Закаленная сталь, устойчивая к абразивному изнашиванию

  1. Главная
  2. Статьи
  3. Закаленная сталь, устойчивая к абразивному изнашиванию
Закаленная сталь, устойчивая к абразивному изнашиванию
Износостойкие стали которые применяются в условиях повышенного абразивного воздействия. Производство износостойких сталей и их применение в различных сферах производства
Закаленная сталь, устойчивая к абразивному изнашиванию
Метинвест СМЦ
https://metinvest-smc.com/ru/articles/zakalennaya-stal-ustojchivaya-k-abrazivnomu-iznashivaniu/
2021-12-22 13:21:29
Закаленная сталь, устойчивая к абразивному изнашиванию
20 Декабря 2021

Автор статьи: Владислав Горбатенко, менеджер по развитию новых продуктов ООО «МЕТИНВЕСТ ХОЛДИНГ», кандидат технических наук

В наших прошлых публикациях (которые вы можете найти здесь) мы рассказали о высокопрочных сталях для строительства и машиностроения. Сегодняшняя статья будет посвящена сталям, которые применяются в условиях повышенного абразивного воздействия.

Существует целый ряд отраслей промышленности, где оборудование и отдельные элементы подвергаются интенсивному истиранию. Регулярная замена деталей и узлов, выходящих из строя, приводит к простоям, снижает эффективность предприятия и увеличивает сроки выполнения работ.

При условии правильного применения высокопрочные износостойкие стали позволяют увеличить ресурс техники, сэкономить время и деньги на ее обслуживание и обеспечить бесперебойную работу дорогостоящих машин и инструмента. Возможность широкого варьирования структуры и свойств путем реализации различных режимов закалки с отпуском позволяет изготовить оптимальный износостойкий материал для каждого конкретного случая. Если у вас есть вопросы о сортаменте и применении износостойкого проката, вы можете позвонить в наш контакт-Центр по телефону 0800-30-30-70, и специалисты компании МЕТИНВЕСТ-СМЦ с удовольствием на них ответят.

Изготовление проката с повышенной абразивной стойкостью

Технология производства износостойкой стали на металлургических предприятиях содержит те же стадии, которые применимы и для других видов проката, но имеет дополнительный этап упрочняющей термической обработки – закалки с отпуском.

Закалка с отпуском (quenching and tempering, Q&T) – вид термообработки, направленный на получение в металле повышенного уровня прочностных свойств (временное сопротивление разрыву до 2000 МПа, твердость до 600 HBW и т.д.). Закалка включает в себя нагрев до заданной температуры, свыше точки Ас3, выдержку и последующее быстрое охлаждение в воде, масле, солях и пр. (в зависимости от закаливаемого материала). Для снятия внутренних напряжений после закалки высокопрочный износостойкий прокат может подвергаться отпуску, температура которого регулируется в зависимости от требуемых свойств и структуры (от 180 до 650°С).

Укрупненно процесс изготовления высокопрочного проката на металлургическом заводе включает в себя:

  • выплавку стали в кислородном конвертере или электродуговой печи;
  • внепечную обработку на установке «печь-ковш» (УКП, УПК, АДС) и опционально – в вакууматоре;
  • разливку стали на машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ);
  • обработку давлением на станах горячей прокатки с получением листового, рулонного или сортового проката требуемого сечения;
  • закалку стали в потоке стана или на отдельных линиях термической обработки (для многих сплавов, особенно легированных, дополнительно проводится отпуск);
  • отделку и приемку готового проката.

Помимо продукции после горячей прокатки, упрочняющей термической обработке могут подвергаться и холоднокатаные изделия. В этом случае закалка выполняется после всех процессов обработки металла давлением.

По завершении основного цикла технологических операций термообработанный прокат высокопрочных марок стали может подвергаться дробеструйной обработке для снятия окалины с последующим нанесением грунтовочного слоя. Это позволяет сохранить товарный вид продукции во время ее транспортировки и хранения до момента переработки в конечные изделия.

Использование устойчивого к износу проката в дорожной технике

Использование устойчивого к износу проката в дорожной технике

Кроме того, термообработка может осуществляться в условиях машиностроительных и других перерабатывающих предприятий на финишной стадии изготовления деталей, от которых требуется высокая износостойкость в процессе последующей эксплуатации. Для такого применения отлично подходят стали для закалки и отпуска, описанные в нашей предыдущей статье.

За счет рационального использования закалки с отпуском обеспечиваются:

  • увеличение износостойкости проката за счет измельчения зерна и выделения дисперсноупрочняющих фаз;
  • сочетание износостойкости, трещиноустойчивости и деформационной стойкости;
  • снижение веса изделий и конструкций при сохранении прочностных характеристик и несущей способности;
  • увеличение полезной грузоподъемности;
  • снижение затрат на ремонт и техническое обслуживание машин и механизмов.

Q&T прокат производится в соответствии со стандартами EN 10025-6, ASTM A514, ASTM A517, ГОСТ 19281 и другими нормативными документами. Многие производители ведут производство износостойких сталей под собственными брендами. К примеру, шведская компания SSAB производит такие стали под маркой Hardox, у ThyssenKrupp есть линейка XAR, у voestalpine – durostat, у завода Dillinger – бренд Dillidur.

