Technologie modifikace materiálu a zesílení odolnosti proti korozi pro různá korozivní prostředí pružinových spon
Jaký je směr jemného{0}}ladění slitinových prvků pro základní materiál elastického pásu 60Si2MnA?
Směr jemného ladění slitinových prvků-pro základní materiál elastického pásu 60Si2MnA je zlepšit pevnost, houževnatost a odolnost proti únavě. Základem je přesné nastavení obsahu křemíku, manganu, chrómu, fosforu, síry a dalších prvků a rozsah jemného-ladění je přísně kontrolován v rámci národní normy. Křemík je základním prvkem pro zlepšení elasticity a pevnosti pružinové oceli. Obsah křemíku tradičního 60Si2MnA je 1,50 %-2,00 %. Po jemném-vyladění je obsah křemíku regulován na 1,80 %-2,00 %, což dále zlepšuje prokalitelnost oceli a zároveň zajišťuje elasticitu, takže celkový výkon elastického pásu je po kalení jednotnější. Mangan může zlepšit pevnost a odolnost oceli proti opotřebení. Tradiční obsah 0,60 %-0,90 % je jemně-vyladěn na 0,70 % – 0,90 %, což zvyšuje antideformační kapacitu elastického pásku a přizpůsobuje se velkému zatížení silových linek. Přidá se správné množství chrómu (0,10 % - 0,20 %). Chrom může vytvářet karbidy s uhlíkem v oceli, zjemňovat zrna, zlepšovat houževnatost a odolnost elastického pásu proti únavě a zabraňovat mikrotrhlinám v elastickém pásu při vibračním zatížení. Současně je přísně snížen obsah škodlivých prvků, jako je fosfor a síra, obsah fosforu je kontrolován na méně než nebo roven 0,010 % a obsah síry na méně než nebo roven 0,008 %, což je mnohem nižší než národní standardní požadavek na méně než nebo rovný 0,025 %, což snižuje lámavost na hranicích zrn způsobenou škodlivými segregacemi pruhů a křehkostí. Jemné doladění těchto slitinových prvků není jedinou úpravou, ale společnou optimalizací více prvků, realizující komplexní zlepšení pevnosti, houževnatosti a odolnosti proti únavě za předpokladu, že se nezmění výkon jádra 60Si2MnA.
Jaké procesy se převážně používají pro optimalizaci metalografické struktury základního materiálu elastického pásu?
Metalografická optimalizace struktury základního materiálu elastického pásu využívá především tři základní procesy: sféroidizační žíhání, izotermické kalení a nízkoteplotní popouštění. Tyto tři procesy vzájemně spolupracují, aby optimalizovaly metalografickou strukturu základního materiálu na jednotný temperovaný troostit a zlepšily komplexní mechanické vlastnosti. Sferoidizační žíhání je proces předúpravy pro metalografickou optimalizaci. Kruhová ocel 60Si2MnA je zahřátá na 780-800 stupňů, udržována v teple po dobu 3-4 hodin a poté pomalu ochlazována, takže struktura perlitu v oceli je sféroidizována za vzniku rovnoměrného sférického perlitu, který snižuje tvrdost oceli, zlepšuje plasticitu a ohýbání za studena při následném ohýbání, poskytuje dobrý výkon při tváření a formování. Izotermické kalení je proces zpevňování jádra. Poté, co se polotovar po sféroidizačním žíhání zahřeje na 850-880 stupňů pro austenitizaci, je rychle vložen do nitrátové lázně o teplotě 260-280 stupňů pro izotermické ochlazení, takže austenit se přemění na nižší bainit. Spodní bainitová struktura má vysokou pevnost a vysokou houževnatost a může způsobit, že elastický pás nese opakované vibrační zatížení bez únavového lomu. Nízkoteplotní temperování je následným stabilizačním procesem. Elastický pásek po izotermickém kalení se zahřeje na 200-220 stupňů, udržuje se v teple po dobu 2 hodin a poté se ochladí vzduchem, čímž se spodní bainitová struktura přemění na temperovaný troostit, eliminuje se zhášení vnitřního pnutí, stabilizuje se velikost a výkon elastického pásku a zabrání se deformaci elastického pásku v důsledku uvolnění vnitřního napětí během provozu. Teplota a doba zdržení těchto tří procesů musí být přesně řízeny. Odchylka teploty nebo nedostatečná doba držení povede k nerovnoměrné metalografické struktuře a ovlivní konečný výkon elastického pásu.
