1-مكاوي الزهر الغنية بالكروم
في المعدات التي تتعرض للتآكل، تتمتع سبائك الحديد التي تحتوي على أكبر قدر من الكربون بأفضل مقاومة للتآكل. في الوقت نفسه، نظرًا للضغوط العديدة التي يتم إنشاؤها أثناء العمل، يجب أن تتمتع المادة ذات الصلة بالصلابة الكافية. يتمتع الفولاذ غير المخلوط أو منخفض السبائك الذي يحتوي على حوالي 0.4% من الكربون بصلابة منخفضة عندما يكون هيكله مارتنسيتي. تم استخدام حديد الزهر الأبيض غير المخلوط، حيث يكون معظم الكربيد الموجود فيه من السمنتيت، لسنوات عديدة بسبب مقاومته للتآكل. ضعف هذه الحديد الزهر يكون في مرحلة الكربيد التي تشكل شبكة مستمرة حول حبيبات الأوستينيت وتسبب هشاشة وتشقق القطعة. إن زيادة العناصر التي تصنع الكربون على شكل كربيدات غير السمنتيت ذات صلابة أكبر وخصائص أكثر ملاءمة وكذلك تقليل كمية الكربون في الخلفية، تعمل على تحسين المتانة ومقاومة التآكل في نفس الوقت. الكروم هو العنصر المستخدم لهذا الغرض وكربيده يكون في الغالب على شكل M7C3.
في الوقت الحاضر، تعتبر حديد الزهر عالي الكروم بديلاً للفولاذ عالي الكروم في الظروف التي تتعرض فيها الأجزاء لتأثير معتدل وتآكل شديد. لقد تمكنت هذه المجموعة من حديد الزهر الأبيض من إظهار مقاومة تآكل جيدة جدًا نظرًا لوجود خلفية مارتينسيتية مع كربيدات مترسبة. في الظروف التي يتعرض فيها الجزء لصدمات متوسطة وتآكل شديد، سيكون من المناسب اختيار حديد الزهر المصنوع من الكروم والنيكل.
جدول 1- التركيب الكيميائي لثلاثة أنواع من سبائك الكروم.
| Grade | Content of elements % | ||||
| C | Mn | Si | Cr | Ni | |
| ICHH28I2 | 2.7-3 | 0.8-1.4 | 0.5-0.8 | 28-30 | 1.5-3 |
| ICHH15M3 | 3-3.5 | 0.3-0.6 | 0.5-0.9 | 12-18 | – |
| ICHH14G2N | 2-2.4 | 0.5-0.7 | 1.8-3.2 | 13-15 | 1.2-2 |
2- فولاذ المنغنيز
الفولاذ المنغنيز (هادفيلد) عبارة عن سبيكة تحتوي على 0.8 إلى 1.25% كربون و11 إلى 15% منجنيز، وهو فولاذ فريد غير مغناطيسي يتمتع بخصائص مقاومة للتآكل. يتمتع هذا الفولاذ بمقاومة عالية جدًا للتآكل، وترجع هذه الخاصية إلى الزيادة الثلاثية في صلابة السطح بسبب التأثير، وهذه الخاصية في نفس الوقت مع عدم وجود زيادة في الهشاشة؛ وهو ما نراه عادة بصعوبة متزايدة؛ مما يؤدي إلى المتانة العالية لهذا الفولاذ.
يستخدم فولاذ المنغنيز على نطاق واسع في طحن وطحن أجزاء صناعات التعدين وصناعات الأسمنت والمطاحن والكسارات وإبر السكك الحديدية وجرافات الرمل والخوذات وغيرها من الاستخدامات في البيئات كما تستخدم المواد الكاشطة في الحالات التي تكون فيها تحت تأثير مثل التفجير بالرصاص. ونظرًا لقوة تأثيرها على درجات الحرارة المنخفضة، فقد تم استخدام هذا الفولاذ مؤخرًا في صناعات التبريد.
