Инженерге суроо: Кайсыл материалдар жана термиялык иштетүү трек роллерди узак устуруп турат?

Аскерий материалдар Бульдоздук экскаватор үчүн трек роллер Колдонмолор

Көп таралган кандай болоттордун көзөмөлдөн өтүүсү: 40CrMo, 42CrMo, 40Mn2 жана 50Mn

Бульдозерлер менен экскаваторлордо колдонулган трактор ролдерлеринин кандай болушу 40CrMo, 42CrMo, 40Mn2 жана 50Mn материалдерин камтыган белгилүү коргошундуу болотко көп байланыштуу. Бул материалдер беркти менен тозууга каршы туруунун туура балансын камтыйт. Бул болоттун көбүнүн карбондун мүчөсү 0,35% ден 0,55% ка чейин болот. Ошондой эле хром, молибден жана марганец сыяктуу коргошундо керектүү элементтер да камтылат. Мисалы, 42CrMo - дун карбон мүчөсү 0,38% ден 0,45% ка чейин, хромдун мүчөсү 0,90% ден 1,20% ка чейин болот. Ошондуктан, ал бардык материалга таралган катуулукка ээ болот. Бир жакы, 50Mn - дин марганец мүчөсү жогорку (0,90% ден 1,20% ка чейин) болгондуктан, анын бетинин катуулугу жогорку болот. Бул курал-жабдыктардын чыдамдуулугун арттырат.

Трактор ролдерлеринин болот механикалык касиеттеринин салыштырмалуу талдоосу

• 40CrMo : Берктилги 980–1,180 МПа, орточа жүк аракеттери үчүн жарактуу
• 42CrMo : Жогорку беркемдүүлүк (1,080–1,220 МПа чейинки чегара чыдамдуулук) жана чаргалоого каршы тургундук көрсөтөт
• 50Mn : Жогорку беттик катуулукту (HRC 55–60) жеткен менен хром менен легирленген болоттон таасирге каршы төзгүчтүгү төмөн

Сектордук иликтөөлөр жогорку таасир көрсөткөн муздарда 40Mn2ден 42CrMo колдонууга өткөндө колдонуу мөөнөтү 23% оозгоруп тургандыгын көрсөттү

Жогорку күч түшкөн экскаватор жана бульдоздордун трактор ролигинде 42CrMo неге артыкчылыктуу болуп саналат

Жогорку керне бар материалдар үчүн 42CrMo кайталанган жүктөмөлөргө узак мөөнөттө төтөшкөн сайын каншалык тургун экендиги менен эрекшеленет. Тяжел техниканын бөлүктөрү боюнча сыноо натыйжалары 50Mn менен салыштырганда бул жеңилдиктин температура-марганец структурасы трещиналардын таралышын 34% га жакшы токтотот дегенди билдирет. Бул узак мөөнөттүү төтөшкө түзгөн чынайы айырмачылык. Кызыктуусу хром менен молибден биргелешкенде коррозияга жана күйүп кетүүгө каршы турууга жардам берет. Бул айырмак туз жана нам учураган жерлерде, мисалы, жабыркашкан элементтерге дуушар болуп турган жээк маңындагы кен карьерлорундагы катуу шарттарда айрыкча пайдалуу экендигин далилдейт.

Трак роллерлердин тозуу каршылыгындагы углерод менен жеңилдиктеги үлүштүн ролү

Углероддун үлүшү (адатта 0.40–0.50%) катуулукка түздөн-түз таасир этет, ал эми легирлеүчү элементтер экинчи даражадагы өзгөчөлүктөрдү жакшыртет:

• Хром (42CrMo до 0.9–1.2%): Катуулуга жана тот басууга каршы турууга жардам берет
• Молибден (0.15–0.25%): Түйүндүн структурасын жакшытат, сынгыч жеңилдикти жакшыртат

Бул айкалыш ASTM G65 сыноо шарттарында 0.0018 мм³/Нм үйкүлүш көрсөткүчүн беришет, алай болбогон болоттон 40% артык натыйжа берет