Jaký je hlavní proces posilování odolnosti elastických pásů proti korozi v pobřežním prostředí s vysokým-solným postřikem?
Základním procesem posilování odolnosti elastických pásů proti korozi v pobřežním prostředí s vysokým -solným postřikem je přijetí dvou-vrstvého procesu povrchové úpravy „dacrometový povlak + uzavřený povlak“. Tento proces může účinně izolovat chloridové ionty v solné mlze od kontaktu se základním materiálem elastického pásu a zlepšit odolnost vůči důlkové a štěrbinové korozi. Povlak Dacromet je první vrstvou ochrany. Pružný pásek je ponořen do dacrometové nátěrové kapaliny složené ze zinkového prášku, hliníkového prášku, chromátu atd. Po vypálení a vytvrzení se na povrchu elastického pásku vytvoří stříbrno-šedý povlak o tloušťce 8-10μm. Zinkový prášek v povlaku je obětovaná anoda, která nejprve koroduje, aby chránila základní materiál. Hliníkový prášek může zjemnit strukturu povlaku a zlepšit kompaktnost povlaku. Chromát může vytvořit pasivační film, aby se dále zvýšil antikorozní účinek. Uzavřený povlak je druhou vrstvou ochrany. Na povrch dacrometového povlaku je nastříkána vrstva organického tmelu o tloušťce 2-3μm. Těsnicí hmota může vyplnit drobné póry dacrometového povlaku, vytvořit bezešvý ochranný film, zcela izolovat kontakt mezi chloridovými ionty, vodou a základním materiálem a výrazně zlepšit odolnost povlaku vůči solné mlze. Současně je elastický pás před nanášením důkladně odmaštěn, zbaven rzi a fosfátován, aby se zajistila čistota povrchu základního materiálu, zlepšila se pevnost spojení mezi nátěrem a základním materiálem a zabránilo se odpadávání nátěru. Elastický pás ošetřený tímto procesem může projít testem neutrálního solného spreje po dobu více než 1000 h bez červené rzi, může stabilně sloužit více než 15 let v pobřežním prostředí s vysokým obsahem soli a životnost odolnosti proti korozi je zvýšena 2krát ve srovnání s tradičním žárově pozinkovaným elastickým pásem.
Jaký je rozdíl v procesu odolnosti elastických pásů proti korozi mezi vnitrozemským vlhkým a důlně prašným prostředím?