يمكن استخدام درجات عديدة من فولاذ المنغنيز بعد المعالجة الحرارية للذوبان والتليين عند درجة حرارة حوالي 1000 درجة مئوية والتبريد في الماء، دون الحاجة إلى عمليات الإرجاع. في هذه الحالة تبلغ صلابة برينل حوالي 200HB (تشبه تقريبًا الفولاذ المقاوم للصدأ 304)، ولكن نظرًا لخصائصه الفريدة، بعد ملامسته للمواد الكاشطة والضربات المستمرة أثناء العمل، تزيد هذه الصلابة إلى 550HB ويصبح ما يسمى “العمل الشاق”. “. /ص>
غالبًا ما يصعب تصنيع أجزاء الفولاذ المنغنيز. لا يمكن تليين هذا الفولاذ عن طريق التلدين، وعادة ما يتطلب أدوات خاصة للتصنيع. على الرغم من أن لديهم القدرة على الحدادة على الساخن (الطرق) عند درجة حرارة 1100 درجة مئوية، فمن الممكن أن ينكسروا عند درجة حرارة 1200 درجة مئوية أثناء الطرق، وهم عمومًا يتمتعون بصلابة أكبر عند درجات حرارة عالية من الفولاذ الكربوني. لهذا السبب، عادة ما يتم إنتاج هذا الفولاذ بطريقة الصب. يمكن قطع فولاذ المنغنيز بواسطة سلسلة القطع بالأوكسي أسيتيلين، لكن يفضل القطع بالبلازما أو الليزر.
3- الحراريات
الفولاذ المقاوم للحرارة هو في الأساس فولاذ مقاوم للحرارة. كما تعلمون، فإن خصائص قوة الفولاذ تقل مع زيادة درجة الحرارة. المقاومة للحرارة تعني أن الفولاذ يمكنه تحمل درجات حرارة أعلى من 500 درجة مئوية، ولهذا السبب، تم تصميم الفولاذ المقاوم للحرارة للاستخدام في درجات حرارة أعلى من 500 درجة مئوية. يتم تقوية هذا الفولاذ الغني بعناصر الكروم وسبائك النيكل من خلال آلية المعالجة الحرارية (ذوبان الحالة الصلبة وترسيب الصلابة) ويستخدم بشكل عام في الأماكن التي تتطلب مقاومة التآكل في درجات الحرارة العالية ومقاومة الشقوق والتعب الساخن. ومقاومة الزحف مطلوبة. وبحسب دليل ASM، تنقسم هذه السبائك إلى ثلاث فئات، وهي:
3-1 – سبائك الحديد والكروم:
- سبائك تحتوي على 8 إلى 30% كروم
- ببنية حديدية
- يتميز بليونة وقوة منخفضتين عند درجات الحرارة المرتفعة
- التطبيق في الأماكن التي تكون فيها مقاومة التآكل مطلوبة بالقرب من الغازات.
جدول 2- التركيب الكيميائي لسبائك الحديد المقاومة للحرارة.
| Steel designation | % by mass | |||||||
| Number | Name | Approximate
AISI/ASTM designation |
C | Si | Mn
Max. |
Cr | Al | Others |
| 1.4713 | X10CrAlSi7 | – | Max. 0.12 | 0.5-1.00 | 1.00 | 6.00-8.00 | 0.5-1.00 | |
| 1.4724 | X10CrAlSi13 | – | Max. 0.12 | 0.7-1.4 | 1.00 | 12.00-14.00 | 0.7-1.2 | |
| 1.4742 | X10CrAlSi18 | – | Max. 0.12 | 0.7-1.4 | 1.00 | 17.00-19.00 | 0.7-1.2 | |
| 1.4762 | X10CrAlSi25 | – | Max. 0.12 | 0.7-1.4 | 1.00 | 23.00-26.00 | 1.2-1.7 | |
| 1.4749 | X18CrN28 | 446 | 0.15-0.2 | Max. 1.00 | 1.00 | 26.00-29.00 | N: 0.15 to 0.25 | |
| 1.4736 | X3CrAlTi18-2 | – | Max. 0.04 | Max. 1.00 | 1.00 | 17.00-18.00 | 1.7-2.1 | 0.2+4.(C+N)≤Ti≤0.8 |
3-2- سبائك الحديد والكروم والنيكل
- أكثر من 18% كروم وأكثر من 8% نيكل (كمية الكروم دائمًا أكبر من كمية النيكل)
- هيكل بخلفية أوستنيتي مع كمية صغيرة جدًا من الفريت
- يتميز بقوة عالية وليونة عند درجات الحرارة العالية ومقاوم للدورات الحرارية
- يمكن استخدامه في محيط غازات الاختزال والأكسدة التي تحتوي على بعض الكبريت.
