G20CR2ni4 čelik obično se koristi u proizvodnji valjanih mlinova i super velikih ležajeva koji mogu izdržati velike utjecaje opterećenja. Nakon liječenja karboriziranja, površina materijala ima visoku tvrdoću, otpornost na habanje i čvrstoću zamora u kontaktu, dok je udio ugljika u jezgri nizak i ima dobru žilavost, što može podnijeti velika opterećenja udara. Određeni čelični mlin za valjanje koristi ležajeve valjanih mlina koje isporučuju dva proizvođača, model FCDP100144530. Jedan od ležajeva proizvođača doživio je lom valjka kada je stavljen u rad. Autor je proveo ispitivanje i analizu kemijskog sastava, tvrdoće i mikrostrukture dva ležaja kako bi utvrdio njihove bitne razlike.
1. Analiza i testiranje
1.1 Makro analiza
Makroskopski pregled proveden je na neuspjelim cilindričnim ležajevima dvaju proizvođača (uzorak 1 za valjke koji nisu krhki ležaj i uzorak 2 za krhke ležajeve valjke). Valjci su imali šuplje cilindrični oblik sa središnjom rupom i veličinom od 50 mm × 100 mm, s unutarnjom rupom od 10 mm. Makroskopska analiza loma provedena je na neuspjelim uzorcima, a uzorak 1 pokazuje morfologiju loma zamora i uzorak 2 koji pokazuje trenutnu morfologiju loma s unutarnjom rupom kao izvor pukotina. Nakon ispitivanja površinske kvalitete uzorka, utvrđeno je da je unutarnja stijenka uzorka 2 gruba od uzorka 1, a na oba krajnjeg lica 2 bile su vidljive pukotine, kao što je prikazano na slici 1.
1.2 Analiza kemijskog sastava
Analiza kemijskog sastava neuspjelog valjka provedena je korištenjem spektrometra SpectrLaBM10 fotoelektričnog izravnog čitanja, a rezultati su prikazani u tablici 1. prema tablici 1, materijali ova dva valjka udovoljavaju zahtjevima sastava G20CR2Ni4 čelika navedenih u GB\/T 3203-1982} "Tehnički uvjeti za karbonizirani čelik".
Sl.1 Fotografije valjka s kvarovima
1.3 Analiza mikrostrukture
Izrežite uzorke s visinom od 20 mm iz neuspjelih uzoraka 1 i 2, mljejte i polirajte ih i promatrajte ih pomoću Olympus GX51 metalografskog mikroskopa nakon jetkanja otopinom alkohola od 4% dušične kiseline. Mikrostruktura karburiziranog sloja uzorka 1 i uzorka 2 fino je kriptokristalni martenzit i fini karbid, a mikrostruktura jezgre je martenzit s rezancima i mala količina bainita, kao što je prikazano na slici 2.
Sl.2 Mikrostruktura uzoraka
(a) uzorak 1, površina; (b) uzorak 1, središte; (c) uzorak 2, površina; (d) uzorak 2, središte
Područje s pukotinama na licu na kraju valjka uzorka 2 bilo je mljeveno, a dubina pukotine izmjerena je između 0. 4 i 0. 6 mm. Nakon korozije, utvrđeno je da postoje blok karbidi (vidi sliku 3 (a)) i izduženi karbidi (vidi sliku 3 (b)) prikupljeni u blizini površine u ugašenom sloju. Uzorak je korodiran otopinom zasićene pirične kiseline i opažena je originalna veličina zrna austenita. Veličina zrna austenita koja zahtijeva GB\/T {3203-1982 "Tehnički uvjeti za karbonizirani ležaj" je stupanj {}}. Nakon ispitivanja, veličina zrna austenita uzorka 1 je stupanj 8, a uzorak 2 je stupanj 9. veličine zrna austenita uzorka 2 premašuje zahtjeve GB\/T3203.
Podrazumijeva se da je proces proizvodnje čeličnih valjka G20CR2NI4 od strane dva proizvođača isti, što uključuje okretanje, bušenje, karburiranje, gašenje, ublažavanje visokog temperature, sekundarno gašenje i temperiranje niskih temperatura. Prema JB\/T {8881-2001 "Tehnički uvjeti za karbonizacijsku toplinsku obradu dijelova valjanih ležaja", rezultati ispitivanja dubine i tvrdoće karburiziranog sloja na valjku prikazani su u tablici 2. Dubina karburiziranog sloja ispunjava zahtjeve, a površinska tvrdoća uzoraka 1 i 2 već je korištena, jer su uzorci već zato što su uzorci. Zbog smanjenja tvrdoće uzrokovanog grijanjem, nije moguće utvrditi je li izvorna tvrdoća materijala kvalificirana.
2. Rezultati analize
Usporedbom i analizom uzoraka dvaju proizvođača, mogu se dobiti sljedeći rezultati: ① Mikrostruktura dva uzoraka je ista, oba su fino kriptokristalni martenzit i fini karbid, a središnja struktura je ravna rezanci i mala količina bainite. ② Dubina ugašenog sloja uzorka ispunjava zahtjeve, ali tvrdoća je nešto niža od potrebnog raspona. ③ Morfologija loma u uzorku je različita, s uzorkom 1 koji pokazuje lom umora i uzorak 2 koji pokazuje trenutni prijelom. ④ Unutarnji zid uzorka 2 je relativno grub, s vidljivim pukotinama na krajnjem licu, a velikim karbidima u bloku i oblika traka u blizini pukotina.
Zbog činjenice da proizvođač proizvodi dvostrane karburizirane valjke, unutarnja rupa se karburizira bez blokade blata, što povećava otpornost na habanje površine unutarnje rupe. Međutim, to zahtijeva veću kvalitetu zida unutarnje rupe. Međutim, zid unutarnje rupe uzorka 2 je relativno grub, a mikro udice postaju izvor pukotina umora, zbog čega se valjak pukne prema van iz zida unutarnje rupe. Pored toga, karbidi u obliku trake nastali tijekom procesa karbinizacije stvaraju značajna toplinska i strukturna naprezanja tijekom gašenja, što ubrzava neuspjeh valjka zbog pukotina u gašenju.
Sl. 3 Karbid u uzorku 2 blizu površine
Bloky karbid; (b) Strip karbid
2025. 4. travnja preporuka WBM proizvoda:
Pero:
WBM proizvodi konusne kolutne matrice s visokom učinkovitošću i automatizacijom. Valjci se formiraju na jednom automatskom preša za hladno glavu i hrani se, režu i udaraju u matricu na pet koraka.
Možemo proizvesti različite vrste i veličine konusnih valjka s osiguranjem kvalitete, uključivati: kombinirani udarac, vanjsko rukave, oštricu, kombinirani udarac, cilindar za dovod, kombinirane matrice, dvoslojni rukav, umetnite.
