PL72754B3 - Balls and lining plates for crushing and grinding mills and or other castings intended to withstand abrasion and repeated impact shock loads and the steels for their manufacture[gb1315203a] - Google Patents

Description

Kule i plyty wykladzinowe do mlynów i inne elementy odlewane odporne na scieranie i uderzenia ze stali wysokochromowej oraz sposób ich obróbki termicznej Przedmiotem wynalazku sa kule i plyty wykla¬ dzinowe do mlynów i inne elementy odlewane odporne na scieranie i uderzenia, ze stali wy¬ sokochromowej oraz sposób ich obróbki termicz¬ nej wedlug patentu nr 57756.Zgodnie z patentem glównym nr 57756 zaleca sie uzycie na kule, plyty wykladzinowe i po¬ dobne elementy ze stali, stopów o duzej zawar¬ tosci chromu, których struktura metalograficzna utworzona jest ze stalego roztworu martenzytycz- nego, bez perlitu zawierajacego ponizej 3% auste¬ nitu szczatkowego i z weglików pierwotnych i wtórnych. Wedlug tego patentu zaleca sie ponad¬ to uzycie stali, stop typu I, których zawartosci chromu i wegla wyrazone w procentach wago¬ wych zawarte sa na wykresie chrom-wegiel we¬ wnatrz czworoboku, którego wspólrzednymi sa: Cr=22%, C=2% Cr=27%, C=3% Cr=14%, C=2% Cr=19%, C=3% Stwierdzono obecnie, ze dla róznych zastosowan otrzymuje sie lepsze rezultaty, stosujac stopy be¬ dace zestawami skladników identycznymi z po¬ danymi w patencie glównym lub zblizonymi do nich, gdy te zestawy skladników sa powiazane w wyniku specjalnych procesów obróbki cieplnej.Patent glówny dotyczyl kul, plyt wykladzino¬ wych i innych elementów odlewanych, podlegaja¬ cych scieraniu i uderzeniom, które to elementy 10 20 25 30 charakteryzujac sie szczególna zawartoscia Cr i C "oraz które poddane zostaly obróbce cieplnej do¬ stosowanej do tych skladników.Na zalaczonych rysunkach przedstawiono w po¬ staci wykresów Cr, C rózne typy stopów. Na fig. 1 przedstawiono czworobok bedacy przedmiotem pa¬ tentu glównego nr 57756.Ustalono, ze stopy odpowiadajace tym charakte¬ rystykom moga miec wyraznie lepsze wlasnosci po obróbce cieplnej skladajacej sie; z hartowania na wolnym powietrzu lub powietrzem sprezanym poczawszy od temperatury w granicach od 950 do 1100°C, przy czym temperatura dokladna w tym przedziale zalezy od zawartosci skladników Cr i C i powinna byc tym wyzsza, im wieksza jest war¬ tosc wyrazenia % Cr — 5x%C. Zespól czynników: temperatura, czas trwania austenizacji i szybkosc hartowania, powinien byc taki, aby po hartowa¬ niu struktura byla wolna od perlitu i bainitu i nie zawierala wiecej niz 20% austenitu ustabili¬ zowanego, z odpuszczania do temperatury w gra¬ nicach od 440 do 530°C, przy czym temperatura dokladna w tym przedziale zalezy równiez od zawartosci skladników Cr i C i powinna byc tym wyzsza, im wieksza jest wartosc wyrazenia % Cr — +x% C.Oczywiscie, wymienione stopy moga takze za¬ wierac rózne skladniki dodatkowe, wyszczególnio¬ ne w patencie glównym.Stwierdzono, ze trwalosc elementów jest jeszcze 72 75472754 3 4 Tablica 1 ' Oznaczenie stref 0 1 2 3 Temperatura hartowania 96*°C-N%Cr-S% C-4)18,75°C 9$0°C+C% Cr-5% C-4)18,75°C 1137°C 950°C+(%Cr-»%C- -2,5)I8,75°C Temperatura odpuszczania 1 440°C + (% CT-5% C-4 11,25°C 5S0^560^C 530—560°C 530^56^C Z drugiej strony stwierdzono, z€ dla pewnych zastosowan elementy mniej kosztowne wykonane na podstawie zestawów ogólnie podobnych do ze¬ stawów patentu glównego, lecz których zawartosc 5 chromu i wegla sa przedstawione na fig. 3 (typ III), chociaz majace osiagniecia bezwzglednie mniejsze niz opisane powyzej, sa bardziej ekonomiczne w uzyciu, gdyz w zastosowaniach ich osiagniecia wzgledne pozostaja wieksze niz icb cena wzgledna io pod warunkiem, ze charakterystyki naibyte na sku¬ tek zastosowanej obróbki beda podobne pod wzgle¬ dem twardosci i maksymalnej zawartosci auste¬ nitu szczatkowego do charakterystyk stopów droz¬ szych. 15 Obróbka, której wynikiem sa te charakterystyki, sklada sie z hartowania i odpuszczania.Dla strefy 4 temperatura hartowania powinna byc w przedziale od 960 do 1000°C, temperature od¬ puszczania zas ustalono na 450 ± 10°C. 20 Charakterystyka otrzymana w wyniku tej ob¬ róbki jest nastepujaca: twardosc od 57 do 61 Rc zawartosc austenitu szczatkowego 5% Priyklad 2. Porównano w tym samym mly- 25 nie kule o srednicy 90 mm wykonane jedne o za¬ wartosci 19% Cr, 2,5% C, hartowane poczawszy od 1000°C i odpuszczane w temperaturze 470°C, z ku¬ lami o zawartosci 12% Cr, 2,3% C, hartowanymi po¬ czawszy od 980i°C i odpuszczanymi w temperatu- 30 rze 450°C. Dla pierwszego skladu otrzymano twar¬ dosc 01 He i zawartosc austenitu szczatkowego mniejsza niz 3%«, podczas gdy drugi sklad wyka¬ zal twardosc 59 Rc i zawieral austenit szczatkowy rzedu 4%. Trwalosc pierwszego skladu byla wiek- 35 sza o 15% niz trwalosc drugiego. Ta róznica jest w wielu przypadkach niewystarczajaca do oceny róznicy ceny kosztu.Dla stref 1, 2 i 3 odpowiednia temperatura har¬ towania i odpuszczania jest taka sama jak tem- 40 peratura stref o takim samym oznaczeniu s-to- pów drozszych. Temperature hartowania i odpusz¬ czania podano w tablicy 1, Charakterystyka otrzymana w wyniku tej ob¬ róbki jest nastepujaca: 45 twardosc Rockwella c: od 58 do 62 Rc zawartosc austenitu szczatkowego: 3% blica 1 artowania 2-4)18,75°C C-4)18,75°C —8flo C 5°C Temperatura odpuszczania 1 440°C + (% CT-5% C-4) 11,25°C 53O^56O0C 530—560°C 530^56^C wieksza, gdy przy takim samym zestawie ogól¬ nym innych skladników oprócz zelaza i przy ta¬ kich samych charakterystykach — zawartosci chro¬ mu i wegla w uzytych stopach zawieraja sie w czworoboku przedstawionym na fig. 2, stop typu II, którego wspólrzednymi sa: Cr=31%, C=2% Cr=36%, C=2,5% Cr=22%, C=2% Cr=27%, C=3% Zalecana obróbka cieplna dla otrzymania wska¬ zanych osiagniec sklada sie, podobnie jak dla sto¬ pów typu I, z hartowania i odpuszczania. Aby okreslic dokladne warunki hartowania, wypada podzielic obszar okreslony czworobokiem wykresu z fig. 2 na trzy strefy. Strefy sa oddzielone na wykresie liniami osiowymi, których wspólrzedny¬ mi sa: 28% Cr, 2% C i 33% Cr, 2,63% C 24% Cr, 2% C i 28,5% Cr, 2,91% C Najbardziej odpowiednia temperatura hartowania jest okreslona nastepujacymi wzorami: Dla strefy 1: &50^C+( Ten wzór odpowiada szczególnie w odniesieniu do stopu typu l.Dla strefy, 2: 1137°C.Dla strefy 3: 950°C+i(% Cr— 8%C — l,5)18,7'5,°a Temperatura, jaka otrzymuje sie na podstawie tych wzorów, lezy w granicach od 1100 do 1300°C.Temperatura odpuszczania sze2egóto»e zalecana dla zespolu stopów