Дослідження жаростійких сплавів в умовах високотемпературного абразивно-корозійного зношування
DOI:
https://doi.org/10.31498/2522-9990272024303149Ключові слова:
жаростійкі сплави, зносостійкість, жаростійкість, корозійна стійкість, абразивне зношування, обертальні печіАнотація
Основні процеси горно-металургійного виробництва пов’язані з термічною обробкою матеріалів. Найпоширеніше застосування в цих технологіях мають обертальні термічні печі (технології прокалювання, спікання, обпалювання, сушіння, агломерації та інші). Надійність роботи обладнання обумовлена стійкістю до руйнування окремих деталей обмеженої номенклатури (порогові упори, безболтові полки, колосники, броні та інші). Литі деталі виготовляються з високолегованих аустенітних і аустеніто-феритних сталей марок типу 35Х18Н24С2Л, 40Х24Н12СЛ та 35Х23Н7СЛ згідно з ДСТУ 8781:2018.
Аналіз експлуатації литих деталей за високих температур (900–1200 °С) в складних умовах абразивно-корозійного зношування показав, що їх руйнування відбувається по місцях розташування в структурі легкоплавких з'єднань нестехіометричного складу, що формуються на межах і в приграничних зонах зерен металевої матриці. В процесі тривалої високотемпературної експлуатації (на протязі більше 10000 годин) вони сприяють формуванню порожнеч і тріщин в структурі металу, які в умовах інтенсивного абразивного зношування (зусилля дії абразиву не більше 20 КПа) приводять до руйнування металу. Встановлено, що процеси руйнування металу починаються в зонах з аустенітною структурою, яка сприяє протіканню дифузійних процесів. Дослідження процесів, які виникають при руйнуванні жаростійких металів, дасть можливість визначити шляхи усунення негативних явищ в металі і дати рекомендації щодо розробки нових термостабільних сплавів.
Аналіз науково-технічної літератури, ДСТУ, AISI, DIN-стандартів показав на недостатність інформації щодо даних по зносостійкості та жаростійкості високотемпературних сплавів. У зв'язку з цим виникла необхідність розробки економнолегованих сплавів зі стійкою структурою, підвищеними фізико-хімічними, механічними та спеціальними властивостями за нормальних і високих температур в умовах інтенсивного зношування.
Встановлено, що при виборі типу метала для умов високотемпературного абразивно-корозійного зношування необхідно віддавати перевагу структурно стабільній феритній основі з високотвердими частками, які відповідають принципу Шарпі
Посилання
Брыков М.Н. Износостойкость сталей и чугунов при абразивном изнашивании: научное издание / М.Н. Брыков, В.Г. Ефременко, А.В. Ефременко. – Херсон: Гринь Д.С., 2014. – 364 с.
Hesse O. Investigation on friction surface of high-carbon low-alloyed steel after abrasive wear / O. Hesse, Y. Kalinin, I. Petryshynets, M. Kunert, V. Efremenko, M. Andrushchenko, M. Osipov, M. Brykov // Problems of Tribology, 2019. – No 24(3/93). – рр. 22–28. https://doi.org/10.31891/2079-1372-2019-93-3-22-28
Natarajan K.A. Corrosive and erosive wear in magnetic taconite grinding / K.A. Natarajan, S.C. Reimer, I. Iwasaki // AIMMPE Transm.– 1984. – V.276. – pp.10–44.
Radziszewski P. Exploring Total Media Wear / P. Radziszewski // Minerals Engineering. – 2002. – V. 15 – рр. 1073–1087.
Rajagopal V. The properties and performance of cast iron grinding media / V. Rajagopal, I. Iwasaki // Miner. Process. Extr. metal. Rev. – 1992. – V. 11. – pp. 75–106.
Yamshinskij M. Heat-resistance of heat-resistant Cr-Al steels for work under extreme conditions / M. Yamshinskij // International Scientific and Practical Conference «WORLD SCIENCE». Proceedings of the IInd International Scientific and Practical Conference «Science and Education - Our Future» (November 22–23, 2015, Ajman, UAE). 2015. – No 4(4). –Vol.1. –рр. 55–57.
Мазур В.І. Сплави на основі заліза: підручник / В.І. Мазур, В.З. Куцова, М.А. Ковзель, О.А. Носко. – Дніпропетровськ: НМетАУ, 2013. – 500 с.
Ямшинський М.М. Термостійкість жаростійких сталей для роботи в екстремальних умовах / М.М. Ямшинський, Г.Є. Федоров, К.С. Радченко // Вісник Донбаської державної машинобудівної академії. – 2015. – № 3. – С. 33–37.
Андрущенко М.І. Спроможність до самозміцненню поверхні тертя в процесі абразивного зношування і зносостійкість сталей в залежності від вмісту вуглецю і хрому / М.І. Андрущенко, Р.А. Куліковский, М.Ю. Осипов, А.В. Холод, А.Е. Капустян // Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні. – 2014. – №1. – С. 92–99.
Barker K. Synergistic abrasive-corrosive wear of chromium containing still / K. Barker, A. Ball // Brit.Corrosion, 1989. – No 3. – pp. 222–228.
Верховлюк А.М. Технології одержання металів і сплавів для ливарного виробництва: навчальний посібник / А.М. Верховлюк, А.В. Нарівський, В.Г. Могилатенко// за ред. академіка НАН України В.Л. Найдека. – Київ: Видавничий дім «Вініченко», 2016. – 224 с.
Куцова В.З. Леговані сталі та сплави з особливими властивостями: підручник / В.З. Куцова, М.А. Ковзель, О.А. Носко. – Дніпропетровськ: НМетАУ, 2008. – 348 с.
Більченко О.В. Леговані сталі: навч. посіб./ О.В. Більченко, О.І. Дудка, В.Г. Хижняк, С.М. Чернега. – Київ: Кондор, 2009. – 98 с.
Федьков В.О. Лабораторна установка для прискорених випробувань зносостійких сплавів при високих та низьких температурах: заводська лабораторія / В.О. Федьков, Є.І. Івахненко. 1992. – Т.58.– №12. – С. 55–56.
