortalecimiento de superficies. Tomar las medidas necesarias de refuerzo y modificación de la superficie no solo puede ahorrar una gran cantidad de materias primas, sino también darle a la superficie de la pieza de trabajo varias estructuras y propiedades especiales que son difíciles de obtener con el material en general, logrando así la mejor resistencia al desgaste y una enorme rentabilidad. beneficios. Hoy en día, la tecnología de refuerzo de superficies se ha convertido en una importante dirección de desarrollo en la investigación y aplicación del acero visible (incluidos los materiales resistentes al desgaste).

Desarrollo tecnológico

En los últimos años, la tecnología de fortalecimiento superficial (humectación) de los materiales de acero se ha desarrollado rápidamente y están surgiendo nuevas tecnologías y nuevos procesos uno tras otro. Se pueden seleccionar diferentes tecnologías de refuerzo de superficies según las diferentes necesidades para mejorar la resistencia al desgaste de las piezas de acero en diversas condiciones de desgaste. El costoso acero aleado se puede reemplazar con materiales base más baratos. En la actualidad, procesos como la carburación, la carbonitruración y la nitruración siguen siendo las principales medidas para fortalecer las piezas mecánicas. Mediante el uso de * * * carburación, carburación compuesta, boro, metalización, soldadura por aspersión, revestimiento, deposición de vapor, enchapado con cepillo, implantación de iones y otros procesos, se ha mejorado significativamente la resistencia al desgaste de diferentes piezas en diversas condiciones de trabajo. Además, los procesos de fundición como la infiltración de fundición y la fundición compuesta también se utilizan para fabricar piezas de acero resistentes al desgaste.