Apakah Keluli Galas? Apakah jenis keluli yang mengandungi keluli?
Keluli galas ialah keluli yang digunakan untuk membuat bola, penggelek, dan gelang galas. Galas tertakluk kepada tekanan dan geseran yang hebat semasa operasi, jadi keluli galas dikehendaki mempunyai kekerasan dan rintangan haus yang tinggi dan seragam, serta had keanjalan yang tinggi. Ia adalah salah satu gred keluli yang paling ketat dalam semua pengeluaran keluli, dengan keperluan ketat untuk keseragaman komposisi kimia, kandungan dan pengedaran kemasukan bukan logam, dan pengedaran karbida.
Pada tahun 1976, Pertubuhan Standardisasi Antarabangsa (ISO) telah memasukkan beberapa gred keluli galas am ke dalam piawaian antarabangsa, dan membahagikan keluli galas kepada empat kategori: keluli galas yang dikeraskan sepenuhnya, keluli galas yang dikeraskan permukaan, keluli galas tahan karat, dan keluli galas suhu tinggi. , dengan jumlah 17 gred keluli. Sesetengah negara telah menambah kategori keluli galas atau aloi untuk tujuan khas. Kaedah pengelasan keluli galas yang telah dimasukkan ke dalam piawaian di China adalah serupa dengan ISO, sepadan dengan empat kategori: keluli galas kromium karbon tinggi, keluli galas berkarburkan, keluli galas tahan kakisan tahan karat dan galas suhu tinggi keluli.
Dalam 50 tahun yang lalu, China juga telah mencapai kemajuan yang besar dalam gred keluli galas dan bahan galas, seperti keluli galas bebas krom, keluli galas karbon sederhana, keluli galas tujuan khas dan aloi, cermet, dll.
Keluli galas kromium karbon tinggi GCr15 adalah pengeluaran keluli galas terbesar di dunia, karbon Wc adalah kira-kira 1%, kromium Wcr adalah kira-kira 1.5%, dari 1901 kelahiran hingga lebih daripada 100 tahun, komponen utama pada dasarnya tidak berubah, dengan kemajuan sains dan teknologi, kerja penyelidikan diteruskan, kualiti produk terus bertambah baik, menyumbang lebih daripada 80% daripada jumlah pengeluaran keluli galas dunia. Sehinggakan sekarang apa yang kita panggil bearing steel, jika tiada penerangan khas, ia merujuk kepada GCr15.
Keluli galas digunakan terutamanya dalam pembuatan elemen bergolek dan gelang untuk galas bergolek. Kerana galas harus mempunyai ciri-ciri jangka hayat, ketepatan tinggi, nilai kalori rendah, kelajuan tinggi, ketegaran tinggi, bunyi rendah, rintangan haus yang tinggi, dan lain-lain, keluli galas harus mempunyai: kekerasan tinggi, kekerasan seragam, had keanjalan tinggi, kekuatan keletihan sentuhan yang tinggi, keliatan yang diperlukan, kebolehkerasan tertentu, dan rintangan kakisan dalam pelincir atmosfera.
Untuk memenuhi keperluan prestasi di atas, keseragaman komposisi kimia keluli galas, kandungan dan jenis kemasukan bukan logam, saiz zarah dan pengedaran karbida, dan penyahkarbonan diperlukan dengan ketat. Keluli galas secara amnya berkembang ke arah kualiti tinggi, prestasi tinggi dan pelbagai jenis. Mengikut ciri-ciri dan persekitaran aplikasi, keluli galas dibahagikan kepada: keluli galas kromium karbon tinggi, keluli galas karburasi, keluli galas suhu tinggi, keluli galas tahan karat dan bahan galas khas.
Untuk memenuhi keperluan suhu tinggi, kelajuan tinggi, beban tinggi, rintangan kakisan dan rintangan sinaran, adalah perlu untuk membangunkan satu siri keluli galas baharu dengan ciri khas. Untuk mengurangkan kandungan oksigen keluli galas, teknologi peleburan keluli galas seperti peleburan vakum, peleburan semula electroslag, dan peleburan semula rasuk elektron telah dibangunkan. Peleburan keluli galas dalam kuantiti yang banyak dileburkan oleh relau arka elektrik dan dikembangkan menjadi pelbagai jenis relau penapisan primer dan penapisan luaran.
Pada masa ini, keluli galas dihasilkan oleh relau penapisan utama dengan kapasiti lebih daripada 60 tan + LF/VD atau RH + tuangan berterusan + proses rolling berterusan untuk mencapai tujuan kualiti tinggi, kecekapan tinggi dan penggunaan tenaga yang rendah. Dari segi proses rawatan haba, ia telah berkembang daripada relau bawah dan relau loceng kepada rawatan haba relau penyepuhlindapan suasana yang boleh dikawal secara berterusan. Pada masa ini, jenis relau rawatan haba berterusan adalah sehingga 150m, dan struktur spheroidisasi keluli galas yang diproses dan dihasilkan adalah stabil dan seragam, lapisan penyahkarbonan adalah kecil, dan penggunaan tenaga adalah rendah.