3-3- سبائك الحديد والنيكل والكروم
- أكثر من 10% كروم وأكثر من 23% نيكل (كمية النيكل دائمًا أكبر من كمية الكروم)
- له بنية أوستنيتية بالكامل
- يتمتع بقوة عالية في درجات الحرارة المرتفعة ومقاوم للدورات والتدرجات الحرارية الشديدة
- غير صالح للاستخدام في الأماكن التي تحتوي على نسبة عالية من الكبريت.
- يمكن استخدامه في الأجواء التي تحتوي على الكربون والنيتروجين. (نظرًا لاحتوائها على نسبة عالية من النيكل، فهي لا تتكربن أو نترد بسهولة).
جدول 3- التركيب الكيميائي للسبائك المقاومة للحرارة الأوستنيتي.
| Steel designation | % by mass | |||||||
| Number | Name | Approximate
AISI/ASTM designation |
C | Si | Mn | Cr | Ni | Others |
| 1.4878 | X8CrNiTi18-10 | 321H | Max. 0.1 | Max. 1.00 | Max. 2.00 | 17.00-19.00 | 9.00-12.00 | Ti:5.%C≤Ti≤0.8 |
| 1.4828 | X15CrNiSi20-12 | – | Max. 0.20 | 1.5-2.5 | Max. 2.00 | 19.00-21.00 | 11.00-13.00 | |
| 1.4835 | X9CrNiSiNCe21-11-2 | S30815 | 0.05-0.12 | 1.4-2.5 | Max. 1.00 | 20.00-22.00 | 10.00-12.00 | Ce:0.03-0.08 |
| 1.4833 | X12CrNi23-13 | 309S | Max. 0.15 | Max. 1.00 | Max. 2.00 | 22.00-24.00 | 12.00-14.00 | |
| 1.4845 | X8CrNi25-21 | 310S | Max. 0.1 | Max. 1.5 | Max. 2.00 | 24.00-26.00 | 19.00-22.00 | |
| 1.4841 | X15CrNiSi25-21 | 314 | Max. 0.2 | 1.5-2.5 | Max. 2.00 | 24.00-26.00 | 19.00-22.00 | |
| 1.4864 | X12NiCrSi35-16 | – | Max. 0.15 | 1-2 | Max. 2.00 | 15.00-17.00 | 33.00-37.00 | |
| 1.4876 | X10NiCrAlTi32-21 | – | Max. 0.12 | Max. 1.00 | Max. 2.00 | 19.00-23.00 | 30.00-34.00 | Al:0.15-0.6
Ti:0.15-0.6 |
| 1.4877 | X6NiCeNbCe32-27 | – | 0.04-0.08 | Max. 0.3 | Max. 1.00 | 26.00-28.00 | 31.00-33.00 | Al:max. 0.025
Ce: 0.05-0.1 Nb:0.6-1.00 |
| 1.4872 | X25CrMnNiN25-9-7 | – | 0.2-0.3 | Max. 1.00 | 8.00-1.00 | 24.00-26.00 | 6.00-8.00 | N:0.2-0.4 |
| 1.4818 | X6CrNiSiNCe19-10 | S30415 | 0.04-0.08 | 1.00-2.00 | Max. 1.00 | 18.00-20.00 | 9.00-11.00 | Ce:0.03-0.08 |
| 1.4854 | X6NiCrSiNCe35-25 | S35315 | 0.04-0.08 | 1.2-2.00 | Max. 2.00 | 24.00-26.00 | 34.00-36.00 | N:0.12-0.2
Ce:0.03-0.08 |
| 1.4886 | X10NiCrSi35-19 | N08330 | Max. 0.15 | 1-2 | Max. 2.00 | 17.00-20.00 | 33.00-37.00 | |
| 1.4887 | X10NiCrSiNb35-22 | – | Max. 0.15 | 1-2 | Max. 2.00 | 20.00-23.00 | 33.00-37.00 | Nb:1.00-1.5 |
4- حديد الزهر الصلب
تستخدم مكاوي الزهر المصنوعة من النيكل الصلب على نطاق واسع في عمليات التكسير والسحق والدرفلة ومناولة المواد. هناك مجموعتان رئيسيتان من حديد الزهر الصلب بالنيكل:
