Propriétés clés et utilisations de l'acier résistant à l'abrasion expliquées

Face aux impacts des roches provenant des exploitations minières, aux frottements continus des machines de construction et aux défis d'usure difficiles de divers environnements industriels,Un type d'acier spécialisé est apparuIl ne s'agit pas d'un acier ordinaire, mais d'un acier allié de haute résistance qui subit un traitement spécialisé pour obtenir une résistance à l'usure exceptionnelle.ses procédés de traitement thermique, les normes de dureté et ses applications très variées, fournissant une compréhension complète de ce matériau d'ingénierie essentiel.

L'acier résistant à l'usure est un acier allié à haute teneur en carbone conçu et fabriqué pour résister à l'usure et aux contraintes.l'acier résistant à l'usure obtient une dureté et une ténacité supérieuresEn fonction des niveaux de dureté et des exigences d'application, le système de détection de la dureté est conçu pour être utilisé dans des conditions de travail extrêmes.l'acier résistant à l'usure est classé en plusieurs catégories, comme AR200, AR235, AR400, AR450, AR500 et AR600.

La classification de l'acier résistant à l'usure est principalement basée sur son nombre de dureté Brinell (BHN).Une boule d'acier d'une taille spécifique est pressée sur la surface du matériau, et le diamètre de l'indentation est mesuré pour calculer la valeur de dureté de Brinell.Ci-dessous sont présentés les types d'acier résistant à l'usure courants et leurs gammes de dureté Brinell correspondantes:

Il est important de noter que la dureté n'est pas le seul critère de résistance à l'usure.et la corrosion de l'environnement de travailPar conséquent, le choix de la qualité d'acier résistant à l'usure appropriée implique une évaluation exhaustive de ces facteurs.

Les propriétés exceptionnelles de l'acier résistant à l'usure sont obtenues grâce à des procédés critiques de traitement thermique, à savoir l'extinction et le trempage.La combinaison de ces procédés modifie considérablement la microstructure de l'acier, améliorant à la fois la dureté et la ténacité.

L'éteinture consiste à chauffer l'acier au-dessus de sa température critique pour l'austénitiser, suivi d'un refroidissement rapide (généralement à l'eau, à l'huile ou à l'air) pour transformer l'austénite en martensite.La martensite est une structure extrêmement dure mais fragile.L'objectif de l'extinction est d'atteindre la dureté maximale.

• Les étapes:
  1. Le chauffage:L'acier est chauffé au-dessus de la température d'austénitisation, généralement entre 850 et 950 °C, selon la composition de l'acier et les propriétés souhaitées.
  2. En trempant:L'acier est maintenu à la température d'austénitisation pour assurer une température interne uniforme et une transformation complète.
  3. Réfrigération:L'acier est rapidement refroidi à température ambiante ou inférieure. Le taux de refroidissement a un impact significatif sur la dureté finale et la microstructure.

L'acier éteint est très dur mais aussi fragile, ce qui le rend sujet à la fracture.le conserver pendant une période déterminéeAu cours du tempérage, la martensite se décompose en martensite tempérée et en carbures, réduisant la dureté tout en augmentant la ténacité.

• Les étapes:
  1. Le chauffage:L'acier trempé est chauffé à une température de trempage, généralement comprise entre 150 et 650 °C. Des températures de trempage plus élevées entraînent une plus grande réduction de la dureté et une amélioration de la ténacité.
  2. En trempant:L'acier est maintenu à la température de trempage pour assurer une température interne uniforme et une transformation complète.
  3. Réfrigération:L'acier est refroidi à température ambiante. La vitesse de refroidissement a un impact minimal sur les propriétés finales, et le refroidissement par air est couramment utilisé.

En ajustant la température, la durée et les taux de refroidissement de l'éteinture et du trempage, la dureté et la ténacité de l'acier résistant à l'usure peuvent être contrôlées avec précision pour répondre aux divers besoins d'application.

L'essai de dureté de Brinell est une méthode largement utilisée pour évaluer la dureté de l'acier résistant à l'usure.Les normes d'essai sont établies par l'ASTM International (Société américaine d'essais et de matériaux), spécifiquement sous la spécification E10. Cette norme détaille les exigences relatives aux équipements d'essai, aux méthodes, à la préparation des échantillons,et calculs des résultats pour assurer l'exactitude et la comparabilité des résultats des essais.

