Perlakuan Panas pada Coran Baja Tahan Aus (Abrasi).

Baja tuang tahan aus (atau tahan abrasi) mengacu pada baja tuang dengan ketahanan aus yang baik. Menurut komposisi kimianya, baja ini dibagi menjadi baja tuang tahan aus non-paduan, paduan rendah dan paduan. Ada banyak jenis baja tahan aus, yang secara kasar dapat dibagi menjadi baja mangan tinggi, baja tahan aus paduan sedang dan rendah, baja kromium-molibdenum-silikon-mangan, baja tahan kavitasi, baja tahan aus, dan baja tahan aus khusus. Beberapa baja paduan umum seperti baja tahan karat, baja bantalan, baja perkakas paduan, dan baja struktural paduan juga digunakan sebagai baja tahan aus dalam kondisi tertentu.

Baja tahan aus paduan sedang dan rendah biasanya mengandung unsur kimia seperti silikon, mangan, kromium, molibdenum, vanadium, tungsten, nikel, titanium, boron, tembaga, tanah jarang, dll. Lapisan dari banyak bola berukuran besar dan sedang pabrik di Amerika Serikat terbuat dari baja kromium-molibdenum-siliko-mangan atau kromium-molibdenum. Sebagian besar bola gerinda di Amerika Serikat terbuat dari baja kromium molibdenum karbon sedang dan tinggi. Untuk benda kerja yang bekerja pada suhu yang relatif tinggi (misalnya, 200～500℃) kondisi keausan abrasif atau yang permukaannya terkena suhu yang relatif tinggi akibat panas gesekan, paduan seperti kromium molibdenum vanadium, kromium molibdenum nikel vanadium, atau kromium molibdenum vanadium tungsten dapat digunakan.

Abrasi adalah suatu fenomena dimana material pada permukaan kerja suatu benda terus menerus hancur atau hilang dalam gerak relatif. Dibagi berdasarkan mekanisme keausan, keausan dapat dibagi menjadi keausan abrasif, keausan perekat, keausan korosi, keausan erosi, keausan kelelahan kontak, keausan benturan, keausan fretting, dan kategori lainnya. Di bidang industri, keausan abrasif dan keausan perekat merupakan penyebab terbesar dari kegagalan keausan benda kerja, dan mode kegagalan keausan seperti erosi, korosi, kelelahan, dan fretting cenderung terjadi pada pengoperasian beberapa komponen penting, sehingga semakin banyak. dan perhatian lebih. Dalam kondisi kerja, beberapa bentuk keausan sering kali muncul secara bersamaan atau bergantian, dan interaksi kegagalan keausan mengambil bentuk yang lebih kompleks. Penentuan jenis kegagalan keausan benda kerja merupakan dasar pemilihan atau pengembangan baja tahan aus yang wajar.

Selain itu, keausan suku cadang dan komponen merupakan masalah rekayasa sistem. Ada banyak faktor yang mempengaruhi keausan, antara lain kondisi kerja (beban, kecepatan, mode pergerakan), kondisi pelumasan, faktor lingkungan (kelembaban, suhu, media sekitar, dll), dan faktor material (Komposisi, organisasi, sifat mekanik), permukaan kualitas dan sifat fisik dan kimia bagian. Perubahan pada masing-masing faktor ini dapat mengubah jumlah keausan dan bahkan mengubah mekanisme keausan. Terlihat bahwa faktor material hanya merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi keausan suatu benda kerja. Untuk meningkatkan ketahanan aus bagian baja, perlu dimulai dengan sistem gesekan dan keausan secara keseluruhan dalam kondisi tertentu untuk mencapai efek yang diinginkan.

1. Solusi Perlakuan Panas (Perlakuan Pengerasan Air) dari Coran Baja Mangan Tinggi Tahan Aus

Ada sejumlah besar karbida yang diendapkan dalam struktur as-cast baja mangan tinggi yang tahan aus. Karbida ini akan mengurangi ketangguhan coran dan membuatnya mudah patah saat digunakan. Tujuan utama perlakuan panas larutan pada coran baja mangan tinggi adalah untuk menghilangkan karbida pada struktur as-cast dan pada batas butir untuk mendapatkan struktur austenit fase tunggal. Hal ini dapat meningkatkan kekuatan dan ketangguhan baja mangan tinggi, sehingga pengecoran baja mangan tinggi cocok untuk berbagai bidang.

Solusi perlakuan panas coran baja mangan tinggi tahan aus secara kasar dapat dibagi menjadi beberapa langkah: memanaskan coran hingga di atas 1040°C dan menahannya untuk waktu yang tepat, sehingga karbida di dalamnya benar-benar larut dalam austenit fase tunggal ; kemudian didinginkan dengan cepat, Dapatkan struktur larutan padat austenit. Perawatan larutan ini juga disebut perawatan pengerasan air.

(1) Suhu perlakuan pengerasan air

Suhu ketangguhan air tergantung pada komposisi kimia baja mangan tinggi, biasanya 1050℃-1100℃. Baja mangan tinggi dengan kandungan karbon tinggi atau kandungan paduan tinggi (seperti baja ZG120Mn13Cr2 dan baja ZG120Mn17) harus memenuhi batas atas suhu ketangguhan air. Namun, suhu ketangguhan air yang terlalu tinggi akan menyebabkan dekarburisasi yang parah pada permukaan pengecoran dan pertumbuhan butiran baja mangan tinggi yang cepat, yang akan mempengaruhi kinerja baja mangan tinggi.

