Загартована сталь, стійка до абразивного зношування

Автор статті: Владислав Горбатенко, менеджер з розвитку нових продуктів ТОВ «МЕТІНВЕСТ ХОЛДИНГ», кандидат технічних наук

• Виготовлення прокату з підвищеною стійкістю до абразивного зношування
• Застосування зносостійкого прокату
• Купити високоміцну сталь

У наших минулих публікаціях (які ви можете знайти тут) ми розповіли про високоміцні сталі для будівництва та машинобудування. Сьогоднішня стаття буде присвячена сталям, які застосовуються в умовах підвищеного абразивного впливу.

Існує цілий ряд галузей промисловості, де обладнання та окремі елементи піддаються інтенсивному стиранню. Регулярна заміна деталей і вузлів, що виходять з ладу, призводить до простоїв, знижує ефективність підприємства і збільшує терміни виконання робіт.

За умови правильного застосування високоміцні зносостійкі сталі дозволяють збільшити ресурс техніки, заощадити час і гроші на її обслуговування та забезпечити безперебійну роботу дорогих машин та інструменту. Можливість широкого варіювання структури і властивостей шляхом реалізації різних режимів гарту з відпуском дозволяє виготовити оптимальний зносостійкий матеріал для кожного конкретного випадку. Якщо у вас є питання щодо сортаменту та застосування зносостійкого прокату, ви можете зателефонувати до нашого контакт-центру за телефоном 0800-30-30-70, і фахівці компанії Метінвест-СМЦ із задоволенням дадуть відповідь.

Виготовлення прокату з підвищеною стійкістю до абразивного зношування

Технологія виробництва зносостійкої сталі на металургійних підприємствах містить ті ж стадії, які можна застосувати й для інших видів прокату, але має додатковий етап термічної обробки – загартування з відпуском.

Загартування з відпуском (quenching and tempering, Q&T) – вид термообробки, спрямований на отримання у металі підвищеного рівня міцнісних властивостей (тимчасовий опір розриву до 2000 МПа, твердість до 600 HBW і т.д.). Загартування включає в себе нагрів до заданої температури, понад точки А_С3, витримку і подальше швидке охолодження в воді, маслі, солях та ін. (в залежності від гартованого матеріалу). Для зняття внутрішніх напружень після гарту високоміцний зносостійкий прокат може піддаватися відпуску, температура якого регулюється в залежності від необхідних властивостей і структури (від 180 до 650°С).

Детальніше процес виготовлення високоміцного прокату на металургійному заводі включає в себе:

• виплавку сталі в кисневому конвертері або електродуговій печі;
• позапічну обробку на установці «піч-ківш» (УКП, КПК, АДС) і опціонально – у вакууматорі;
• розливання сталі на машинах безперервного лиття заготівель (МБЛЗ);
• обробку тиском на станах гарячої прокатки з отриманням листового, рулонного або сортового прокату необхідного перетину;
• гартування сталі в потоці стану або на окремих лініях термічної обробки (для багатьох сплавів, особливо легованих, додатково проводиться відпуск);
• обробку та приймання готового прокату.

Крім продукції після гарячої прокатки, зміцнювальній термічній обробці можуть піддаватися і холоднокатані вироби. В цьому випадку гарт виконується після всіх процесів обробки металу тиском.

По завершенні основного циклу технологічних операцій термооброблений прокат високоміцних марок сталі може піддаватися дрібострумовій обробці для зняття окалини з подальшим нанесенням шару ґрунтівки. Це дозволяє зберегти товарний вигляд продукції під час її транспортування та зберігання до моменту переробки в кінцеві вироби.

Використання стійкого до зношування прокату в дорожній техніці

Крім того, термообробка може здійснюватися в умовах машинобудівних та інших переробних підприємств на фінішній стадії виготовлення деталей, від яких потрібна висока зносостійкість в процесі подальшої експлуатації. Для такого застосування відмінно підходять сталі для гарту і відпуску, описані в нашій попередній статті.

Внаслідок раціонального використання гарту з відпуском забезпечуються:

• збільшення зносостійкості прокату шляхом подрібнення зерна і виділення дисперснозміцнювальних фаз;
• поєднання зносостійкості, тріщиностійкості та деформаційної стійкості;
• зниження ваги виробів і конструкцій при збереженні міцності та несучої здатності;
• збільшення корисної вантажопідйомності;
• зниження витрат на ремонт і технічне обслуговування машин та механізмів.

Q&T прокат виробляється відповідно до стандартів EN 10025-6, ASTM A514, ASTM A517, ГОСТ 19281 та інших нормативних документів. Багато виробників ведуть виробництво зносостійких сталей під власними брендами. Наприклад, шведська компанія SSAB виробляє такі сталі під маркою Hardox, у ThyssenKrupp є лінійка XAR, у voestalpine – durostat, у заводу Dillinger – бренд Dillidur.

