Yüksek hız çeliği (HSS) merdaneler, temel bir avantaj nedeniyle geleneksel dökme demir ve yüksek nikel krom merdanelerden daha iyi performans gösterir: dikkatle tasarlanmış karbür sistemi. Alaşım elementleri (karbon, vanadyum, tungsten, molibden, krom ve bazen de niyobyum) yalnızca sertliği artırmaz. Hangi karbür fazlarının çökeleceğini, bu karbürlerin nasıl dağıldığını ve sonuçta merdanenin değirmende ne kadar süre hayatta kalacağını belirlerler. Kimyayı doğru tutmak, teslim eden bir rulo arasındaki farktır. Kanal başına çelik veriminin 3–5 katı ve zamanından önce yıpranan bir tane.
Bizim Yüksek Hızlı Çelik Rulolar (HSS) zorlu haddeleme programları için gereken tokluğu korurken karbür hacim oranını en üst düzeye çıkarmak için hassas şekilde kontrol edilen alaşım bileşimleriyle tasarlanmıştır.
HSS rulo mikroyapılarında ağır yükü dört karbür fazı üstlenir. Vickers ölçeğinde ölçülen sertlik değerleri, aşınma direnci için net bir hiyerarşi sırası belirler:
| Karbür Tipi | Birincil Şekillendirme Elemanları | Sertlik (HV) | Anahtar Rol |
|---|---|---|---|
| MC | V, Nb (VC, NbC) | ~3000 | Birincil aşınma direnci |
| M7C3 | Cr | ~2500 | Ötektik karbür, aşınma tokluğu |
| M2C | Mo, W | ~2000 | Ötektik karbür, çatlamaya karşı dayanıklılık |
| M6C | Mo, W, Fe | ~1500–1800 | Matris güçlendirme |
MC karbürler (çoğunlukla VC) en sert fazdır ve aşındırıcı aşınmaya direnç göstermede en etkili olanıdır. M7C3 ve M2C ötektik karbürlerin her ikisi de iyi dağıldığında ve birbirine bağlanmadığında çatlak yayılmasına karşı direnç gösterir. İyi tasarlanmış bir HSS kalitesinde toplam karbür hacim oranı genellikle yaklaşık %15 geleneksel rulo malzemelerdeki çok daha düşük seviyelere kıyasla.
Karbon, karbür oluşumunun temelidir. Daha yüksek karbon içeriği doğrudan karbür hacim fraksiyonunu ve sertleşebilirliğini artırır. HSS rulolarında kullanılan seviyelerde (%1,50–2,20) karbon, MC, M2C ve M7C3 fazlarının birlikte çökelmesini sağlar. Bu aralığın altında karbür yoğunluğu yetersizdir; onun üzerinde kırılganlık keskin bir şekilde artar. Matris bileşimi ve ısıl işlem tepkisi de karbona bağlıdır; optimum sertlik tipik olarak söndürmeden önce ostenit içinde %1,0 çözünmüş karbon civarında elde edilir.
Vanadyum aşınma direnci açısından en önemli elementtir. Yaklaşık HV 3000 sertliğinde MC tipi karbürler (öncelikle VC) oluşturur; bu, HSS'deki diğer karbür fazlardan daha serttir. Bu ince, ötektik öncesi MC parçacıkları eşit şekilde dağılmışlardır ve sürekli ağlar oluşturmazlar, bu da dayanıklılığı kabul edilebilir tutar. Araştırmalar, ağırlıklı olarak MC karbürleri içeren numunelerin, karışık MC M2C yapılarına sahip numunelerle karşılaştırılabilir veya daha iyi aşınma direnci sergilediğini doğruluyor, bu da vanadyum optimizasyonunu haddelenmiş alaşım tasarımında merkezi hale getiriyor. Rulo uygulamaları için önerilen vanadyum içeriği %5-6'dır.
Molibden ikili bir işleve sahiptir. Birincisi, toplam karbür hacim fraksiyonuna katkıda bulunarak M2C ve M6C karbür oluşumunu teşvik eder. İkincisi ve kritik olarak, karbür parçacıkları içindeki molibden zenginleştirmesi, bunların hizmet yüklemesi sırasında çatlama duyarlılığını azaltır; bu, yuvarlanma kampanya ömrünü doğrudan uzatan bir mekanizmadır. Bu sertleştirme etkisi, molibden %4-8 aralığında tutulduğunda zirveye ulaşır. Bu pencerenin ötesinde daha kaba karbür morfolojileri oluşabilir. Rulo alaşımlar için önerilen içerik %3–4'tür.
Tungsten kırmızı sertliğe (yüksek haddeleme sıcaklıklarında sertliğin korunması) katkıda bulunur ve molibdenin yanı sıra M2C ve M6C karbür oluşumuna katılır. Tungsten ve molibden kısmen birbirinin yerine geçebilir: Molibden, ağırlık yüzdesinin kabaca yarısında tungstenin yerini alabilir. Modern HSS rulo bileşimlerinde molibden, daha uygun karbür morfoloji kontrolü nedeniyle sıklıkla öncelik kazanır ve tungsten tamamlayıcı bir katkı olarak kullanılır.
