Z E S Z Y T Y NAUKOWE P O L I TE C HNI KI ŚL ĄS K I E J 1978
S e r i a : M ech an ik a z . 65 N r k o l. 569
G a b rie l KN1AGININ, A n d rz e j C H O JEC K I, I r e n e u s z T K l.EJK O In s ty tu t T e c h n o lo g ii i M e c h a n iz a c ji O d lew n ictw a
A kadem ia G ó rn ic z o - H u tn ic z a - K raków
STA LIW O PR Z E Z N A C Z O N E NA KOŁA JEZD N E CIĘŻK ICH S U W N IC -'
S t r e s z c z e n i e . W a r ty k u le p r z e d s ta w io n o b a d a n ia now ego gatu n k u s ta liw a L35H2N4-M o z n a c z n ie w y ż sz y c h w ła s n o ś c ia c h m e c h a n ic z n y c h i o d p o rn o ś c i n a ś c i e r a n i e n iż d o ty c h c z a s sto s o w a n e z p rz e z n a c z e n ie m n a k o la je z d n e c ię ż k ic h s u w n ic .
1 . W stęp
S ta liw o , z k tó r e g o w ykonyw ane są k o ła je z d n e do suw nic m ożna p o d z ie lić na dw ie g r u p y p o d s ta w o w e :
a / sta liw o do n o rm a liz o w a n ia lu b u le p s z a n ia c ie p ln e g o , b / sta liw o do p o w ie rz c h n io w e g o h a r to w a n ia .
P ie r w s z a g ru p a o b ejm u je sta liw o k o n s tru k c y jn e w ęg lo w e o z a w a r to ś c i w ę g la 0 ,4 5 - 0 ,6 0 % o r a z n is k o sto p o w e o z a w a r to ś c i w ę g la 0 ,3 5 - 0 ,6 0 % z d odatkam i n a jc z ę ś c ie j k rz e m u , c h ro m u , m an g an u , m o lib d e n u . K ola z e s ta liw a n a le ż ą c e g o do te j g ru p y p o d d a je s ię n o rm a liz o w a n iu /s ta l iw o w ę g lo w e / lu b u le p s z a n iu ciep ln em u /n is k o s t o p o w e / . O ic h o d p o rn o ś c i n a z u ż y c ie d e c y d u je w z n a c z n e j m ie r z e tw a r d o ś ć , k tó r a je d n a k n a w e t w p r z y padku s ta liw a sto p o w eg o n ie p o w in n a b y ć w y ż s z a n iż 400 H B . P r z y w y ż s z e j tw a r d o ś c i z a c h o d z i o b a w a , ż e w ła ś c iw o ś c i p la s ty c z n e s ta liw a m ogą być n i e w y s t a r c z a j ą c e p r z y c i ę ż k ic h w a ru n k a c h p r a c y su w n ic y . W k r a ju k o ła do su w n ic w ykonuje s i ę n a jc z ę ś c ie j ze
s ta liw a 45G 2, 45G2M i 50G 2.
D ru g a g r u p a o b ejm u je g a tu n k i s t a li w a , w k tó ry c h d u ż ą o d p o rn o ś ć n a z u ż y c ie u z y s k u je s ię p r z e z p o w ie rz c h n io w e h a r to w a n ie . T w a r d o ś ć p o w ie rz c h n i ro b o c z y c h k o ła w y n o si w te dy około 500 H V , p r z y czym w a ż n e j e s t , a b y p om iędzy p e r l it y c z n ą s t r e f ą ś r o d k a k o ła a m a rte n z y te m b ie ż n i n ie n a s tę p o w a ła g w ałto w n a zm ian a w ła ś c iw o ś c i m e c h a n ic z n y c h , co m ogłoby o s ła b ić s p ó jn o ś ć s t r e f y z a h a rto w a n e j z r e s z t ą k o ła . Z e w g zlęd u n a tr u d n o ś c i te c h n o lo g ic z n e , k o ła ta k ie w y tw a rz a ją ty lk o w y sp e c ja liz o w a n e firm y . W y tw ó rcy z r e g u ły n ie p o d a ją b liż s z y c h d an y ch o d n o śn ie ic h te c h n o lo g ii. P r o s p e k ty firm o w e p r z e d s ta w ia ją n a jc z ę ś c ie j ty lk o z a le ty w y tw a rz a n y c h k ó ł.
