hypereutectoid構造鋼: プロパティ, 用途, 専門家の洞察

プロジェクトが必要な場合、高硬度のバランスをとるスチール, 耐摩耗性, そして強さ - 工業用具のような, 鉄道線路, またはマイニング機器 - hypereutectoid構造鋼 検討する価値のある特殊なソリューションです. その決定的な特性 (上記の炭素含有量 0.83%) 独自の機械的特性を提供します, しかし、実際のタスクでどのように機能しますか? このガイドは、その重要な特性を分解します, アプリケーション, 他の材料との比較, したがって、摩耗が発生しやすいために適切なスチールを選択できます, 高ストレスプロジェクト.

1. 過成分構造鋼の材料特性

Hypereutectoid鋼の性能は、その高い炭素含有量と慎重にバランスの取れた合金要素に由来します, 耐摩耗性に最適な構造を作成します. その定義プロパティを調べてみましょう.

1.1 化学組成

The 化学組成 過毛鋼の鋼の炭素含有量は、ユートコクトイド点の上の炭素含有量によってマークされています (0.83%), さらに、強度と靭性を改良する合金 (業界標準ごと):

1.2 物理的特性

これら 物理的特性 ハイウィア環境に適した過激な鋼を作る:

• 密度: 7.85 g/cm³ (ほとんどの構造鋼と一致しています)
• 融点: 1400 - 1450°C (高い炭素による低炭素鋼よりわずかに低い)
• 熱伝導率: 42 w/(M・k) 20°Cで (より遅い熱伝達, 熱保持が必要な部品に最適です)
• 比熱容量: 450 J/(kg・k)
• 熱膨張係数: 12.8 ×10⁻⁶/°C (20 - 100°C, 熱処理中の最小限の反り)

1.3 機械的特性

Hypereutectoid鋼の機械的特性は、摩耗と強度に合わせて調整されています:

• 抗張力: 800 - 1100 MPA (低炭素鋼よりも高い, High Carbonに感謝します)
• 降伏強度: ≥ 550 MPA
• 伸長: 8 - 12% (低炭素鋼よりも低い - 硬さのための延性を採用しています)
• 硬度: 280 - 350 HB (ブリネルスケール; まで 60 クエンチと焼き戻しの後のHRC - 摩耗のためのエクスペレント)
• 耐衝撃性: 20 - 40 j 20°Cで (適度; ニッケル合金でより良い - 脆性骨折を回避します)
• 疲労抵抗: 350 - 450 MPA (繰り返し摩耗している部品に適しています, 例えば。, ギア)
• 耐摩耗性: 素晴らしい (セメンタイト相は摩耗を履行します。低炭素鋼を2〜3倍にします)

1.4 その他のプロパティ

• 耐食性: 適度 (屋外での使用のためのクロムメッキや油分などのコーティングが必要; 高い炭素は錆のリスクをわずかに増加させます)
• 溶接性: 公正に貧しい (予熱が必要です 250 - 割れを避けるための300°Cおよび溶接後の熱処理)
• 加工性: 公平 (低炭素鋼よりも硬い; 硬度を低下させるためにアニールしたときに最適です。炭化物ツールを使用します)
• 磁気特性: 強磁性 (磁気検査ツールで動作します)
• 延性: 低い (限られた曲げ; ギアやシャフトなどのシンプルな形状の部品の方が良い)
• タフネス: 適度 (ニッケル/タングステンと合金化すると、brittle性が妨げられます)
• ハーデン剤: 良い (クエンチングと抑制によく反応します - 厚い部分のために深く掘り下げます)

2. hypereutectoid構造鋼の応用

耐摩耗性が交渉不可能なプロジェクトでは、過去の鋼鉄鋼が輝いています. 主要な用途は次のとおりです, 実際の例があります:

• 一般的な建設:
• 構造フレームワーク: 頑丈なクレーンフック (リフティングケーブルの摩耗に抵抗します). 中国の港は、クレーンフックに過reutectoid鋼を使用していました。 5 年と年. 2 低炭素鋼の年.
• ビームと列: 産業用倉庫の耐摩耗性サポート (フォークリフトの影響を処理します).
• 機械工学:
• 機械部品: 産業ミキサー用のハイウェアギア (セメントのような研磨材). ドイツの工場の過極電力装置が最後に 4 年と年. 1 標準合金鋼の年.
• シャフトと車軸: 研削機シャフト (研磨塵から摩耗に抵抗します).
• 自動車産業:
• エンジンコンポーネント: バルブステムとカムシャフト (摩擦による高い摩耗). 日本の自動車メーカーは、ディーゼルエンジンカムシャフトに過leutoid鋼を使用しています。 35%.
• トランスミッションパーツ: 頑丈なギア歯 (一定のメッシュから摩耗に抵抗します).
• 産業機械:
• ギア: マイニングコンベアギア (研磨炭/塵). オーストラリアの鉱山の過reutectoidギアは、すべて交換する必要があります 3 年と年. 1 炭素鋼の年.
• ベアリング: ハイロードベアリングレース (回転シャフトから摩耗に抵抗します).
• 鉄道産業:
• 機関車成分: ブレーキディスク (摩擦による高い摩耗). インドの鉄道は、貨物列車のブレーキディスクに過積鉄鋼を使用していました。 80,000 km対. 40,000 標準鋼用のkm.
• 鉄道線路: レールジョイント (電車の車輪からの摩耗に抵抗します). 欧州の鉄道の過極鉄道の関節は、メンテナンスを減らしました 40%.
• 鉱業と重機:
• 掘削部品: バケツの歯 (研磨岩/土壌). 南アフリカの鉱業会社は、掘削機のバケツ歯に過毛網鋼を使用しています。.
• クラッシャーコンポーネント: ロッククラッシャー用の顎プレート (極度の摩耗). ブラジルの採石場の過毛筋プレートが最後になります 6 数ヶ月vs. 2 炭素鋼の月.

3. Hypereutectoid構造鋼の製造技術

硬度と靭性のバランスをとるには、緊密な処理が必要です。:

3.1 ローリングプロセス

• ホットローリング: 主要な方法 - に加熱されます 1150 - 1250°C, バーに押し込まれました, プレート, またはギアブランク. ホットローリングは穀物構造を改良し、セメンタイトを均等に分配します.
• コールドローリング: レア (ベアリングレースのような薄いシートにのみ使用されます) - 緊密な耐性とより滑らかな表面仕上げのために室温で説明します.

3.2 熱処理

熱処理は、鋼の耐摩耗性過敏症のロックを解除するために重要です:

• アニーリング: 加熱されています 750 - 800°C, ゆっくりと冷却. 機械加工のために鋼を柔らかくします (硬度を低下させます 200 - 250 HB) コアの強さを失うことなく.
• 正規化: 加熱されています 850 - 900°C, 空冷. 大部分の均一性を改善します (例えば。, 鉄道線路) ホットスポットの摩耗を避けるため.
• クエンチングと焼き戻し: 加熱されています 820 - 850°C (オイルで消光されました), で和らげられた 500 - 600°C. 硬い表面を作成します (50 - 60 HRC) タフなコアを備えています。ギアのような摩耗しやすい部品のためのideal.
• 浸炭: オプション (余分な表面摩耗抵抗が必要な部品の場合) - 表面に炭素を加えます, その後、クエンチ/焼き戻し. ハイロードギアまたはベアリングに使用されます.
• ニトリッド: 加熱されています 500 - 窒素雰囲気の550°C. 薄いものを作成します, 超硬い表面層 (60 - 65 HRC) カムシャフトのような部品用.

3.3 製造方法

• 切断: プラズマ切断 (厚いプレートのために高速) または レーザー切断 (ギアブランクの精度). 高速を使用します, カットエッジの硬化を避けるための低熱ツール.
• 溶接技術: アーク溶接 (オンサイトの修理) または レーザー溶接 (精密部品). 亀裂を防ぐために、予熱と溶接後のアニーリングが必須です.
• 曲げと形成: アニール時に行われます (軟化しました). 単純な形に限定されています (例えば。, 90-程度の角度) - 亀裂を防ぐための複雑な曲線を回避します.

3.4 品質管理

• 検査方法:
• 超音波検査: 内部欠陥をチェックします (例えば。, 穴) クラッシャージョーズのような厚い部分.
• 磁気粒子検査: 表面亀裂を見つけます (例えば。, 溶接ギアブランク).
• 硬度テスト: 表面の硬度が仕様を満たすことを検証します (例えば。, 55 ギア用のHRC) ロックウェルテスターを使用します.
• 認証基準: 会う ISO 683-1 (構造鋼) そして ASTM A681 (機械部品用の高炭素鋼) 品質を確保するため.

4. ケーススタディ: 活動中のhypereutectoid鋼

4.1 マイニング: 掘削機バケツの歯 (南アフリカ)

南アフリカの鉱山会社が、その掘削機のバケツの歯のためにhypereutectoid鋼に切り替えました. 以前, 彼らはEN19合金鋼を使用しました, その後はすり減った 1 鉄鉱石鉱山の月. hypereutectoid歯 - heat処理 58 HRC—ラスト 2 数ヶ月, 交換費用を削減します 50%. The 耐摩耗性 セメンタイト相は研磨鉱石を処理しました, 一方、ニッケル合金は衝撃中に脆性骨折を防ぎました.