Көбүрөөк төзүмдүүлүк жана узак пайдалануу үчүн болоттун микроструктурасын оптималдаштыруу

Башкарылуучу жылуулук менен иштетүү бейниттик же калыңдалган мартенситтик микроструктураларды алууга мүмкүнчүлүк берет. Жүрүштүн ролдук түтүктөрүндө 10–15% чейинки калдык аустенит менен латттык мартенсит структурасы оптималдуу керне распределениени камсыз кылат. Термо-механикалык иштетүүдөгү жетишкендиктер жер казуучулардын түп түгүндөрүндө кездешүүчү бүркөтүү жана өстүк жүк астында тийиштүү бөлүктөрдүн пайдалануу мүддөтүн 19% ке узартты

Калыңдаштыруу жана термиялык иштетүү: Ролдук түтүктөрдү жылуулук менен иштетүүнүн негизги ыкмалары

Чабуунун жылдам суулатылышы 42CrMo жана 50Mn сыяктуу күрөң жылдыздардын мартенситтик структурасын түзүү үчүн температураны төмөндөтөт, бетинин катуулугу 58–62 HRC чейин жетет. Андан кийин 400°C–600°C температурада өткөрүлгөн эмгектин багыт алуу процесси көмүртеги атомдорун кайрадан таратуу аркылуу багытсыздыкты азайтат жана тийинки жерде булдозер тракторлорунун токой жерде иштөөгө керектүү эластиктүүлүктү сактайт.

Цементация жана Толук катууландыруу: Ашыгын каршылууга туура келген методдун тандалышы

Эксаватор тракт ролдеринин туруктуу басымга туруш берүүсү керек болгондо, алардын катуулугу 50-ден 55 HRC арасында бирдей болуш үчүн термиялык иштетүү жасалат, бул ушул түрдөгү колдонуулар үчүн жакшы иштейт. Цементация бул процессти бир кадамга алга таштайт, сырткы катуу катмарды жаратып, ал 60 HRC чейин катууланып, ички материалдын беркемдүүлүгүн жана эластиктигин сактайт. Сыноо-тексерүүнүн натыйжалары цементацияланган бөлүктөр күмүштүү шарттарда иштөөдө 18% узакка чейин пайдаланыларын көрсөткөн. Бирок бир камчылыгы неден? Цементацияланган ролдор кенен басымга туш келгенде, алардын ички термиялык иштетилген колдогондору менен салыштырганда чатакка учурайт дегенди баса белгилешкен техникалык кызмат көрсөтүү командалары тарабынан бекитилген.

Темперлеоо бет катуулугун сактай турган менен хрупкостун азайтышы

Суу соккондон кийинки чыбырлатуу бритт мартенситти каржыткан мартенситке айландырат, баштапкы катуулуктун 90% сакталып, сынгычка туруштук көрсөткүчүн күрсөөтө жакшыртат. Минус бааламда (–20°C ден төмөн) колдонулуучу трактор ролдерине 200°C жана 550°C температурада эки стенддуу чыбырлатуу Чарпи таасиринин туруштук көрсөткүчүн 30% га жогорулатат, тозууга каршы туруштук өзгөрбөйт.

40CrMo жана 50Mn материалдарынын механикалык касиеттерине жылуулук иштетүүнүн таасири

Эгерде биз 850 градус Цельсийге жакын температурада басымдуу май менен суытса, 40CrMoнун ылдый күчү 980 МПа чейин жетет, ал ошондуктан бул материалды чоң каттоолу экскаваторлордо эң катуу иштер үчүн идеалдуу кылат. Экинчи тарабынан, 50Mn болоту менен суу менен суу күчтүү катуулуктун жогорку деңгээлинен 55тен 58го чейинк Роквелл шкаласында алууга мүмкүнчүлүк берет. Бирок, бул процесс өзүнүн күйүнде эле күрөөнүн талап кылат, антпесе бул бөлүктөр жарым жарым коррозиялык көйгөйлөргө дуушар болушу мүмкүн, айрыкча теңиз суусу такыр жерлерде колдонулганда. Татаалдыктын 15000 саат ичинде жүк астында иштегенден кийин 42CrMo роллеринин ылдый күчүнүн 95% сакталышы да кызыктыруучу нерсе. Бул 50Mn болотунан жасалган бөлүктөргө караганда 22% артыкчылык экен.

