Miten valurautatelojen kulutuskestävyyttä parannetaan säätämällä kemiallista koostumusta?

Valurautatelojen kulutuskestävyyttä voidaan parantaa useilla menetelmillä, ensisijaisesti säätämällä niiden kemiallista koostumusta:

Avainseoselementtien lisääminen
Pii (Si): Pii on ratkaisevan tärkeä kulutuksenkestävyyden parantamiseksi edistämällä grafiitin muodostumista ja jalostamalla valuraudan raerakennetta. Tämä parantaa materiaalin kovuutta ja kulutuskestävyyttä merkittävästi, tyypillisesti sopivalla alueella (esim. 2,2-2,8 % Si).
Mangaani (Mn): Mangaanilla on myös ratkaiseva rooli kulutuskestävyyden parantamisessa muodostamalla mangaanisulfideja, jotka vähentävät rikin haitallisia vaikutuksia, jalostavat raerakennetta ja parantavat materiaalin lujuutta ja sitkeyttä. Optimaalinen mangaanipitoisuus (esim. 0,6–1,2 %) auttaa parantamaan valurautatelojen kulutuskestävyyttä.
Kromi (Cr): Runsaasti kromia sisältävissä valuraudoissa kromi muodostaa kovia karbideja (esim. M7C3) hiilen kanssa, mikä parantaa merkittävästi kulutuskestävyyttä. Kromipitoisuuden lisääminen johtaa erittäin kulutusta kestäviin kromivalurautateloihin.
Muut elementit: Elementtien, kuten molybdeenin (Mo), koboltin (Co) jne. lisääminen parantaa entisestään kulutuskestävyyttä jalostaa raerakennetta ja parantaa materiaalin kovuutta ja lujuutta.

Hiilipitoisuuden hallinta
Hiilipitoisuus vaikuttaa myös ratkaisevasti kulumiskestävyyteen. Suurempi hiilipitoisuus lisää kovuutta, mutta liiallinen hiili johtaa liialliseen karbidin muodostumiseen, mikä voi heikentää kulumiskestävyyttä. Siten hiilipitoisuus vaatii huolellista valvontaa (esim. alle 3,0 %) optimaalisen kulumiskestävyyden varmistamiseksi valurautarullat .

Lämpökäsittelyprosessien säätäminen
Lämpökäsittelyprosessit, kuten hehkutus, karkaisu jne., muuttavat valurautatelojen mikrorakennetta, mikä parantaa kovuutta ja kulutuskestävyyttä. Esimerkiksi karkaisu muodostaa pintaan erittäin kovan kerroksen, joka kestää tehokkaasti kulutusta.

Komposiittirokotusaineiden käyttö
Nykyaikaisissa tekniikoissa käytetään komposiittirokotusaineita parantamaan valurautatelojen kulutuskestävyyttä. Nämä ymppäysaineet sisältävät kovia faaseja, kuten kromikarbideja ja piikarbideja, jotka ovat tasaisesti dispergoituneita sulaan rautaan ydinlangan ja siirrostusprosessien kautta, mikä parantaa merkittävästi kulutuskestävyyttä lisäämällä grafiittikyhmyjen määrää ja niiden pallomaisuutta.

Siten valurautatelojen kulutuskestävyyttä parannetaan säätämällä kemiallista koostumusta (lisäämällä piitä, mangaania, kromia jne., säätelemällä hiilipitoisuutta), optimoimalla lämpökäsittelyprosesseja ja käyttämällä komposiittirokotusaineita. Sopivien materiaalien ja prosessien valinnan tulee perustua erityisiin käyttöolosuhteisiin ja vaatimuksiin, jotta saavutetaan ylivoimainen kulutuskestävyys käytännön sovelluksissa.