В умовах Групи Метінвест загартований прокат виготовляється на маріупольському комбінаті Азовсталь. Крім сталей для будівництва за ДСТУ EN 10025-6 (марки S690Q, S690QL та інші) і будівельної та котельні продукції за американськими стандартами ASTM/ ASME, підприємство випускає широкий сортамент листового прокату після гарту з відпуском для машинобудування, серед якого особливо варто відзначити:

• зносостійку сталь 25ХГСР для вугільного і важкого машинобудування за ТУ У 27.1-26416904-201-2010 і технічними вимогами замовника;
• сталь 16Х2ГСБ за ТУ 14-1-5517-2005;
• зварювальні якісні сталі 06ГБ, 06ГБД, 06Г2БД за ТУ У 27.1-26416904-150-2005;
• зносостійкий листовий прокат марки 16ХГМФТР, що випускається відповідно до технічних вимог споживачів.

Загартований прокат поставляється у товщині від 8 до 60 мм, шириною 1500-3200 мм, довжиною 6-12,2 метрів. Розміри і технічні вимоги до продукції підлягають узгодженню при розміщенні замовлення.

Крім того, Метінвест з 2017 року співпрацює з підприємством Miilux Poland, яке спеціалізується на термічній обробці листового прокату і випуску високоміцних зносостійких сталей. Польська компанія закуповує гарячекатаний товстий лист українського виробництва і виконує його загартування, що забезпечує високу твердість і опірність стиранню. Такі сталі відомі ринку як Miilux 400, Miilux 450, Miilux 500 і Miilux 600. Цифра в найменуванні вказує середню твердість матеріалу за Бринелем. Високоміцна продукція Miilux є аналогом виробів компанії SSAB під брендом Hardox. На підприємстві виконується дрібострумова обробка і фарбування готової продукції. Крім загартованих листів, компанія поставляє високоміцні деталі, напівфабрикати та підготовлені до збирання вироби, виконані відповідно з кресленнями замовника.

Застосування зносостійкого прокату

Основними сферами використання високоміцної сталі, стійкої до абразивного впливу, є гірничодобувна промисловість, виробництво важкої техніки, будівництво та загальне машинобудування. Зносостійкі сталі і сплави використовуються насамперед для:

• виготовлення нових деталей і вузлів;
• відновлення і ремонту елементів, що зношуються;
• футерування (облицювання робочих поверхонь, що піддаються підвищеному впливу абразиву).

Варіанти використання зносостійкої загартованої сталі

Заміщення традиційних металів і сплавів на загартовану сталь у складі виробів, що піддаються стиранню, дозволяє знизити їх металомісткість, матеріальні і тимчасові витрати на обслуговування обладнання. Наприклад, досвід експлуатації таких матеріалів у гірничодобувній промисловості показав, що, використовуючи зносостійкі марки сталі, можна збільшити термін служби зношувальних вузлів в 2-5 разів (в залежності від умов роботи техніки та складу матеріалів і абразиву), навіть при низьких температурах.

Використання стійкого до зношування прокату в сільськогосподарській техніці

Приклад використання зносостійкої сталі в гірничодобувній галузі

Самоскиди БелАЗ на гірничодобувних підприємствах використовуються для транспортування гірської породи з метою подальшого подрібнення і збагачення. При цьому вантажна платформа під впливом рудної маси піддається значним ударним навантаженням та тертю.

Щоб оцінити можливості зниження кількості простоїв на перефутерування кузовів і зменшення експлуатаційних витрат, Метінвест на одному зі своїх ГЗК кілька років тому провів випробування стійкості високоміцних марок 25ХГСР і 16ХГМФТР, якими виконали футерування кузів самоскида натомість сталі 09Г2С. Товщина зносостійкого листа на старті досліджень становила 13 мм, в той час, як марка 09Г2С застосовувалася в більш масивному перетині 16 мм. Після 18 місяців експлуатації знос листів із загартованих сталей склав 2-3 мм, а прокат 09Г2С в аналогічних умовах втратив 7 мм.

Таким чином, використання зносостійких сталей в подібних умовах експлуатації дозволяє не тільки підвищити стійкість футерування й, відповідно, термін його служби, а й збільшити корисну вантажність техніки за рахунок зменшення товщини листа.

Зносостійка сталь використовується у самоскидах

Купити високоміцну сталь

ТОВ «Метінвест-СМЦ» поставляє на внутрішній ринок міцну сталь, вироблену на підприємствах Групи Метінвест, а також виготовлену підприємствами-партнерами, такими як «Miilux Poland». У нас ви можете підібрати металопрокат, який найбільш відповідає умовам подальшої експлуатації. Для цього достатньо зателефонувати за багатоканальним телефоном 0800-30-30-70, оформити заявку через форму на сайті або зв'язатися з нашими менеджерами.

Ми раді, що ви зацікавилися інформацією з нашого блогу. І даємо згоду на використання матеріалів для навчальних цілей або особистого користування.
Проте попереджаємо, що копіювання інформації для публічного розповсюдження – це порушення авторського права та інших прав інтелектуальної власності згідно з Бернською конвенцією та Законом України про авторське право №3792-XII.