• Principe d'essai:Une boule d'acier ou de carbure durci d'un diamètre spécifique est pressée sur la surface de l'échantillon avec une force définie, maintenue pendant un temps déterminé, puis retirée.et la valeur de dureté de Brinell est calculée comme le rapport de la force appliquée à la surface sphérique de l'indentation.
• Équipement d'essai:Testeur de dureté Brinell, capable d'appliquer des forces précises et de mesurer les diamètres des entailles.
• Étapes de test:
  1. Préparation des échantillons:Nettoyez la surface de l'échantillon, en enlevant les oxydes, la graisse et d'autres impuretés, et assurez-vous qu'elle est plate.
  2. La force de sélection et l'indentateur:Choisissez la force et le diamètre de l'indentateur appropriés en fonction de la matière et de la gamme de dureté.
  3. Application de la force:Appuyez verticalement sur la surface de l'échantillon et maintenez la pression pendant le temps indiqué.
  4. Mesure de l'indentation:Utilisez un microscope ou un outil spécialisé pour mesurer le diamètre de l'indentation.
  5. Calcul de la dureté:Calculer la dureté de Brinell à l'aide de la formule: HB = 2P / (πD(D - √(D2 - d2)), où HB est la dureté de Brinell, P est la force appliquée, D est le diamètre de l'indent,et d est le diamètre de l'indentation.

En raison de sa résistance à l'usure exceptionnelle, l'acier résistant à l'usure est largement utilisé dans des environnements soumis à une forte abrasion.

• Machines et appareils pour l'exploitation minière:Ces composants résistent à des chocs rocheux intenses et à l'abrasion pendant les opérations minières.et l'acier résistant à l'usure prolonge leur durée de vie tout en réduisant les coûts de maintenance.
• Machines et appareils de construction:Les lames des bulldozers, les seaux de charge et les dents des excavatrices sont exposées au frottement du sol et des roches lors du déplacement du sol, et l'acier résistant à l'usure améliore l'efficacité et la fiabilité.
• Machines agricoles:L'acier résistant à l'usure améliore la durabilité dans les applications en contact avec le sol.
• Industrie du ciment:La production de ciment implique des matériaux très abrasifs, et l'acier résistant à l'usure réduit l'usure des équipements et augmente la productivité.
• Industrie électrique:L'abrasion du charbon dans la production d'énergie est atténuée par l'acier résistant à l'usure.
• Industrie sidérurgique:Les chaudières et les rouleaux de la fonderie nécessitent un acier résistant à l'usure pour leur longévité.
• Industrie du recyclage:La manipulation des déchets abrasifs nécessite un acier résistant à l'usure pour prolonger la durée de vie des équipements.
• Autres utilisations:Les parachutes, les convoyeurs à vis, les lames de ventilateur et les écrans bénéficient également de l'acier résistant à l'usure.

Les utilisations spécialisées comprennent:

• Cibles de tir:L'acier de qualité AR500 est couramment utilisé pour des cibles résistantes aux balles en raison de sa haute dureté.
• Une armure:L'acier résistant à l'usure peut servir de blindage pour véhicules, bien que sa fragilité exige un équilibre entre dureté et ténacité.

Au fur et à mesure que la technologie industrielle progresse, les exigences en matière de performances de l'acier résistant à l'usure continuent d'augmenter.

• Résistance et dureté plus élevées:Développer des aciers aux propriétés améliorées grâce à des alliages optimisés, des traitements thermiques avancés et des techniques de fabrication innovantes.
• Amélioration de la ténacité:Équilibrer la dureté avec la résistance aux chocs et à la fatigue pour une durée de vie plus longue.
• Une meilleure soudabilité:Amélioration des performances de soudage pour rationaliser les processus de fabrication.
• Réduction des coûts:Optimiser la production et utiliser des alliages rentables pour améliorer l'abordabilité.
• Production écologique:L'adoption de pratiques durables, telles que les fours à arc électrique et l'extinction de l'eau, afin de minimiser l'impact environnemental.

L'acier résistant à l'usure est un matériau d'ingénierie essentiel qui joue un rôle central dans toutes les industries.et applications permet une meilleure sélection et utilisation, améliorant la fiabilité, la longévité et l'efficacité des équipements.élargir ses applications et apporter une plus grande valeur ajoutée à divers secteurs.