Контроверсиялык талдоо: Жогорку жүк астында иштеген роллерди кайра күйгө келтирүүнүн курчтуктары

650°C температурадан жогорку чейин темперациялоо 42CrMo беттерин 12–15 HRC чейин жумшартып, кен чыгаруу операцияларында тез изилет. Бирок, жакында жасалган изилдөөлөрдүн натыйжалары төмөн температурада узартылган темперациялоо (230°C температурада 8 саат) калдык кернеүлөрдү азайткан менен катуулукту жоготпойт — бул 80 тонналык шарбулдактардагы чоң катмарлы трактор ролдерине абдан маанилүү артыкчылык болуп саналат.

Кыйын шарттарда трактор роллеринин изилөөгө туруштук, беримдүүлүк жана узак мерзимдүүлүк

Абразивдүү жана соок жүктөө шарттарында 42CrMo трактор роллеринин өрүлүшү

42CrMo трактор ролдеринин балансталган микроструктурасы жана жеңилдетүүчү косумдары аркалуу жогорку кереге төтөйт. Алар абразивдүү бөлүкчөлөргө жана 750 МПа ашык соок жүктөмөгө туруштук көрсөтөт. Дүкөндөрдө 2000 саат иштегенден кийин бул ролдердин 92% оригинал диаметрин сактап калгандыгын көрсөткөн маалыматтар бар — бул 40Mn2 стандарттык варианттарга караганда 15% жакшы.

Шарбулдак трактор роллеринин бет катуулугу менен изилөөгө туруштуктун ортосундагы байланыш

Беттин катуулугу (58–62 HRC) күчтүү тозууга каршы турат. Бирок, 64 HRC ашып кетсе, металлдын бүткүлдүгүнүн бузулушунын коркунучу 30% көбөйөт, металл иштетүү анализине ылайык. Прогрессивдүү жылуулук иштетүү катуулуктун оптималдуу градиентин алууге мүмкүнчүлүк берет, таш көп чөйрөдө беттик тозууга каршы келүүнү сактап, ичинки катуулукту (±40 J Чарпи таасир этүүчү маанилер) камсыз кылат.

Жогорку таасир этүүчү колдонууларда катуулук жана сындуулукка каршы турууну тең сактоо

Бүгүнкү трактор ролдунун долбоору катуулук менен катуулуктун ортосундагы компромиссти жеңүү үчүн төмөнкүлөрдү колдонот:

• Хром (1,2–1,5%) жана молибден (0,2–0,3%) менен микро-аллаштыруу
• Баскычтуу суу сөндүрүү жылдамдыгы (50–80°C/сек)
• Даа чачындатуу аркылуу пайда болгон калдыктуу кысуу күчтөрү (-800 ден -1,200 МПа чейин)

Бул бүткүл ыкма тракциондуу бөлүктөрдүн чыгышына салыштырмалуу керегинен 40% кемитет.

Узак мөөнөттүүлүк даталар: Оптималдуу жылуулук иштетүү менен трактор ролдунун узактыгы

Туура өнөктүрүлгөн 42CrMo трек ролдери бульдоздордо 8000–10,000 саат пайдалануу мөөнөтүн камсыз кылат—өнөктүрүлбөгөн бөлүктөргө караганда 60% узунураак. Даярдоодон кийинки так тактоо ±0,05 мм өлчөмдүк тактыктты сактайт, трактордун тизмектүү системасында ылдый өнүгүүнү болтурбайт. Жаңы маалыматтарга ылайык, оптимизацияланган ролдор жөнөтүү циклинде алмаштыруу жыштыгын 35% кемитет.