حديد الزهر الذي يحتوي على 4% نيكل وحديد الزهر الذي يحتوي على 6% نيكل و9% كروم، وتعرف هاتان المجموعتان عادةً بالنيكل الصلب 2 والنيكل الصلب 4. يحتوي حديد النيكل الصلب من النوع 2 على كربيدات سهلة الانصهار ليدبوريت M3C وبالتالي يتميز بصلابة منخفضة، بينما يتكون النيكل الصلب من النوع 4 بشكل أساسي من كربيدات متقطعة M7C3 ونتيجة لذلك فإن صلابة النيكل الصلب 4 أعلى. يتميز حديد الزهر الصلب بالنيكل 2 بصلابة أقل ويستخدم بشكل رئيسي في إنتاج بكرات تشغيل المعادن. إن تعدين واستخدام مكاوي الزهر الصلبة بالنيكل 4 تشبه تقريبًا مكاوي الزهر عالية الكروم، ولكن لوحظ أنه في بعض التطبيقات مثل كرات الطحن والجدار الصدفي لمطاحن الأسمنت ذات القطر الكبير، حيث تتعرض أجزاء المصبوب وتستخدم أيضًا للارتداء والتأثيرات الثقيلة المتكررة. . لا يوفر النيكل الصلب 4 المقاومة اللازمة للكسر، بشكل عام، مقاومة الكسر لمكاوي الزهر الغنية بالكروم أعلى من مقاومة مكاوي الزهر الصلبة بالنيكل 4. السمة التي تسبب التفوق الواضح لمكاوي الزهر الصلبة المصنوعة من النيكل 4 مقارنة بمكاوي الزهر عالية الكروم هي صلابتها الممتازة.
يتم تحديد التركيب الكيميائي لجميع حديد الزهر الصلب المصنوع من النيكل بحيث يتصلب معظم الهيكل على شكل سهل الانصهار والأوستينيت. تعتمد كمية الكربيد سهل الانصهار المتكون وبنية الخلفية على التركيب الكيميائي للحديد الزهر. يحتوي حديد الزهر بالنيكل الصلب 2 على بنية ليدبوريت خاصة يوجد فيها كربيد M3C في البنية المجهرية المستمرة، لكن حديد الزهر بالنيكل الصلب 4 له بنية سهلة الانصهار حيث توجد كربيدات من النوع M7C3 بشكل متقطع. تتمثل ميزة هذا النوع من تركيب الكربيد في أنه على الرغم من أن كربيد M7C3 هش، إلا أن الشقوق التي تنشأ فيه لا يمكن أن تنتشر بعيدًا جدًا قبل دخول المجال الأكثر ليونة.
جدول 4- التركيب الكيميائي لحديد الزهر Ni-Hard.
| Grade | Chemical composition | |||||||
| C (total) | Si | Mn | S | P | Ni | Cr | Mo | |
| Ni-Hard 1 | 3-3.6 | 0.3-0.5 | 0.3-0.7 | Max 0.15 | Max 0.3 | 3.3-4.8 | 1.5-2.6 | 0-0.4 |
| Ni-Hard 2 | Max 2.9 | 0.3-0.5 | 0.3-0.7 | Max 0.15 | Max 0.3 | 3.3-5 | 1.4-2.4 | 0-0.4 |
| Ni-Hard 4 | 2.6-3.2 | 1.8-2 | 0.4-0.6 | Max 0.1 | Max 0.06 | 4.5-6.5 | 8-9 | 0-0.4 |
5- حديد الزهر المقاوم للنيكل
مجموعة مشهورة من مكاوي الزهر عالية السبائك المعروفة بالاسم التجاري Ni Resist وتم إنتاجها منذ فترة طويلة لمقاومة التآكل. ترجع المقاومة العالية لمكاوي الزهر الشائعة الاستخدام ضد التآكل إلى وجود 13.5 إلى 36% نيكل و1.8 إلى 6% قرمزي وفي نوع واحد 5.5 إلى 7.5% نحاس فيها. يتم استخدام حديد الزهر غير المقاوم لحل مشاكل التآكل المتعلقة بضخ وتكرير النفط في الآبار الحامضية وبعض الأحماض والقلويات. يمكن إنتاج معظم حديد الدكتايل على شكل حديد رمادي أو حديد مطاوع.