o osiagnieciach ulepszonych typu II jest rzedu od 530 do 560°C.Przyklad 1. Porównano w tym samym mly¬ nie kule o srednicy 90 mm wykonane jedne w odmianie o zawartosci 27% Cr, 2,7% C, hartowane poczawszy od 1130°C i odpuszczane w tempera¬ turze 530°C, z kulami o zawartosci 19% Cr, 2,5% C, hartowanymi poczawszy od 100Q°C, i odpuszczany¬ mi w temperaturze 479°C. Zarówno jedne jak i drugie wykazywaly po obróbce cieplnej twardosc 60Rg (Rockwell c i zawartosc austenitu szczatko¬ wego mniejsza niz 3%.Kule o zawartosci 27% Cr, 2,7% C zuzywaja sie dwa razy wolniej niz kule o zawartosci 19% Cr, 2^% C.Przyklad 3. W tym samym mlynie porów¬ nano kule o Srednicy 90 mm wykonane: jedne o zawartosci 19% Cr, 2,5% C, hartowane poczawszy od 1000°C i odpuszczane w temperaturze 4?0°C, drugie o zawartosci 13% Cr, 1,W C, hartowane po¬ czawszy od 91(fC i odpuszczane w temperaturze 450°C. Pierwszy sklad obrobiono dfc twartosci 61 Rc, drugf do twardosci 66 Rc. Obydwa sklady zawie¬ raly mniej nfz 3% austenitu szczatkowego. Trwa¬ losc pierwszego skladu Jest wieksza o 16% niz trwalosc drugiego skfadu. Ta róznica jest ogólnie niewystarczajaca do oceny róznicy kosztu.Dfa elementów innych niz urzadzenia kruszace, a zwlaszcza dla elementów malych, wytrzymalosc na pekniecie moze byc niewystarczajaca w pew¬ nych przypadkach, w których narazone sa na 10 15 20 25 30 35 40 45 blic 2-4)1 2-4)1 i 5°C 65T2TS4 duze uderzenia. Do tych zastosowan konieczne jest dobranie stopu o lepszych wlasnosciach mecha¬ nicznych, nawet gdyby wytrzymalosc na scieranie mialaby byc nieco mniejsza. Odpowiednia zawar¬ tosc chromu i wegla jest przedstawiona na wy¬ kresie fig. 4 (typ IV), a obróbka cieplna, która nalezy uwzglednic, jest podana w tablicy 2.Charakterystyka otrzymana w wyniku tej obrób¬ ki jest nastepujaca: twardosc Rockwella C: od 52 do 59 Be zawartosc ustenitu szczatkowego: 2% Tablica 2 Oznaczanie stref 0 1 2 3 4 Temperatura hartowania 950°C+ (% Cr-5% C-4)18,75°C 950°C + (% Cr-5% C-4)18,75°C 1137°C 950°C+(%Cr-8%C- -1,5)18,750C 960—1000°C Temperatura odpuszczania 460°C+ (% Cr-5% C-4)11,25°C 550—570°C 550—570°C 550—570°C 470 ± 10°C Przyklad 4. Porównano w tym samym mly¬ nie plyty wykladzinowe o grubosci 30 mm wyko¬ nane jedne o zawartosci 19% Cr, 2,5% C, hartowane poczawszy od 1000°C i odpuszczane w tempera¬ turze 470°C, drugie o zawartosci 13% Cr, 1,6% C, hartowane poczawszy od 970°C i odpuszczane w temperaturze470°C. 25 Pierwszy zestaw wykazal twardosc 61 Rc i za¬ wartosc 2,5% ausenitu szczatkowego, natomiast dru¬ gi twardosc 55 Rc i zawartosc mniej niz 1% ause¬ nitu szczatkowego. Elementy o skladzie 19% Cr, 2,5% C musialy byc wyjete z mlyna wczesniej na 30 skutek pekniecia. Elementy o skladzie 13% Cr, 1,6% C spelnialy calkowicie zadanie.We wszystkich zestawach stopów tu wymienio¬ nych moga byc, oczywiscie, takze inne oprócz chromu skladniki specjalne jak: Mo, V i W, jak i zwykle w stalach skladniki, takie jak: Mn, Si, S oraz P.Jakkolwiek opisane sposoby realizacji wedlug wynalazku sa ogólnie najkorzystniejsze zwlaszcza dotyczace temperatury hartowania i odpuszczania, jest oczywiste, ze sposoby te podano tytulem przy¬ kladu dla fachowca, który dostosuje temperature do wymiarów elementów, wydajnosci pieca itd. PL PL