4.2 鉄道: 貨物列車ブレーキディスク (インド)

インドの鉄道は、貨物列車ブレーキディスクを過utoid鋼にアップグレードしました. 標準的なスチールディスクはすべて交換が必要でした 40,000 摩擦摩耗によるkm; Hypereutectoidディスク (クエンチ/和らげられた 55 HRC) 最後 80,000 km. The 耐熱性 hypereutectoid鋼のブレーキフェードも減少しました (過熱) 暑い気候, 安全性の向上. アップグレードが保存されました $2 毎年100万人がメンテナンスをしています.

5. 比較分析: hypereutectoid鋼Vs. その他の材料

Hypereutectoid鋼は、代替品までどのように積み重ねられますか? 比較しましょう:

5.1 vs. 他の種類のスチール

5.2 vs. 非金属材料

• コンクリート: 緊張性鋼は張力が10倍強く、3倍軽量です. コンクリートは基礎の方が安くなりますが、鋼の耐摩耗性には一致できません。, クラッシャーは、そのベースにコンクリートを使用し、顎プレートには過reutoid鋼を使用します.
• 複合材料 (例えば。, セラミック強化プラスチック): 複合材料は摩耗に抵抗しますが、さらに3倍かかり、脆い. 炎症鋼は、衝撃的な摩耗に適しています (例えば。, 掘削機バケツの歯).

5.3 vs. その他の金属材料

• アルミニウム合金: アルミニウムは軽量ですが、硬度が低くなっています (15 - 30 HRC) そして耐摩耗性. ヒップレート鋼は、ギアのような摩耗しやすい部品に適しています.
• ステンレス鋼: ステンレス鋼は腐食に抵抗しますが、硬度が低くなります (20 - 35 HRC) そして、さらに2倍の費用がかかります. 屋内に適しています, ハイウェアパーツ (例えば。, 機械ベアリング).

5.4 料金 & 環境への影響

• コスト分析: hypereutectoid鋼は、炭素/合金鋼よりも前もってコストがかかりますが、長期的にお金を節約します. バケツの歯を節約するためにそれを使用する鉱山 $120,000 毎年交換します.
• 環境への影響: 100% リサイクル可能 (保存します 75% エネルギー対. 新しいスチールを作る). 生産は、低炭素鋼よりも多くのエネルギーを使用しますが、複合材よりも少ないです。.

6. Yigu TechnologyのHypereutectoid構造鋼に関する見解

Yiguテクノロジーで, High-WearにはHypereutectoid鋼をお勧めします, マイニングギアのような中程度のインパクトプロジェクト, 鉄道ブレーキディスク, および掘削機部の部品. その 優れた耐摩耗性 そして 優れたハーデン剤 メンテナンスコストを削減するための最大の選択肢にしてください. クライアントが熱処理を最適化するのを支援します (ギアのクエンチング/抑制, ベアリングのニトリッド) 腐食抵抗を高めるためにコーティングを選択します. 低炭素鋼よりも延性が少ないです, 寿命を2〜3倍延長する能力は、摩耗しやすいアプリケーションの賢明な投資となります.

過孔型構造鋼に関するFAQ

1. 屋外アプリケーションには過reutectoid鋼を使用できますか?

はい, しかし、腐食保護が必要です. その高い炭素含有量は錆のリスクを増加させます, クロムメッキのようなコーティングを塗布します, エポキシペイント, または給油. 沿岸/海洋使用のため, 亜鉛ニッケルコーティングと組み合わせて、寿命を延ばします 5+ 年.

2. 鋼鉄鋼は機械加工するのが難しいです?

低炭素鋼よりも難しいですが、適切なツールで管理しやすい. 最初にアニールして、硬さを減らします (に 200 - 250 HB), 次に、カーバイドドリル/ミルを使用します 30%. 非顕著な過reutectoid鋼の機械加工は避けてください (硬度 >300 HB) ツールの損傷を防ぐため.

3. 合金鋼の上でヒップレート鋼をいつ選択する必要がありますか (例えば。, EN19)?

あなたの部品が極端な摩耗に直面している場合は、Hypereutectoid鋼を選択してください (例えば。, マイニング, ロッククラッシュ) 硬度が必要です >50 HRC. EN19は、強度と延性のバランスを必要とする部品に適しています (例えば。, 中程度の摩耗のシャフト) - 溶接が安くて簡単です.