Sejak 70-an abad ke-20, dengan perkembangan ekonomi dan kemajuan teknologi perindustrian, julat aplikasi galas telah berkembang; Perkembangan perdagangan antarabangsa telah menggalakkan pengantarabangsaan piawaian keluli galas dan pembangunan serta aplikasi teknologi baharu, proses baharu dan peralatan baharu.
Jepun dan Jerman telah membina barisan pengeluaran keluli galas yang bersih tinggi, berkualiti tinggi, supaya pengeluaran keluli telah meningkat dengan cepat, dan kualiti dan hayat keletihan keluli telah bertambah baik. Kandungan oksigen keluli galas yang dihasilkan di Jepun dan Sweden telah dikurangkan kepada kurang daripada 10 ppm. Pada penghujung tahun 80-an, tahap lanjutan Syarikat Keluli Khas Sanyo Jepun ialah 5.4ppm, mencapai tahap keluli galas lebur semula vakum.
Hayat kelesuan sentuhan galas adalah sangat sensitif terhadap keseragaman struktur keluli. Meningkatkan kebersihan (mengurangkan kandungan unsur kekotoran dan kemasukan dalam keluli) dan menggalakkan pengagihan halus dan seragam kemasukan bukan logam dan karbida dalam keluli boleh meningkatkan hayat keletihan sentuhan keluli galas.
Struktur keluli galas dalam keadaan penggunaan hendaklah matriks martensitik terbaja dengan zarah karbida halus teragih sama rata, yang boleh memberikan keluli galas sifat yang diperlukan. Unsur pengaloian utama dalam keluli berkarbon tinggi ialah karbon, kromium, silikon, mangan, vanadium, dsb.
Bagaimana untuk mendapatkan struktur mikro sferoid adalah masalah penting dalam pengeluaran keluli galas, dan kawalan rolling dan penyejukan terkawal adalah proses pengeluaran penting keluli galas maju. Dengan mengawal penggelek atau penyejukan pantas selepas penggelek, karbida rangkaian dihapuskan, dan struktur persediaan yang sesuai diperoleh, yang boleh memendekkan masa penyepuhlindapan spheroidisasi keluli galas, menapis karbida, dan meningkatkan hayat keletihan.
Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, Rusia dan Jepun telah menggunakan penggelek terkawal suhu rendah (di bawah 800 darjah ~ 850 darjah), dan selepas penggelek, penyejukan udara dan penyepuhlindapan jangka pendek digunakan, atau proses penyepuhlindapan spheroidisasi dibatalkan sepenuhnya untuk mendapatkan galas yang layak. struktur besi.
Pemprosesan suhu 650 darjah keluli galas juga merupakan teknologi baharu. Jika keluli eutektik atau keluli karbon tinggi mempunyai struktur butiran halus atau boleh membentuk butiran halus semasa pemprosesan sebelum pemprosesan panas, ia akan menunjukkan superplastisitas dalam julat suhu lebur (0.4~0.6) di bawah kadar terikan tertentu.
Institut Penyelidikan Tentera Laut AS (NSP) menjalankan ujian pemprosesan hangat 650 darjah pada 5 2100 keluli dan menunjukkan bahawa pada terikan sebenar 650 darjah, 2.5 tidak putus. Oleh itu, adalah mungkin untuk menggantikan pemprosesan suhu tinggi dengan pemprosesan hangat 650 darjah dan menggabungkannya dengan proses penyepuhlindapan spheroidizing, yang sangat penting untuk memudahkan peralatan dan proses, menjimatkan tenaga dan meningkatkan kualiti.
Dari segi rawatan haba, kemajuan telah dibuat dalam meningkatkan kualiti penyepuhlindapan spheroidisasi, mendapatkan karbida halus, seragam dan sfera, dan memendekkan masa penyepuhlindapan atau membatalkan proses penyepuhlindapan spheroidisasi, iaitu dua penyepuhlindapan tisu digunakan dalam pengeluaran rod wayar, dan penyepuhlindapan penghabluran semula pada 720 darjah ~ 730 darjah selepas lukisan ditukar kepada penyepuhlindapan tisu pada 760 darjah . Dengan cara ini, struktur dengan kekerasan rendah, sferoidisasi yang baik dan tiada karbida retikulasi boleh diperolehi, dan kuncinya adalah untuk memastikan bahawa kadar pengurangan lukisan perantaraan adalah Lebih besar daripada atau sama dengan 14%. Proses ini meningkatkan kecekapan relau rawatan haba sebanyak 25%~30%. Teknologi rawatan haba penyepuhlindapan spheroidisasi berterusan adalah arah pembangunan rawatan haba keluli galas.
