ГОРНЫЕ МАШИНЫ

УДК 669.1:622.3.002.5 © Д.Ю. Крицкий, С.И. Тюрин, А.А. Ковалева, Т.Р. Гильманшина, 2018

ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Уголь № 7-2018 /1108/

Название

Влияние структуры марганцовистой стали на эксплуатационные характеристики деталей крупногабаритных литых изделий

DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2018-7-9-12

Авторы

Крицкий Д.Ю., инженер, начальник отдела эксплуатации и ремонта ГТО АО «СУЭК-Красноярск», 660049, г. Красноярск, Россия, e-mail: kritskijdy@suek.ru

Тюрин С.И., главный инженер ООО «Бородинский РМЗ», 663981, г. Бородино, Россия, e-mail: TyurinSI@suek.ru

Ковалева А.А., канд. техн. наук, доцент ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет», 660041, Красноярск, Россия, e-mail: angeli-kovaleva@yandex.ru

Гильманшина Т.Р., канд. техн. наук, доцент ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет», 660041, Красноярск, Россия, e-mail: gtr1977@mail.ru

Аннотация

Износостойкость узлов горного оборудования, которые в процессе эксплуатации подвергаются интенсивному ударно-абразивному износу, способствует повышению надежности, усталостной прочности и долговечности срока его службы. Для изготовления подобных изделий возможно использование сталей различных марок, но в настоящее время наиболее перспективными, как показал анализ литературы, в России и за рубежом признаются высокомарганцевые аустенитные стали типа 110Г13Л. Целью данной работы является исследование влияния структуры стали 110Г13Л на эксплуатационные характеристики крупногабаритных изделий для горного оборудования. Анализ таких изделий свидетельствует о том, что наиболее предпочтительной является литая структура стали, представляющая собой зерна твердого раствора аустенита с избыточными карбидами по границам. Конечная структура литой стали формируется в процессе термической обработки – закалки. Полученная в результате обработки микроструктура аустенитной стали имеет вид зерен твердого раствора аустенита при наличии участков мартенситных игл. Участки мартенсита, образующиеся на поверхности изделия, способствуют увеличению твердости материала и его износостойкости.

Иллюстрации:

Рис. 1. Фрактограмма (а) и микроструктура (б – середина образца; в – поверхностного слоя образца×100) литой стали 110Г13Л

Рис. 2. Фрактограмма (а) и микроструктура (б) стали 110Г13Л ×100

Ключевые слова

Горное оборудование, сталь, литейное производство, термическая обработка, химический состав, механические свойства, структура, аустенит, износостойкость.

Список литературы

1. Медведев В.И. Исследование, разработка и внедрение технологии изготовления отливок из комплексно-легированных сталей для быстроизнашивающихся сменных деталей горно-обогатительного оборудования: дис. … канд. техн. наук. Брянск, 1999. 149 с.

2. Prominence of Hadfield Steel in Mining and Minerals Industries: A Review / C. Okechukwu, O.A. Dahunsi, P.K. Oke, I.O. Oladele, M. Dauda // International Journal of Engineering Technologies-ijet. 2017. Vol. 3. N. 2. P. 83–90.

3. Bannister A.C. Structural integrity assessment procedures for european industry. Sintap. Sub-task 2.3: yield stress/tensile stress ratio: results of experimental programme. 1999. URL: http://www.eurofitnet.org/sintap_BRITISH_STEEL_BS-25.pdf

4. Development of Steelmaking Processes for Producing Various High-Quality Steel Grades at Yawata Works / Shintaro Kusunoki, Ryoji Nishihara, Katsuhiko Kato, Hitoshi Sakagami, Shinichi Fukunaga, Naoki Hirashima // Nippon steel technical report. August 2013. N 104. P. 109–116.

5. Кривцов Ю.С., Горобченко С.Л. Развитие литых сталей // Материалы в машиностроении. 2010. № 5(68). С. 62–67.

6. Olawale J.O., Ibitoye S.A., Shittu M.D. Work hardening behaviour and microstructural analysis of failed austenitic manganese steel crusher jaws // Materials Research. 2013. Vol. 16. P. 1274–1281.

7. Bhero S.W., Nyembe B., Lentsoana K. Common causes of premature failure of Hadfield steel crushers and hammers used in the mining industry // International Conference on Mining, Mineral Processing and Metallurgical Engineering. ICMMME. Johannesburg, South Africa. 2013. P. 174–176.

8. Postcooling treatment impact on mechanical properties of welded Hadfield steel pieces / E. Curiel-Reyna, I. Rojas-Rodriguez, J. Terán, A. DelReal, A. Lara-Guevar, et al. // Journal of Emerging Trends in Engineering and Applied Science. 2014. Vol. 5. P. 105–110.

9. Kivak T., Uzun G., Ekici E. An experimental and statistical evaluation of cutting parameters on the machinability of Hadfield steel // Gazi University Journal of Science. 2016. Vol. 29. P. 9–17.

10. Тен Э.Б., Базлова Т.А., Лихолобов Е.Ю. Влияние внепечной обработки на структуру и механические свойства стали 110Г13Л // Металловедение и термическая обработка металлов. 2015. № 3. С. 26-28.

11. Вдовин К.Н., Феоктистов Н.А., Хабибуллин Ш.М. Отработка технологии производства и исследование качества литых броней с применением методов неразрушающего контроля // Литейные процессы. 2014. № 13. С.75-82.

12. Современные литейные огнеупорные антифрикционные материалы / Л.И. Мамина, В.Н. Баранов, В.И. Новожонов, Т.Р. Гильманшина // Литейное производство. 2003. № 2. С. 19–20.

13. Фазовые превращения в графитовых покрытиях и их влияние на чистоту поверхности отливок / В.Г. Бабкин, В.В. Леонов, Т.Р. Гильманшина, Т.Н. Степанова // Черные металлы. 2017. № 10. С. 54–59.

14. Мулявко Н.М. Анализ эксплуатационной стойкости отливок из стали 110Г13Л // Известия Челябинского научного центра. 2001. № 4(13). С. 28–30.

15. Цуркан Д.А. Управление структурой и свойствами сталей 110Г13Л, 38ХС, 45ХН, используемых для изготовления деталей специальных машин: автореф. дис. … канд. техн. наук (05.16.09). Барнаул, 2012. 18 с.

16. Повышение долговечности и эксплуатационной надежности деталей гусеничного движителя сельхозтехники и специальных машин / Д.А. Цуркан, А.Н. Леонтьев, А.В. Ишков // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2012. № 5(91). С. 117–122.

17. Исследование возможности повышения надежности литых крупногабаритных изделий для горного оборудования / Т.Р. Гильманшина, Д.Ю. Крицкий, С.И. Тюрин и др. // Интернет-журнал Науковедение. 2017. Т. 9. № 2. С. 105.