Claims (8)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Kule i plyty wykladzinowe do mlynów i inne elementy odlewane odporne na scieranie i ude¬ rzania ze stali wysókochromowej, majace struk¬ ture metalograficzna, stanowiaca staly roztwór martenzytyczny bez perlitu i zawierajacy mniej niz 3% austenitu szczatkowego oraz weglików pod¬ stawowych i wtórnych wedlug patentu nr 57756, znamienne tym, ze zawartosci wagowe chromu i wegla w procentach odpowiadaja charakterystyce przedstawionej na wykresie chromo-weglowym w czworoboku, którego wspólrzednymi sa: Cr=20, C=0,6; Cr=35, C=2,5; Cr=27, C=3; Cr=15, C=3; Cr=3, C=0,6, i ze te stale sa poddane hartowaniu i ewentualnie odpuszczaniu dostosowanym do ich skladu.

2. Kule i plyty wykladzinowe wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze zawartosci wagowe Cr i C wyrazone w procentach odpowiadaja charakterys- 65 35 40 45 50 55 60 tyce przedstawionej na wykresie chromo-weglo¬ wym wewnatrz czworoboku, którego wspólrzedny¬ mi sa: Cr=31, C=2; Cr=35, C=2,5; Cr=22, C=2; Cr=27, C=3.

3. Kule i plyty wykladzinowe wedlug zastrz. 2, znamienne tym, ze zawartosci wagowe Cr i C wy¬ razone w procentach odpowiadaja charakterysty¬ ce przedstawionej na wykresie chromo-weglowym w czworoboku, którego wspólrzednymi sa: Cr=31, C=2; Cr=35, C=2,5; Cr=28, C=2; Cr=33, C=2,63, i ze sa poddane hartowaniu w temperaturze okre¬ slonej wzorem: 950°C+(% Cr — 8% C — l',5)18,75°C

4. Kule i plyty wykladzinowe wedlug zastrz. 2, znamienne tym, ze zawartosci wagowe Cr i C wyrazone w procentach odpowiadaja charakterys¬ tyce na wykresie chromo-weglowym wewnatrz czworoboku, którego wspólrzednymi sa: Cr=28, C=2; Cr=33, C=2,63; Cr=24, C=2; Cr=28, 0=2,-91, i ze sa poddane hartowaniu w temperaturze 1137°C.

5. Kule i plyty wykladzinowe wedlug zastrz. 2, znamienne tym, ze zawartosci wagowe Cr i C, wyrazone w procentach odpowiadaja charakterys¬ tyce przedstawionej na wykresie chromo-weglo¬ wym wewnatrz czworoboku, którego wspólrzed¬ nymi sa: Cr=24, C=2; Cr=28, C=2,91; Cr=22, C=2; Cr=27, C=3, i ze sa poddane hartowaniu w temperaturze okreslonej wzorem: 950°C+(% Cr — 5% C — 4)18,75°C

6. Kule i plyty wykladzinowe wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze zawartosci wagowe Cr i C wyrazo¬ ne w procentach odpowiadaja charakterystyce przed¬ stawionej na wykresie chromo-weglowym wewnatrz figury ograniczonej wspólrzednymi: Cr=7,5, C=l,5; Cr=27, C=l,5; Cr=31, C=2; Cr=14, C=2; Cr=19, C=3; Cr=15, C=3.

7. Kule i plyty wykladzinowe wedlug zastrz. 1 do 9, znamienne tym, ze zawieraja inne skladniki specjalne dodane do Cr takie jak: Mo, V, W i zwy¬ kle w stalach skladniki takie jak: Mn, Si, S, P.

8. Sposób obróbki termicznej kul i plyt wykla¬ dzinowych wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze kule i plyty, których sklad wyrazony w procen¬ tach, odpowiadajacy charakterystyce przedstawio¬ nej na wykresie chromo-weglowym, wewnatrz fi¬ gury ograniczonej wspólrzednymi: Cr=15, C=0,6; Cr=27, C=3; Cr=7, C=0,6; Cr=l'9, C=3 poddaje72754 7 8 sie hartowaniu w temperaturze okreslonej wzo¬ rem: 950°C+ PL PL