Krom sertleşebilirliği, oksidasyon direncini ve temperleme tepkisini geliştirir. Aşınma direncine anlamlı katkıda bulunan ve iyi dağıldığında çatlak ilerlemesini engelleyen M7C3 karbürlerin (HV ~2500) başlıca oluşturucusudur. Krom ayrıca ısıl işlem sırasında osteniti stabilize eder. Merdaneler için ideal içerik %5-7'dir ve karbür oluşumunu tokluğu azaltabilecek büyük, birbirine bağlı krom karbür ağları riskine karşı dengeler. Önerilen içerik %5–7'dir.
Niyobyum eklendiğinde, VC'ye benzer ancak biraz daha yüksek erime noktası stabilitesine sahip MC tipi bir karbür olan NbC'yi oluşturur. Genel karbür dağılımını iyileştirir ve kısmen vanadyumun yerini alabilir. HSS merdanelerde kullanımı büyük ölçekli olmaktan ziyade hedeflenmiştir ancak karbür dağılım homojenliğinde ölçülebilir iyileştirmeler sağlar.
Karbür hacim oranı (CVF) basitçe "daha fazlası daha iyidir" anlamına gelmez. Aşırı yüksek CVF (özellikle kaba, birbirine bağlı ötektik karbürler aracılığıyla elde edilirse), tokluğu azaltır ve termal döngü altında parçalanmayı hızlandırır. Amaç yaklaşık olarak kontrollü bir CVF'dir. %15 in standard HSS grades ince, ayrık MC parçacıklarından ve iyi dağılmış, birbirine bağlı olmayan M2C ve M7C3 ötektik karbürlerden oluşur.
Yeterli toklukla birlikte maksimum aşınma direncine yönelik temel mikroyapısal hedefler şunlardır:
Tek başına karbon ve krom içeriğinin arttırılması CVF'yi artırır ancak aşınma kaybını doğrusal olarak iyileştirmez; kaba karbürler servis gerilimi altında çatlar. Kontrollü molibden ilavesi, karbür hacmini, karbür kırılmasını önleyerek gerçek aşınma performansına dönüştüren şeydir.
Farklı yuvarlanma pozisyonları farklı alaşım dengeleri gerektirir. Bitirme standları maksimum sertlik ve aşınma direnci gerektirir; kaba işleme tezgahları daha fazla dayanıklılığa ihtiyaç duyar. Aşağıdaki tablo, standart HSS ve Yarı Yüksek Hız Çeliği (S-HSS) ruloları için kullanılan bileşim pencerelerini özetlemektedir:
| Sınıf | C % | Kr % | Ay %'si | V % | W % | Sertlik (HSD) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| HSS | 1.50–2.20 | 3.00–8.00 | 2.00–8.00 | 2.00–9.00 | 0–8.00 | 75–95 |
| S-HSS | 0,60–1,20 | 3.00–9.00 | 2.00–5.00 | 0,40–3,00 | 0–3.00 | 75–98 |
HSS kaliteleri, ince talaş işleme uygulamaları için MC karbür yoğunluğunu maksimuma çıkarmak amacıyla daha yüksek vanadyum ve karbon taşır. S-HSS kaliteleri, sıcak şerit haddelerindeki iş rulosu uygulamaları için termal yorulma direncine öncelik vermek üzere bu elemanları yumuşatır. Her ikisi de elimizde mevcut Dökme Çelik Rulo özel haddeleme planına ve duruş pozisyonuna göre tasarlanmış aralık.
Alaşım bileşimi ve karbür hacim oranı doğru şekilde optimize edildiğinde operasyonel sonuçlar ölçülebilir. HSS ruloları elde edilir Kanal başına 3–5 kat daha yüksek çelik verimi Dökme demir merdanelerle karşılaştırıldığında toplam hizmet ömrü en az 4 kat daha uzundur. Yüksek sertlikteki MC karbür yüzeyi oluk aşınmasına karşı direnç gösterdiği ve sık sık yeniden taşlamaya gerek kalmadan ürünün boyutsal doğruluğunu koruduğu için geçiş profilleri uzun süreli kampanyalar için sabit kalır. Birbirine bağlı olmayan karbür mimarisi, yuvarlanma temas bölgesinin döngüsel ısınması ve sönmesi altında çatlak başlangıcını ve yayılmasını sınırladığı için termal yorulma direnci korunur.
Bu performans kazanımları doğrudan daha az merdane değişimine, daha az aksama süresine ve ton başına daha düşük haddeleme maliyetlerine dönüşür; bu nedenle doğru şekilde belirlenmiş HSS merdaneler dünya çapında çubuk, filmaşin ve profil çelik kaplama tezgahları için tercih edilen malzeme olmaya devam etmektedir.
Copyright © Huzhou Zhonghang Rulo Co, Ltd All Rights Reserved.
中文简体
