Experimental Studies on the Influence of Abrasive Materials on the Wear of Hard-Wearing Steels

• Autorzy: Wieczorek A. N.

Warianty tytułu

PL

Doświadczalne badania wpływu rodzaju ścierniwa na zużycie stali trudnościeralnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the wear properties of hard-wearing steels and structural steels used in mining and transport machines exposed to the aggressive action of the environment, which have been determined experimentally in the presence of diverse abrasive materials. The wear tests were carried out on a ring-on-ring test rig simulating the operating conditions of elements exposed to abrasive wear. The samples were subjected to tests in conditions of sliding contact, and the main destructive process was micro-cutting of the surface with loose corundum or quartz grain. In the case of the coal abrasive, only slight grinding in of the mating surfaces was observed. The loss of mass in the samples was measured as the parameter characterizing the wear. It was then used to determine the volume loss. Based on the results obtained, it was found that the wear resistance of hard-wearing steels was approximately four times higher as compared to S355J2 structural steel for the corundum and quartz abrasives. In the case of the coal abrasive, there was a relatively low wear for all of the materials examined.

PL

W pracy określono doświadczalnie właściwości tribologiczne w zróżnicowanym ścierniwie hartowanych stali trudnościeralnych i stali konstrukcyjnych stosowanych w maszynach górniczych i transportowych narażonych na oddziaływanie agresywnego środowiska pracy. Badania zostały przeprowadzone na stanowisku badawczym typu ring-on-ring imitującym warunki pracy elementów narażonych na zużycie ścierne. Testowane próbki były poddane badaniom w warunkach współpracy ślizgowej, a wiodącym procesem niszczącym było mikroskrawanie powierzchni luźnym ziarnem korundowym lub kwarcowym, natomiast w przypadku ścierniwa węglowego obserwowano jedynie niewielkie dotarcie współpracujących powierzchni. Mierzonym parametrem charakteryzującym zużycie był ubytek masy rozpatrywanych próbek i na jego podstawie wyznaczono ubytek objętościowy. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono ok. czterokrotnie większą odporność stali trudnościeralnych w porównaniu ze stalą konstrukcyjną S355J2 dla ścierniwa korundowego i kwarcowego. W przypadku ścierniwa węglowego stwierdzono relatywnie małe zużycie dla wszystkich rozpatrywanych materiałów.

Słowa kluczowe

EN

wear; hard-wearing steels; mining

PL

zużycie; stale trudnościeralne; górnictwo

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2018
• Tom: nr 5
• Strony: 133--141
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., wykr., wz.

Twórcy

autor

Wieczorek A. N.

• Silesian University of Technology, Faculty of Mining and Geology, 2 Akademicka Str., 44-100 Gliwice, Poland

Bibliografia

• 1. Burdzik R., Folęga P., Łazarz B., Stanik Z., Warczek J.: Analysis of the Impact of Surface Layer Parameters on Wear Intensity of Friction Pairs. Archives of Metallurgy and Materials 57, 4, 2012, p. 987–993.
• 2. Ojala N., Valtonen K., Heino V., Kallio M., Aaltonen J., Siitonen P., Kuokkala V.-T.: Effects of composition and microstructure on the abrasive wear performance of quenched wear ressistant steels. Wear 317, 2014, p. 225–232.
• 3. Ojala N., Valtonen K., Kallio M., Aaltonen J., Siitonen P., Kuokkala V.-T.: Abrasion wear performance of quenched wear resistant steels. World Tribology Congress 2013.
• 4. Ratia V., Heino V., Valtonen K., Vippola M., Kemppainen A., Siitonen P., Kuokkala V.-T.: Effect of abrasive properties on the high –stress three body abrasion of steels and hard metals. Tribologia – Finnish Journal of Tribology, 1, 32, 2014, p. 3–18.
• 5. Ratia V., Valtonen K., Kemppainen A., Kuokkala V.-T.: High Stress Abrasion and Impact-Abrasion Testing of wear Resistant Steels. Tribology Online, 8, 2, 2013, p. 152–161.
• 6. M. Heydarzadeh Sohi, H. M. Ghasemi, S. Bali, Comparative Tribological Study of Austempered Ductile Iron and Forged Steel, Conference: Advanced Materials Processing Technology AMPT ‘01, Madrid, (2001).
• 7. Krawczyk J., Pawłowski B.: The analysis of the tribological properties of the armoured face conveyor chain race. Arch. Min. Sci., 58, 2013, p. 1251–1262.
• 8. Wieczorek A. N.: Designing machinery and equipment in accordance with the principle of sustainable development. Management Systems in Production Engineering, 1, 17, 2015, p. 28–34.
• 9. Myszka D., Wieczorek A.: An assessment of the applicability of austempered ductile iron containing Mo and Ni for mining machines parts. Archives of Metallurgy and Materials, 58, 3, 2013, p. 967–970.
• 10. PourAsiab H., PourAsiab H.: Microstructure and tribological behaviour of Ausferritic Mn-Ni-Cu-Mo Alloyed Ductile Iron. Materials of International Iron & Steel Symposium, 2012, Karabük, p. 616–625.
• 11. Zum Gahr K. H.: Microstructure and wear of materials. Tribology series, Elsevier, 1987.
• 12. Stachowiak A.: Problemy modelowania zużywania tribokorozyjnego w układach ślizgowych. Wydawnictwo Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji – PIB, Radom, 2012.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).