Casting reforzado con varilla de tic de alta resistencia

Ventajas de rendimiento de piezas de barra compuesta de carburo de titanio de alto cromo

Las varillas compuestas de carburo de titanio de alto cromo son fundiciones compuestas formadas por fases duras de carburo de titanio (TIC) de dispersión uniformemente en una matriz de aleación de alto cromo. Sus ventajas de rendimiento provienen de la complementariedad sinérgica entre la alta resistencia y la resistencia a la corrosión de las aleaciones de alto cromo y la alta dureza y resistencia al desgaste del carburo de titanio. Son particularmente adecuados para condiciones de trabajo duras que involucran desgaste, corrosión y cargas de impacto. A continuación se muestra un análisis detallado de sus ventajas básicas de rendimiento de fundición:

I. Resistencia al desgaste excepcional: equilibrio 'Resistencia al desgaste duro' y 'Resistencia al desgaste de impacto'

A medida que la ventaja central de las fundiciones resistentes al desgaste, las varillas compuestas de carburo de titanio de alto cromo abordan los puntos de dolor de los materiales tradicionales resistentes al desgaste, ya sea 'duro pero frágil' o 'resistente pero no resistente al desgaste ', a través de un diseño estructural que combina 'fases duras + matriz fuerte ': '::

Resistencia al desgaste impulsada por la dureza de las fases duras: el carburo de titanio (TIC), como la fase principal resistente al desgaste, tiene una dureza de MOHS de 9 a 9.5. Dispersado de manera uniforme como partículas del tamaño de micrones en la fundición, forma una 'barrera rígida resistente al desgaste'. Cuando se exponen a condiciones de trabajo como la rectificación de mineral, el fregado de metal y el impacto de las partículas, TIC resiste directamente el corte y la extrusión de medios abrasivos. Su resistencia al desgaste es de 2 a 4 veces que la de hierro fundido de alto cromo ordinario (p. Ej., Serie CR15), que se acerca al nivel de resistencia al desgaste de los materiales puros de carburo de titanio.

La resistencia al impacto garantizada por la matriz de alto cromo: la matriz de aleación de alto cromo (típicamente que contiene 12% –20% CR) forma una estructura de martensita + carburo después del tratamiento térmico, exhibiendo alta resistencia (resistencia a la tensión ≥ 800 MPa) y buena dureza (resistencia al impacto ≥ 15 J/cm²).).).). Cuando la fundición se somete a cargas de impacto (por ejemplo, caída del material, vibración del equipo), la matriz puede absorber la energía de impacto, evitando que la fase dura de TIC se caiga debido a la fractura frágil. En comparación con las piezas fundidas de tic (propensas al astillado) o las piezas de desgaste de cerámica (mala resistencia al impacto), es más adaptable a escenarios complejos con tanto 'desgaste como impacto' (por ejemplo, martillos de trituradores, revestimientos de tubería transportador).

II. Excelente resistencia a la corrosión: adaptación a entornos duros con múltiples medios

Las aleaciones de alto cromo son materiales clásicos resistentes a la corrosión, y la inercia química de TIC mejora aún más la resistencia a la corrosión de las piezas de fundición compuesta, lo que los hace adecuados para condiciones de trabajo resistentes al desgaste que involucran medios corrosivos:

Protección de pasivación de la matriz de alto cromo: en el aire, el agua o los medios débilmente corrosivos (p. Ej., Aguas residuales que contienen azufre, la pulpa de mineral débilmente ácida), la aleación de alto cromo forma rápidamente forma una densa película de pasivación en su superficie, evitando una mayor oxidación o corosión de la matriz. Incluso si la película de pasivación está dañada localmente, los elementos de CR pueden difundirla y repararla rápidamente para mantener la resistencia a la corrosión.

Mejora de la resistencia a la corrosión por la inercia de TIC: TIC es inerte para la mayoría de los metales ferrosos (p. Ej., Acero al carbono, acero inoxidable), aleaciones no ferrosas (p. Ej., Aluminio, cobre) y la mayoría de los ácidos y álcalis (excepto ácidos oxidantes oxidantes como el ácido nítrico concentrado) y no reaccionan con medios corrosivos. En las fundiciones compuestas, la distribución dispersa de TIC no solo no daña la película de pasivación de la matriz, sino que también reduce el área de contacto entre los medios corrosivos y la matriz, sino que disminuye aún más la tasa de corrosión. Su resistencia a la corrosión es 30% –50% más alta que la del hierro fundido de alto cromo ordinario, lo que hace que sea aplicable a usar escenarios con corrosión como el procesamiento de mineral costero y el tratamiento de residuos de residuos químicos.

