Wpływ mikrostruktury i składu chemicznego stopów na osnowie żelaza na ich odporność na zużycie ścierne oraz erozyjne

• Autorzy: Hejwowski, T.

Warianty tytułu

EN

Effect of microstructure and chemical composition of iron base alloys on their resistance to erosive and abrasive wear

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przeanalizowano wpływ składu chemicznego i mikrostruktury stopów żelaza na ich odporność na zużycie przez ziarna cementu portlandzkiego. Najwyższą odporność na zużycie ścierne wykazało żeliwo wysokochromowe zawierające 6,6% węgla oraz 34,9% chromu. Stwierdzono, że wartość względnego zużycia ściernego powodowanego przez ziarna cementu jest proporcjonalna do odwrotności twardości. Wykazano silniejszą zależność odporności na zużycie ścierne od zwartości chromu niż węgla. Optymalny udział objętościowy węglików wynosi około 35%, a wielkość wydzieleń 10 @m. Najlepszą odporność na erozję wykazało żeliwo chromowo-molibdenowe zawierające 2,9% węgla, 27% chromu i 0,7% molibdenu. Wielkość wydzieleń węglików zapewniających wysoką odporność na zużycie erozyjne wynosi około 10 @m. Najkorzystniejszy udział objętościowy węglików dla kąta padania 60° wynosi około 0,2. Dla kątów padania ?60° zaznacza się silniejszy wpływ zawartości chromu w stopie na odporność na zużycie erozyjne niż zawartości węgla. W badaniach SEM wykazano znaczne różnice w intensywnościach zużywania osnowy i fazy węglikowej, wiodącym procesem uszkodzenia było usuwanie wydzieleń osnowy co ułatwiało oddzielanie wydzieleń węglików.

EN

In the paper, the effect of chemical composition and microstructure of Fe-base alloys on their resistance to wear caused by Portland cement abrasive was analyzed. The highest abrasion resistance demonstrated chromium cast iron containing C = 6.6% and Cr = 34.9%. It was found that the relative abrasive wear loss was proportional to the reciprocal of bulk hardness. Stronger dependence of abrasive wear resistance on chromium content than on carbon content was revealed. The optimum volume content of carbides is about 35% and precipitate size 10 @m. The highest erosion resistance demonstrated the chromium-molybdenum cast iron containing C = 2.9%, Cr = 27% and Mo = 0.7%. The precipitate size securing high resistance to erosion is about 10 @m. The optimum volume fraction of carbides for the impact angle of 60° is about 0.2. For impact angles ?60°, the chromium effect on erosion resistance is more distinct than that of carbon. It was proved in SEM examinations that wear resistances of matrix and carbide phase differ significantly, the leading destruction process was removal of matrix precipitates which facilitated detachment of carbides.

Słowa kluczowe

PL

zużycie ścierne; zużycie erozyjne; mikrostruktura; skład chemiczny

EN

abrasive wear; erosive wear; microstructure; chemical composition

• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 31, nr 2
• Strony: 127-131
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Hejwowski, T.

• Katedra Inżynierii Materiałowej, Politechnika Lubelska,

Bibliografia

• [1] Zum Gahr K.-H.: Microstructure and wear of materials. Elsevier, Amsterdam (1987).
• [2] Finnie I.: Some reflections on the past and future of erosion. Wear 186- 187 (1995) 1.
• [3] Kurdowski W.: Poradnik technologa przemysłu cementowego. Arkady, Warszawa (1981).
• [4] Szymański A., Szymański J. M.: Badania twardości minerałów, skał i produktów ich przeróbki. Wydawnictwo Geologiczne, Warszawa (1976).
• [5] Zum Gahr K.-H.: Wear by hard particles. Tribology International 31 (10) (1998) 587.
• [6] Sundararajan G., Roy M.: Solid particle erosion behaviour of metallic materials at room and elevated temperatures. Tribology International 30 (5) (1997) 339.
• [7] Sapate S. G., RamaRao A. V.: Erosive behaviour of weld hardfacing high chromium cast irons: effect of erodent particles. Tribology International 39, 2006 (206).
• [8] Hovis S. K., Talia J. E., Scattergood R. O.: Erosion of multiphase systems. Wear 108 (1986) 139.
• [9] Hejwowski T.: Studium procesów zużywania erozyjnego, ściernego i zmęczenia cieplnego elementów maszyn oraz kształtowanie struktur o korzystnych właściwościach eksploatacyjnych. Wydawnictwa Uczelniane Politechniki Lubelskiej, Lublin (2003).
• [10] Hocke H.: Wear resistant materials for coke and sinter handling plant. Iron and Steel International (1977) 361.
• [11] Kotecki D. J., Ogborn J. S.: Abrasion resistance of iron-based hardfacing alloys. Welding Research Supplement 8 (1995) 269.
• [12] Buchely M. F., Gutierrez J. C., Leon L. M., Toro A.: The effect of microstructure on abrasive wear of hardfacing alloys. Wear 259 (2005) 52.
• [13] Gundlach R. B., Parks J. L.: Influence of abrasive hardness on the wear resistance of high chromium irons. Wear 46 (1978) 97.
• [14] Hsu S. M., Shen M. C., Ruff A. W.: Wear prediction for metals. Tribology International 30 (1997) 377.
• [15] Blau P. J.: Fifty years of research on the wear of metals. Tribology International 30 (1997) 321.
• [16] Hejwowski T., Weroński A.: Problematyka doboru materiałów na elementy pracujące w warunkach zużycia erozyjno-ściernego. Zagadnienia Eksploatacji Maszyn 1 (2000) 29.
• [17] Fulcher J. K., Kosel T. H., Fiore N. F.: The effect of carbide volume fraction on the low stress abrasion resistance of high Cr-Mo white cast irons. Wear 84 (1983) 313.
• [18] Watson J. D., Mutton P. J., Sare I. R.: Abrasive wear of white cast irons. Metals Forum 3 (1) (1980) 74.
• [19] Podrzucki C.: Żeliwo. Struktura właściwości i zastosowanie. Wydawnictwo ZG STOP, Kraków (1991).