Даярдоодон кийинки жана чынайы шартта иштөөчү жогорку төзүмдүү трек ролдору

Чыгындынан тазалоо жана бетинин түзүлүшү: Трещинанын пайда болушун узартуу

Чыгындынан тазалоо бульдоздордун трек ролдорунда трещинанын пайда болушун 300% чейин кечиктирип турган басым астындагы беттик керне түзөт. Бетинин түзүлүшү 42CrMo бөлүктөрүндө катуулукты 15–20% арттырат. Бул процесстер биргелешкенде, кырчылык операцияларында абразивдүү износ күчтүүлүгүн 34% кемитет, ASTM G65-2022 сыноо тарабынан расмийлештирилген.

Исилдетүүдөн кийинки так тактоо өлчөмдүк туруктуулукту сактоо үчүн

Темперациядан кийинки CNC өңдөө ±0,01 мм тактыкта кармап турат, бул иштөө үчүн маанилүү. Туурасыз өңдөө тартибинде 50Mn бөлүктөрдү сууга салганда 0,3 мм чейинки бүгүлүш көрүнүшү мүмкүн—бул тэгинин износун 60% көбөйтүүгө болот. Башкы өндүрүүчүлөр эми геометриялык бүтүндүктү сактоо үчүн процесске лазерли өлчөө системаларын колдонушат.

Мисал: Материалдарды жана процесстерди оптимизациялоо тяжелый техникада

42CrMo экскаватор тракт роллерлери үчүн традиционный карбюризация менен шариктеп шайкалоо техникасын жана современный AI контролдүү тарту процесстерин бириктиргенде, производительдер күтүлгөндөн көбүрөөк натыйжаларга жетишкен. 2023-жылы жүргүзүлгөн тесттер бул өңдөлгөн бөлүктөрдүн операция жүрүп жатканда 12 тонналык жүктөрдү төтөп 40% узартканын көрсөткөн. Чарпи импакттык сыноо аркылуу лабораториялык анализ кубатуу каршы туруунун жакшыра канча энергия жутумунан 58 джоулга жеткен аныкталган. Майнинг компаниялары үчүн бул жакшы жол менен чыгымдарды тежөө дагы оң ынтыяк көрсөткөн, жылына бир ролл үчүн 740 долларга чейин чыгымдарды кыскарткан.

ККБ

Булдозер менен экскаватор роллерлери үчүн колдонулуучу негизги материалдар кандай булдозер менен экскаватор роллерлери ?

Бульдозерлер менен экскаваторлордо чеберчилик роликтери үчүн негизги материалдар 40CrMo, 42CrMo, 40Mn2 жана 50Mn сыяктуу келемдүү болоттор кабылданат. Бул материалдар берктиги жана тозууга каршы төзүмдүүлүгү үчүн тандалат.

42CrMo келемдүү болот жогорку күч түшкөндө үстемдикке ээ болгону эмне себептен?

42CrMo жогорку күч түшкөндө үстемдикке ээ болот, анткени ал кайталанган жүктөргө каршы туруктуу иштейт, жарылууга каршы төзүмдүүлүгү жогорку, хром менен молибдендин таасири менен коррозияга каршы төзүмдүүлүгү жакшы.

Түгөл тозууга каршы төзүмдүү чеберчилик роликтерин колдонуунун артыкчылыгы эмне?

Түгөл тозууга каршы төзүмдүү чеберчилик роликтеринин сырткы катмары катуураак, бул абразивдүү шарттарда узак убакыт пайдаланууга мүмкүнчүлүк берет. Бирок, алар түгөл тозууга каршы роликтерге салыштырмалуу күтүүсүз келген орточо жүк астында жарылууга бейимдүү.

Чеберчилик роликтеринин механикалык касиеттерине жылуулук иштетүү кандай таасир көрсөтөт?

Калыктандыруу, мысалы, закалка жана тегерек жылытма, беттин катуулугун арттыруу, хрупкостун азайтылып, сындыруу каршылыгы менен жалпы төзүмдүүлүктү арттыруу менен байламдык ролдорго таасир этет.