Rozdíl v procesu korozní odolnosti elastických pásů mezi vnitrozemským vlhkým a důlně prašným prostředím se odráží ve třech aspektech: způsob povrchové úpravy, tvrdost povlaku a zaměření ochrany. Všechny jsou navrženy odlišně podle korozních charakteristik prostředí a přesně se přizpůsobují potřebám různých prostředí. Jádrem koroze ve vnitrozemském vlhkém prostředí je elektrochemická koroze způsobená stykem vody a vzduchu, bez zjevného otěrového efektu. Proces odolnosti proti korozi využívá proces "elektrogalvanizace + pasivace barev". Elektrogalvanizace vytváří na povrchu elastického pásu zinkovou vrstvu o tloušťce 10-12μm pro ochranu základního materiálu přes obětovanou anodu. Barevná pasivace vytváří na povrchu zinkové vrstvy barevný pasivační film pro uzavření pórů zinkové vrstvy a zlepšení odolnosti proti vlhké korozi. Tento proces má mírné náklady, antikorozní{11}efekt může vyhovět potřebám vnitrozemského vlhkého prostředí a povrch nátěru je hladký a nesnadno absorbuje vodu. Koroze v důlním prašném prostředí zahrnuje nejen elektrochemickou korozi způsobenou vlhkostí, ale také abrazi způsobenou třením mezi prachovými částicemi a povrchem pružného pásu. Ochrana se zaměřuje na „antikorozní-odolnost + odolnost proti opotřebení“. Proces odolnosti proti korozi využívá proces „tepelného nástřiku zinek + keramický povlak“. Tepelně nástřikový zinek vytváří na povrchu elastického pásku zinkovou vrstvu o tloušťce 15-20μm pro dosažení antikorozní ochrany. Keramický povlak tvoří na povrchu zinkové vrstvy keramický povlak z oxidu hlinitého o tloušťce 5-8μm. Keramický povlak má tvrdost vyšší než HV800, což může účinně odolat otěru prachových částic a zabránit tomu, aby zinková vrstva ztratila svůj antikorozní účinek v důsledku opotřebení a odpadávání. Kromě toho se požaduje, aby pevnost spojení povlaku u důlních elastických pásů byla vyšší. Povrch elastického pásku je třeba před nanášením opískovat a zdrsnit, aby se zlepšila spojovací síla mezi povlakem a základním materiálem, zatímco elastické pásy ve vnitrozemí potřebují pouze běžnou úpravu fosfátováním. Přizpůsobení těchto dvou procesů umožňuje elastickému pásu dosáhnout rovnováhy mezi antikorozí a výkonem v různých prostředích, čímž se zabrání plýtvání náklady způsobené nadměrnou ochranou.
Jaké jsou synergické efekty modifikace materiálu a zesílení povrchové korozní odolnosti elastických pásů?
Modifikace materiálu a zpevnění povrchové korozní odolnosti elastických pásů neexistují nezávisle a oba vykazují vysoký stupeň synergického efektu. Jádrem je "zlepšení výkonu základního materiálu jako základ a povrchová ochrana jako záruka", které společně zlepšují komplexní servisní výkon elastických pásů. Úprava materiálu zlepšuje pevnost, houževnatost a odolnost proti únavě základního materiálu elastického pásu prostřednictvím jemného-ladění slitinových prvků a optimalizace metalografické struktury, což umožňuje elastickému pásu nést opakované vibrační zatížení linky a vyhnout se únavovému lomu způsobenému nedostatečným výkonem základního materiálu, což poskytuje stabilní základ základního materiálu pro posílení odolnosti proti korozi povrchu. Pokud má samotný základní materiál nízkou houževnatost a při vibracích vytváří mikrotrhliny, povede to k praskání povlaku a ztrátě antikorozního účinku. Zesílení povrchové korozní odolnosti izoluje kontakt mezi korozívním médiem a základním materiálem prostřednictvím diferencovaných procesů povrchové úpravy, chrání metalografickou strukturu a slitinové složení základního materiálu před korozí, zabraňuje poklesu pevnosti a houževnatosti základního materiálu v důsledku koroze a zajišťuje, že efekt modifikace materiálu může být zachován po dlouhou dobu. Bez povrchové ochrany modifikovaný základní materiál v korozním prostředí rychle zreziví a nelze uplatnit jeho vynikající mechanické vlastnosti. Současně se po úpravě materiálu zlepší povrchová tvrdost elastického pásku, což může zvýšit sílu spojení s povlakem a zabránit odpadávání povlaku v důsledku deformace základního materiálu při vibračním zatížení. Existence povrchového povlaku může také snížit koncentraci napětí na povrchu elastického pásu a dále zlepšit odolnost elastického pásu proti únavě. Kromě toho synergický účinek těchto dvou umožňuje, aby elastický pás současně splňoval požadavky na mechanické vlastnosti a odolnost proti korozi za různých pracovních podmínek a korozivního prostředí, výrazně prodlužuje životnost elastického pásu, snižuje frekvenci údržby a výměny a snižuje náklady na provoz dráhy.