x / W b a d a n ia c h u d z ia ł b r a l i : d r i n ż .J .G ł o w n i a , m g r i n ż . E .T u r c z a - K n i a g in i n ,J .C i u p i ń s k i.
P a te n t ty m c z a so w y n r P -1 9 4 7 3 0
156 G a b rie l K niag in in , A n d rz e j C h o je c k i
V
2 . Z a ło ż e n ia do d o b o ru sk ład u ch em iczn eg o s ta łiw a
A n a liz a m echanizm u z u ż y c ia k ó ł, p rz e p r o w a d z o n a n a p o d sta w ie danych lite r a tu r o w y c h o r a z o b s e r w a c ji w ła sn y c h p o z w o liła w ytypow ać n a s tę p u ją c e w ła ś c iw o ś c i s ta łiw a , d e c y d u ją c e o o d p o rn o ś c i n a z u ż y c ie [l] '■
a / g r a n i c a s p r ę ż y s t o ś c i , b / w y trz y m a ło ść n a z m ę c z e n ie , c / tw a r d o ś ć ,
d / w ra ż liw o ś ć n a d z ia ła n ie k a rb u ,
e / s ta b iln o ś ć s t r u k tu r y p r z y w z r o ś c i e te m p e r a tu r y w y w o łan ej ta r c ie m , f / s ta b iln o ś ć c ie p ln a w ła ś c iw o ś c i m e c h a n ic z n y c h .
W o p a rc iu o d a n e z a m ie s z c z a n e w p r o s p e k ta c h re k la m o w y c h p rz o d u ją c y c h firm p r o d u k u ją c y c h k o ła je z d n e do suw nic o d u ży ch u d ź w ig a c h p r z y j ę t o , że sta liw o pow inno z a p e w n ić n a s tę p u ją c e w ła ś c iw o ś c i:
1 / m e c h a n ic z n e :
a / po podw ójnym n o rm a liz o w a n iu i w ysokim o d p u s z c z a n iu : Re ^ 5 0 0 N /m m ^ , A c ^ 10 %, ^ 50 J /c m ^ ,
2 2
b / po h a rto w a n iu : ^-5 ^ * 500 daN /m m , Re^> 850 N /m m , A ^ 5 %, 2 0 ] / c m ^ , Z ^ 3 8 daN /m m ^
1V1
2 / g łę b o k o ść w a rs tw y z a h a rto w a n e j w ię k s z a n iż 15 mm,
3 / sp a d e k tw a r d o ś c i w w a r s tw ie p r z e jś c io w e j p o m ięd zy b ie ż ą ią a rd z e n ie m k o ła n ie w ię k s z y n iż 50 H V /1 0 mm.
H a rto w a n ie w yw ołuje z a w s z e w m a t e r ia le n a p r ę ż e n i a , k tó r y c h w a r to ś ć je s t tym m n ie j
s z a im w o ln ie js z e j e s t o d p ro w a d z e n ie c ie p ł a , a w ię c im ła g o d n ie js z y j e s t o ś r o d e k c h ło d z ą c y . A by p r z y sto so w a n iu w o ln eg o s tu d z e n ia o tr z y m a ć w a r s tw ę z a h a rto w a n ą o z a ło ż o n e j g łę b o k o ś c i, s ta liw o m u si p o s ia d a ć o d p o w ied n ią h a r to w n o ś ć . Z a tym o sta tn im w a r u n kiem p rz e m a w ia r ó w n ie ż k o n ie c z n o ś ć z a p e w n ie n ia n ie w ie lk ie g o sp ad k u tw a r d o ś c i w w a r
s tw ie p r z e j ś c i o w e j . N a jm n ie js z e n a p r ę ż e n ia w o d le w ie w y w o łu je h a rto w a n ie p o w ie trz e m . D latego z a ło ż o n o , ż e sta liw o pow inno b y ć s a m o h a rto w n e .