هذه الحديد الزهر مقاومة للأكسدة في درجات الحرارة العالية وفي البيئات المسببة للتآكل. يؤدي وجود نسبة عالية من النيكل إلى تكوين رقائق الجرافيت أثناء التجميد حتى في وجود نسبة عالية من الكروم. تمنع الكمية العالية من النيكل أيضًا تحول الأوستينيت. عادة، لا تخضع حديد الزهر غير المقاوم للمعالجة الحرارية، ولكن في بعض التطبيقات وعندما يجب أن تعمل أجزاء الصب في درجات حرارة عالية، يجب أن تكون مستقرة الأبعاد. هذا النوع من المعالجة الحرارية لن يغير بنية الخلفية الأوستنيتي.
جدول 5- التركيب الكيميائي لحديد الزهر المقاوم للنيكل مع طبقات الجرافيت.
| Chemical Compositions of Flake Graphite Ni-Resist Alloys, % | |||||||
| Common Name | Ni | Cr | Si | Cu | Mn | C max | Other |
| NiMn 13 7 | 12-14 | 0.2 max | 1.5-3 | – | 6-7 | 3.0 | – |
| Ni Resist 1 | 13.5-17.5 | 1.5-2.5 | 1-2.8 | 5.5-7.5 | 0.5-1.5 | 3.0 | – |
| Ni Resist 1b | 13.5-17.5 | 2.5-3.5 | 1-2.8 | 5.5-7.5 | 0.5-1.5 | 3.0 | – |
| Ni Resist 2 | 18-22 | 1.5-2.5 | 1-2.8 | 0.5 max | 0.5-1.5 | 3.0 | – |
| Ni Resist 2b | 18-22 | 3-6 | 1-2.8 | 0.5 max | 0.5-1.5 | 3.0 | – |
| Ni crosil-al | 18-22 | 1.5-4.5 | 3.5-5.5 | – | 0.5-1.5 | 2.5 | – |
| Ni Resist 3 | 28-32 | 2.5-3.5 | 1-2 | 0.5 max | 0.5-1.5 | 2.6 | – |
| Ni Resist 4 | 29-32 | 4.5-5.5 | 5-6 | 0.5max | 0.5-1.5 | 2.6 | – |
| Ni Resist 5 | 34-36 | 0.1 max | 1-2 | 0.5 max | 0.5-1.5 | 2.4 | – |
| Ni Resist 6 | 18-22 | 1-2 | 1.5-2.5 | 3.5-5.5 | 0.5-1.5 | 3 | 1 Mo |
جدول 6- التركيب الكيميائي للحديد الزهر المقاوم للنيكل مع الجرافيت الكروي.