В условиях Группы Метинвест закаленный прокат изготавливается на мариупольском комбинате Азовсталь. Помимо сталей для строительства по ДСТУ EN 10025-6 (марки S690Q, S690QL и другие) и строительной и котельной продукции по американским стандартам ASTM/ ASME, предприятие выпускает широкий сортамент листового проката после закалки с отпуском для машиностроения, среди которого особенно стоит отметить:

  • износостойкую сталь 25ХГСР для угольного и тяжелого машиностроения по ТУ У 27.1-26416904-201-2010 и техническим требованиям заказчика;
  • сталь 16Х2ГСБ по ТУ 14-1-5517-2005;
  • свариваемые качественные стали 06ГБ, 06ГБД, 06Г2БД по ТУ У 27.1-26416904-150-2005;
  • износостойкий листовой прокат марки 16ХГМФТР, выпускаемый в соответствии с техническими требованиями потребителей.

Закаленный прокат поставляется в толщинах от 8 до 60 мм, шириной 1500-3200 мм, длиной 6-12,2 метров. Размеры и технические требования к продукции подлежат согласованию при размещении заказа.

Кроме того, Метинвест с 2017 года сотрудничает с предприятием Miilux Poland, которое специализируется на термической обработке листового проката и выпуске высокопрочных износостойких сталей. Польская компания закупает горячекатаный толстый лист украинского производства и выполняет его закалку, обеспечивающую высокую твердость и сопротивляемость истиранию. Такие стали известны рынку как Miilux 400, Miilux 450, Miilux 500 и Miilux 600. Цифра в наименовании указывает среднюю твердость материала по Бринеллю. Высокопрочная продукция Miilux является аналогом изделий компании SSAB под брендом Hardox. На предприятии выполняется дробеметная обработка и окрашивание готовой продукции. Помимо закаленных листов, компания поставляет высокопрочные детали, полуфабрикаты и подготовленные к сборке изделия, выполненные в соответствии с чертежами заказчика.

Применение износостойкого проката

Основными сферами использования высокопрочной стали, стойкой к абразивному воздействию, являются горнодобывающая промышленность, производство тяжелой техники, строительство и общее машиностроение. Износостойкие стали и сплавы используются прежде всего для:

  • изготовления новых деталей и узлов;
  • восстановления и ремонта изнашивающихся элементов;
  • футеровки (облицовки рабочих поверхностей, подвергающихся повышенному воздействию абразива).

Варианты использования износостойкой закаленной стали

Сектор промышленности

Область применения

Производство тяжелой наземной и подземной техники

  • Ковши экскаваторов и другое навесное оборудование
  • Кузова самосвалов
  • Выглаживающие плиты асфальтоукладчиков
  • Ножи грейдера
  • Соединительные детали конвейеров
  • Усиление несущих частей конструкций горных машин
  • Навесное оборудование горной техники

Горнодобывающая промышленность

  • Приемные бункеры и грохоты
  • Буферные емкости и вибрационные питатели
  • Конусные дробилки
  • Футеровка и ремонт изнашивающихся элементов оборудования и транспорта на сервисных предприятиях и в условиях конечного потребителя

Тяжелое и общее машиностроение

  • Изнашивающиеся узлы оборудования бетонных заводов
  • Пластины для бетоносмесителей, емкости для загрузки гравия
  • Обшивка вагонов ж/д транспорта и ковшей и кузовов колесной техники
  • Рабочие узлы щебнеочистительных машин (ЩОМ)

Замещение традиционных металлов и сплавов на закаленную сталь в составе изделий, подвергающихся истиранию, позволяет снизить их металлоемкость, материальные и временные затраты на обслуживание оборудования. Например, опыт эксплуатации таких материалов в горнодобывающей промышленности показал, что, используя износостойкие марки стали, можно увеличить срок службы изнашивающихся узлов в 2-5 раз (в зависимости от условий работы техники и состава материалов и абразива), даже при низких температурах.

Использование устойчивого к износу проката в сельскохозяйственной технике

Использование устойчивого к износу проката в сельскохозяйственной технике

 Пример использования износостойкой стали в горнодобывающей отрасли

Самосвалы БелАЗ на горнодобывающих предприятиях используются для транспортировки горной породы с целью последующего измельчения и обогащения. При этом грузовая платформа под воздействием рудной массы подвергается значительным ударным и истирающим нагрузкам.

Чтобы оценить возможности снижения количества простоев на перефутеровку кузовов и уменьшения эксплуатационных расходов, Метинвест на одном из своих ГОКов несколько лет назад провел испытания стойкости высокопрочных марок 25ХГСР и 16ХГМФТР, которыми футеровали кузов самосвала взамен стали 09Г2С. Толщина износостойкого листа на старте исследований составляла 13 мм, в то время как марка 09Г2С применялась в более массивном сечении 16 мм. После 18 месяцев эксплуатации износ листов из закаленных сталей составил 2-3 мм, а прокат 09Г2С в аналогичных условиях потерял 7 мм.

Таким образом, использование износостойких сталей в подобных условиях эксплуатации позволяет не только повысить стойкость футеровки и, соответственно, срок ее службы, но и увеличить полезную грузоподъемность техники за счет уменьшения толщины листа.

Износостойкая сталь используется в самосвалах

Износостойкая сталь используется в самосвалах

Купить высокопрочную сталь

ООО «Метинвест-СМЦ» поставляет на внутренний рынок высокопрочную сталь, произведенную на предприятиях Группы Метинвест, а также изготавливаемую предприятиями-партнерами, такими как «Miilux Poland». У нас вы можете подобрать металлопрокат, наиболее соответствующий условиям дальнейшей эксплуатации. Для этого достаточно позвонить по многоканальному телефону 0800-30-30-70, оформить заявку через форму на сайте или связаться с нашими менеджерами.

 

Мы рады, что вы заинтересовались информацией из нашего блога. И даем согласие на использование материалов для учебных целей или для личного пользования. Однако предупреждаем, что копирование информации для публичного распространения – это нарушения авторского права и других прав интеллектуальной собственности, согласно Бернской конвенции и Закона Украины об авторском праве №3792-XII.