Semua negara sedang menyelidik dan membangunkan keluli galas baharu untuk mengembangkan aplikasi dan menggantikan keluli galas tradisional. Contohnya, kelajuan pengkarburan keluli galas pengkarburan pantas ditingkatkan dengan menukar komposisi kimia, di mana kandungan karbon ditingkatkan daripada {{0}} tradisional}.08%~0.20% kepada kira-kira 0.45%, dan masa pengkarbonan dipendekkan daripada 7 jam kepada 30 minit.
Keluli galas pelindapkejutan frekuensi tinggi telah dibangunkan, dan keluli karbon sederhana biasa atau keluli mangan sederhana dan kromium digunakan untuk menggantikan keluli galas biasa melalui pemanasan dan pelindapkejutan frekuensi tinggi, yang bukan sahaja memudahkan proses pengeluaran, tetapi juga mengurangkan kos dan meningkatkan hayat perkhidmatan.
Hayat keletihan GCr465 dan SCM465 yang dibangunkan di Jepun adalah 2~4 kali lebih tinggi daripada SUJ2. Disebabkan peningkatan penggunaan galas dalam persekitaran suhu tinggi, kakisan dan keadaan pelinciran yang lemah, keluli galas yang digunakan pada masa lalu M50 (CrMo4V), 440C (9Cr18Mo) tidak lagi dapat memenuhi keperluan penggunaan, dan ia adalah penting untuk membangunkan keluli galas dengan prestasi pemprosesan yang baik, kos rendah, hayat keletihan yang panjang dan sesuai untuk tujuan dan kegunaan yang berbeza, seperti keluli pengkarburasi suhu tinggi M50NiL, keluli tahan karat yang mudah diproses 50X18M dan bahan galas seramik.
Memandangkan kelemahan keluli GCr15SiMn dengan kebolehkerasan rendah, China telah membangunkan keluli galas kebolehkerasan dan kebolehkerasan tinggi GCr15SiMo, yang mempunyai kebolehkerasan HRC Lebih besar daripada atau sama dengan 60 dan kebolehkerasan J60 Lebih besar daripada atau sama dengan 25mm. Hayat kelesuan sentuhan GCr15SiMo L10 dan L50 masing-masing adalah 73% dan 68% lebih tinggi daripada GCr15Si Mn, dan hayat perkhidmatan galas yang diperbuat daripada keluli G015SiMo adalah dua kali ganda daripada keluli GCr15SiMo di bawah keadaan penggunaan yang sama.
Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, China juga telah membangunkan keluli galas GCr4 yang boleh menjimatkan tenaga, menjimatkan sumber dan menahan kesan. Berbanding dengan GCr15, nilai hentaman GCr4 meningkat sebanyak 66%~104%, keliatan patah meningkat sebanyak 67%, dan hayat keletihan sentuhan L10 meningkat sebanyak 12%. Galas keluli GCr4 dipanaskan oleh proses rawatan haba pelindapkejutan permukaan suhu tinggi. Berbanding dengan galas keluli GCr15 yang dikeraskan sepenuhnya, galas keluli GCr4 mempunyai hayat perkhidmatan yang jauh lebih lama dan boleh digunakan untuk galas kereta api berkelajuan tinggi tugas berat.
Pada masa hadapan, keluli galas terutamanya akan berkembang dalam dua arah: kebersihan tinggi dan prestasi yang pelbagai. Meningkatkan kebersihan keluli galas, terutamanya mengurangkan kandungan oksigen dalam keluli, boleh memanjangkan hayat galas dengan ketara.
Kandungan oksigen dikurangkan daripada 28 ppm kepada 5 ppm, dan hayat keletihan boleh dilanjutkan dengan 1 urutan magnitud. Untuk memanjangkan hayat keluli galas, usaha telah dibuat selama bertahun-tahun untuk membangunkan dan menggunakan teknik penapisan untuk mengurangkan kandungan oksigen dalam keluli. Melalui usaha yang tidak putus-putus, kandungan oksigen minimum dalam keluli galas telah dikurangkan daripada 28 ppm pada 60-an abad ke-20 kepada 5 ppm pada 90-an.
Pada masa ini, China boleh mengawal kandungan oksigen minimum dalam keluli galas pada kira-kira 10ppm. Perubahan dalam persekitaran di mana galas digunakan memerlukan pelbagai sifat dalam keluli galas. Sebagai contoh, kelajuan peralatan ditingkatkan, dan keluli galas (di bawah 200 darjah ) untuk suhu separa tinggi diperlukan (biasanya kaedah meningkatkan kandungan Si dan menambah V dan Nb berdasarkan keluli SUJ2 digunakan untuk mencapai tujuan anti-melembutkan dan menstabilkan saiz); Untuk aplikasi kakisan, keluli galas tahan karat perlu dibangunkan; Untuk memudahkan proses, keluli galas dipadamkan frekuensi tinggi dan keluli galas berkarburisasi masa pendek harus dibangunkan; Untuk memenuhi keperluan aeroangkasa, keluli galas suhu tinggi harus dibangunkan.