Production et application de la bille de broyage en fonte austénitique à haute teneur en chrome-1
Zhang Bao-jie, QIAO Xiao2ai, Liu Wen-hui
(Usine de moulage mécanique Shanxi Linfen, Linfen 041000 , Chine)
Abstrait :Cet article présente principalement la production et l'application des billes de broyage en fonte austénitique à haute teneur en chrome. L'obtention d'austénite à l'état fondu permet d'obtenir des billes présentant une meilleure ténacité aux chocs. De plus, la transformation martensitique se produit sous l'effet de l'usure par choc, ce qui entraîne un écrouissage. Le matériau présente ainsi une ténacité plus élevée et améliore la résistance aux chocs des composites. Dans les applications industrielles, il peut optimiser sa résistance à l'usure et sa rentabilité.
Mots clés :fonte à haute teneur en chrome ; austénite ; écrouissage ; résistance à l'usure
En tant que l'un des matériaux métalliques les plus résistants à l'usure, la fonte à haute teneur en chrome a été largement utilisée ces dernières années, en particulier dans le domaine des billes de broyage en fonte.
La résistance et la ténacité des billes de broyage en fonte à haute teneur en chrome étant faibles, les risques de fracture et d'écaillage sont importants à l'usage. Il a été démontré que la résistance à l'usure de la fonte à haute teneur en chrome dépend non seulement de la dureté, déterminée par le type et la quantité de carbure, mais aussi de la ténacité aux chocs et de la capacité d'écrouissage du matériau, déterminées par la structure de la matrice métallique.
La bille de broyage en fonte à haute teneur en chrome, à matrice austénitique, offre une résistance et une ténacité optimales. L'ajout d'éléments d'alliage austénitiques et la réduction de la teneur en carbone permettent de réduire la quantité de carbure eutectique dans la structure pour former de l'austénite brute et améliorer la ténacité aux chocs du matériau. En cas d'usure par impact, la transformation martensitique est induite par frottement, ce qui permet d'obtenir des propriétés complètes de résistance, de ténacité et de résistance élevée à l'usure.
1. Composition chimique
La qualité du matériau de la bille de broyage austénitique en fonte à haute teneur en chrome est ZQ C2. 4Cr15Mn2, les principaux éléments sont le carbone (C), le chrome (Cr), le manganèse (Mn).
Le carbone a une influence majeure sur la dureté du matériau, et celle-ci augmente avec sa teneur. Plus la teneur en carbone est élevée, plus la quantité de carbure augmente, plus le carbure primaire est grossier et plus la dureté augmente. En revanche, pour la matrice, le degré de fracture augmente, la ténacité et la résistance du matériau diminuent, et les phénomènes de fissures et d'écaillage augmentent. Par conséquent, une teneur en carbone comprise entre 2,0% et 2,7% serait préférable.
Le CR est le principal élément d'alliage de la fonte à haute teneur en chrome. Il est utilisé pour former des carbures FeCr 7C3 à haute microdureté en une seule pièce et pour améliorer la résistance de la matrice en se dissolvant dans celle-ci. De cette façon, le carbure dur est intégré à la matrice tenace, et la fonte à haute teneur en chrome présente à la fois des propriétés de dureté et de ténacité. La teneur en CR était de 13% à 17%, avec un rapport w (CR)/W (C) de 5,6 à 7.
Le Mn a pour fonction de stabiliser l'austénite et le carbure, comme l'ajout de MN : 1,5% ~ 3,0% ; la matrice d'austénite sous-stable telle que moulée peut être obtenue par moulage permanent, ce qui améliore non seulement la ténacité de la fonte à haute teneur en chrome, mais fournit également le durcissement au travail et les conditions d'application dans un environnement d'usure par impact.