| Chemical Compositions of Spheroidal Graphite Ni-Resist Alloys, % | |||||||
| Common Name | Ni | Cr | Si | Cu | Mn | C max | Other |
| Ni Resist D-2 | 18-22 | 1.75-2.75 | 1-3 | 0.5max | 0.7-1.25 | 3 | – |
| Ni Resist D-2w | 18-22 | 1.5-2.2 | 1.5-2.2 | 0.5max | 0.5-1.5 | 3 | 0.12-20Nb |
| Ni Resist D-2B | 18-22 | 2.75-4 | 1.5-3 | 0.5max | 0.7-1.25 | 3 | |
| Ni Crosilal Spheronic | 18-22 | 1-2.5 | 4.5-5.5 | 0.5max | 0.5-1.5 | 3 | |
| Ni Resist D-2C | 21-24 | 0.5 max | 1-3 | 0.5max | 1.8-2.4 | 2.9 | |
| Ni Resist D-2M | 22-24 | 0.2 max | 1.5-2.5 | 0.5max | 3.75-4.5 | 2.6 | |
| Ni Resist D-3A | 28-32 | 1-1.5 | 1-2.8 | 0.5max | 1 max | 2.6 | |
| Ni Resist D-3 | 28-32 | 2.5-3.5 | 1-2.8 | 0.5max | 1 max | 2.6 | |
| Ni Resist D-4A | 29-32 | 1.5-2.5 | 4-6 | 0.5max | 0.5-1.5 | 2.6 | |
| Ni Resist D-428 | 0-32 | 4.5-5.5 | 5-6 | 0.5max | 1 max | 2.6 | |
| Ni Resist D-534 | 0-36 | 0.1 max | 1-2.8 | 0.5max | 1 max | 2.4 | |
| Ni Resist D-5B | 34-36 | 2-3 | 1-2.8 | 0.5max | 1 max | 2.4 | |
| Ni Resist D-5S | 34-37 | 1.15-2.25 | 4.9-5.5 | 0.5max | 1 max | 2.3 | |
| Ni Resist D-6 | 12-14 | 0.2 max | 2-3 | 0.5max | 6-7 | 3 | |
6- فولاذ FMU
يعد فولاذ الكروم والموليبدينوم أحد السبائك الأكثر استخدامًا على نطاق واسع المستخدمة في بطانة المطاحن، وخاصة مطاحن خام الحديد، نظرًا لمقاومتها الجيدة للتآكل والصدمات وتكلفة الإنتاج المنخفضة نسبيًا.< / ع >
وفقًا لنوع تشغيل بطانة المطاحن ومكان تركيب البطانة في الطاحونة، يجب أن تتمتع السبيكة المستخدمة بمزيج مناسب من مقاومة التآكل والصدمات. في البطانات المستخدمة في جدار الطاحونة، تكون مقاومة التآكل هي الأولوية، وفي بطانات أرضية الطاحونة تكون مقاومة الصدمات أكثر أهمية. يتم استخدام سبائك مختلفة في بطانات مختلفة، مثل الفولاذ الأوستنيتي المنغنيز، والفولاذ المطلي بالكروم والحديد الزهر، وحديد الزهر نيهارد، والفولاذ الموليبدينوم الكروم.
في الآونة الأخيرة، تم استخدام نوع جديد من الفولاذ يعرف باسم FMU Steel (العلامة التجارية لشركة Megato) على نطاق واسع في إنتاج بطانات مطاحن الأسمنت. يحتوي هذا النوع من الفولاذ على مزيج مناسب من مقاومة التآكل والصدمات. ونظراً للكميات العالية نسبياً من عناصر سبائك هذا الفولاذ (خصوصاً الكروم)، فإن صلابة هذه السبائك تكون عالية نسبياً.
بالنظر إلى أن السبيكة المستخدمة في المطاحن يجب أن تتمتع بأعلى مقاومة للتآكل وصلابة كافية، فإن هيكل المارتنسيت المقسى يوفر مزيجًا مناسبًا من الخصائص المذكورة أعلاه.
جدول 7- التركيب الكيميائي لفولاذ الكروم والموليبدينوم.
| Reference Standard | Nominal Chemical Composition (W%) | |||||||
| C | Si | Mn | Cr | Mo | Ni | S | P | |
| FMU-29 | 0.25-0.45 | 0.3-1 | 0.6-1.5 | 6-8 | 0.2-0.4 | – | ≤0.04 | ≤0.04 |
| FMU-11 | 0.9-1.3 | 0.3-1 | 0.6-1.5 | 11-13 | 0.3-0.5 | – | ≤0.04 | ≤0.04 |
| FED- 13 | 0.8-1.3 | 0.4-1.2 | 0.8-1.5 | 11-13 | 0.4-0.8 | – | ≤0.04 | ≤0.04 |
| FED-14 | 1.6-2 | 0.4-1.2 | 0.8-1.5 | 11-13 | 0.6-1 | – | ≤0.04 | ≤0.04 |