Iii. Buena estabilidad de alta temperatura: resistencia a las condiciones de desgaste de mediana a alta temperatura

En comparación con la mayoría de los materiales resistentes al desgaste orgánicos o piezas de desgaste de baja aleación, las varillas compuestas de carburo de titanio de alto cromo tienen ventajas significativas en el rendimiento de alta temperatura y pueden adaptarse a los entornos de desgaste de temperatura media a alta (300–800 ° C), como los revestimientos de equipos de sinterización y los componentes que transmiten escorias en caliente: componentes que transmiten escorias calientes::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::

Retención de dureza de alta temperatura de TIC: el carburo de titanio tiene un punto de fusión de hasta 3140 ° C y apenas se suaviza por debajo de 800 ° C. Su dureza de alta temperatura (HRA ≥ 85) solo disminuye en un 5% –8% en comparación con la dureza de la temperatura ambiente, lo que le permite resistir continuamente la erosión de los medios abrasivos a altas temperaturas. En contraste, el hierro fundido de alto cromo ordinario sufre una fuerte disminución de la resistencia al desgaste (pérdida de dureza superior al 30%) debido al ablandamiento de la matriz por encima de 500 ° C.

Resistencia a la oxidación de alta temperatura de la matriz de alto cromo: elementos RC en la matriz de alto cromo forman una película de óxido compuesto CR₂O₃ + TIO₂ más estable a altas temperaturas (tio₂ generado por sinergias de oxidación de TIC con CR₂O₃ para formar una estructura densa). Esta película evita que el oxígeno se difunda en el interior de la fundición, evitando el desprendimiento oxidativo de alta temperatura de la matriz y garantizando la integridad estructural en condiciones de trabajo de alta temperatura.

IV. Buena adaptabilidad del proceso de fundición y estabilidad dimensional

Aunque la estructura compuesta de las varillas de carburo de titanio de alto cromo contiene fases TIC de alta dardía, todavía exhiben una buena capacidad de fundición, y las fundiciones tienen una excelente precisión dimensional y estabilidad del servicio después de formarse:

Compatibilidad con los procesos de fundición: ajustando el tamaño de partícula de TIC (generalmente 5–50 μm) y agregando trazas de elementos de tierras raras (p. Ej. Las fundiciones se pueden fabricar en varias formas, como varillas, tubos y placas para cumplir con los requisitos de instalación de diferentes equipos (por ejemplo, rodillos de molinos de carbón, tornillos de transmisión).

Baja resistencia a la contracción y deformación: la diferencia en el coeficiente de expansión térmica entre TIC (7.4 × 10⁻⁶/° C) y la matriz de alto cromo (11–13 × 10⁻⁶/° C) es pequeña, por lo que las grietas causadas por el estrés térmico son menos propensos a ocurrir durante el proceso de enfriamiento de fundición. Al mismo tiempo, la tasa de expansión térmica de las fundiciones compuestas es estable desde la temperatura ambiente hasta las altas temperaturas (≤ 12 × 10⁻⁶/° C), y no se produce una deformación dimensional debido a las fluctuaciones de temperatura durante el servicio, asegurando la precisión de ajuste con el equipo (pistas, posiciones de cojinete, superficies de sellado).

V. Larga vida útil y economía: Reducción de costos integrales de uso

Desde una perspectiva de ciclo de vida completa, las ventajas de rendimiento de las varillas compuestas de carburo de titanio de alto cromo se traducen directamente en beneficios económicos:

Vida útil ultra larga: depender del rendimiento integral que incluye 'resistencia al desgaste + resistencia a la corrosión + resistencia al impacto ', la vida útil de estas piezas fundidas suele ser de 2 a 3 veces la de las piezas ordinarias de hierro fundido de alto cromo y 4–6 veces la de las piezas de acero de alto manganise. Esto reduce la frecuencia de los apagados del equipo para el reemplazo de la pieza de repuesto (por ejemplo, para los martillos de trituradores de la mina, el ciclo de reemplazo se puede extender de 1 a 2 meses a 6-12 meses).

Bajo costos de mantenimiento y reemplazo: aunque el costo de compra inicial es más alto que el de los materiales normales resistentes al desgaste, el costo de uso integral por unidad de tiempo (incluida la compra, la instalación y las pérdidas de tiempo de inactividad) se puede reducir en un 40% –60% debido a la vida útil prolongada y el mantenimiento reducido de fallas. Son especialmente adecuados para piezas de desgaste clave de grandes equipos industriales (por ejemplo, molinos verticales de cemento, molinos metalúrgicos).

En resumen, las ventajas de rendimiento de las fundiciones de barra compuesta de carburo de titanio de alto cromo se centran en 'Optimización sinérgica de múltiples propiedades '. No solo conservan la resistencia extrema del desgaste del carburo de titanio, sino que también compensan las deficiencias de la fragilidad y la resistencia a la corrosión de los materiales duros a través de la matriz de alto cromo, al tiempo que equilibra la capacidad de fundición y la economía. Son las fundiciones preferidas resistentes al desgaste en industrias como la minería, los materiales de construcción, la metalurgia e ingeniería química para escenarios con 'Alto desgaste y condiciones de trabajo complejas'.