(2) Laju pemanasan perlakuan pengerasan air

Konduktivitas termal baja mangan lebih buruk dibandingkan baja karbon pada umumnya. Coran baja mangan tinggi mempunyai tegangan yang tinggi dan mudah retak bila dipanaskan, sehingga laju pemanasan harus ditentukan sesuai dengan ketebalan dinding dan bentuk coran. Secara umum, coran dengan ketebalan dinding lebih kecil dan struktur sederhana dapat dipanaskan lebih cepat; coran dengan ketebalan dinding lebih besar dan struktur kompleks harus dipanaskan secara perlahan. Dalam proses perlakuan panas yang sebenarnya, untuk mengurangi deformasi atau retaknya pengecoran selama proses pemanasan, umumnya dipanaskan hingga sekitar 650℃ untuk menjaga perbedaan suhu antara bagian dalam dan luar pengecoran berkurang, dan suhu di dalam. tungku seragam, dan kemudian dengan cepat naik ke suhu ketangguhan air.

(3) Waktu tunggu perawatan pengerasan air

Waktu penahanan perlakuan pengerasan air terutama bergantung pada ketebalan dinding pengecoran, untuk memastikan pembubaran sempurna karbida dalam struktur as-cast dan homogenisasi struktur austenit. Dalam keadaan normal, dapat dihitung dengan menambah waktu penahanan sebesar 1 jam untuk setiap peningkatan ketebalan dinding sebesar 25 mm.

(4) Pendinginan perlakuan pengerasan air

Proses pendinginan mempunyai pengaruh yang besar terhadap indeks kinerja dan struktur pengecoran. Selama perawatan pengerasan air, suhu pengecoran sebelum dimasukkan ke dalam air harus di atas 950°C untuk mencegah pengendapan kembali karbida. Oleh karena itu, selang waktu antara pengeluaran dari tungku dan masuknya air tidak boleh lebih dari 30 detik. Suhu air harus di bawah 30°C sebelum pengecoran memasuki air, dan suhu air maksimum setelah memasuki air tidak boleh melebihi 50°C.

(5) Karbida setelah perawatan pengerasan air

Setelah perlakuan ketangguhan air, jika karbida pada baja mangan tinggi dihilangkan seluruhnya, struktur metalografi yang diperoleh saat ini adalah struktur austenit tunggal. Tetapi struktur seperti itu hanya dapat diperoleh pada coran berdinding tipis. Umumnya, sejumlah kecil karbida pada butir austenit atau pada batas butir diperbolehkan. Karbida yang tidak larut dan karbida yang diendapkan dapat dihilangkan dengan perlakuan panas lagi. Namun, karbida eutektik yang diendapkan karena suhu pemanasan yang berlebihan selama perlakuan pengerasan air tidak dapat diterima. Karena karbida eutektik tidak dapat dihilangkan dengan perlakuan panas lagi.

 

2. Perlakuan Panas Penguatan Curah Hujan pada Coran Baja Hangan Tinggi Tahan Aus

Perlakuan panas penguatan presipitasi dari baja mangan tinggi tahan aus mengacu pada penambahan sejumlah elemen pembentuk karbida (seperti molibdenum, tungsten, vanadium, titanium, niobium, dan kromium) melalui perlakuan panas untuk memperoleh jumlah dan ukuran tertentu dalam baja mangan tinggi Fase kedua dari partikel karbida terdispersi. Perlakuan panas ini dapat memperkuat matriks austenit dan meningkatkan ketahanan aus baja mangan tinggi.

3. Perlakuan Panas pada Coran Baja Kromium Sedang yang tahan aus

Tujuan perlakuan panas pada coran baja kromium sedang tahan aus adalah untuk memperoleh struktur matriks martensit dengan kekuatan, ketangguhan, dan kekerasan yang tinggi, sehingga dapat meningkatkan kekuatan, ketangguhan, dan ketahanan aus pada tuang baja tersebut.

Baja kromium sedang yang tahan aus mengandung lebih banyak unsur kromium dan memiliki kemampuan pengerasan yang lebih tinggi. Oleh karena itu, metode perlakuan panas yang biasa dilakukan adalah: setelah 950℃-1000℃, austenitisasi, kemudian perlakuan pendinginan, dan perlakuan tempering tepat waktu (biasanya pada 200-300℃).

 

4. Perlakuan Panas pada Coran Baja Paduan Rendah Tahan Aus

Coran baja paduan rendah tahan aus diolah dengan pendinginan dalam air, pendinginan dalam minyak, dan pendinginan udara tergantung pada komposisi paduan dan kandungan karbon. Baja cor tahan aus perlit mengadopsi perlakuan panas normalisasi + temper.

Untuk mendapatkan matriks martensit dengan kekuatan, ketangguhan dan kekerasan yang tinggi, dan untuk meningkatkan ketahanan aus tuang baja, tuang baja paduan rendah yang tahan aus biasanya dipadamkan pada suhu 850-950°C dan ditempa pada suhu 200-300°C. .