3 . D obór s k ła d u c h e m ic z n e g o s ta liw a o z a ło ż o n e j h a r to w n o ś c i i b a d a n ia la b o r a to r y jn e w ytypow anych gatunków s ta liw a
Ilo ś ć d odatków sto p o w y ch k o n ie c z n y c h do o tr z y m a n ia z a ło ż o n e j g r u b o ś c i s t r e f y z a h a rto w a n e j w y lic z o n o , p o s łu g u ją c s ię m eto d ą o b lic z a n ia h a r to w n o ś c i wg M .A .G r o s s m a - n n afsj.O g ó ln y w z ó r do o b lic z a n ia h a r to w n o ś c i n a p o d s ta w ie sk ła d u c h e m ic z n e g o je s t n a s tę p u ją c y :
S taliw o p rz e z n a c z o n a n a k o la je z d n e 157
Di = Diw ■ k l • k 2 ■ k 3 ■ • • 1
g d z ie : - id e a ln a ś r e d n ic a k r y ty c z n a ,
D .^ -- id e a ln a ś r e d n ic a k ry ty c z n a d la p ro c e n to w e j z a w a r to ś c i w ęg la [3], k ^ , k £ , k^ _ w sp ó łc z y n n ik i d la odpo w ied n ieg o sk ła d n ik a sto p o w eg o [3] .
Aby m ożna było w y k o rz y s ta ć w z ó r 1 n a le ż a ło p r z e d e w sz y stk im u s t a li ć z a w a r to ś ć w ę g la . Z e w z ro s te m z a w a r to ś c i w ę g la r o ś n i e tw a r d o ś ć , d e c y d u ją c a w z n a c z n e j m ie r z e o o d p o rn o ś c i n a ś c i e r a n i e s ta liw a n is k o s to p o w e g o , a ta k ż e o d p o rn o ś c i n a tw o rz e n ie w g łę b ie ń .
1 - p r ó b k a 2 - p ł a s z c z 3 - d n o 4 - a z b e s t
5 - o t w o r y na t e r m o p a r y 6 - b l a c h a
R y s . l S c h e m a t u r z ą d z e n i a do p o m iaru h a rto w n o ś c i s t a l i s a m o h a r- tow nej
\
To z k o le i w ią ż e s i ę z k o n c e n tr a c ją n a p r ę ż e ń p o d c z a s p r a c y k o ła . Z d ru g ie j s tro n y w ę g ie l o b n iż a p la s ty c z n o ś ć i u d a r n o ś ć s ta li w a , a ta k ż e z w ię k s z a je g o sk ło n n o ść do tw o r z e n ia p ę k n ię ć h a rto w n ic z y c h . D lateg o il o ś ć jeg o n ie pow inna by ć w y ż s z a od k o n ie c z n e j d la z a p e w n ie n ia z a ło ż o n e j tw a r d o ś c i. B a d a n ia [ń] w y k a z a ły , że tw a r d o ś ć p o w ie rz c h n i ro b o c z e j k o la w y n o sz ą c ą około 500 HV m ożna u z y s k a ć p r z y z a w a r to ś c i w ę g la o k . 0 ,3 5 %.
158____________________________________________________ G a b rie l K n iag in in , A n d rz e j C h o je c k i
V
P o s z c z e g ó ln e s k ła d n ik i d z ia ła ją n ie z a le ż n ie i m ożna d r o ż s z e z nich z a s tą p ić tańszym i p r z y zachow aniu teg o sam ego wpływu n a h a rto w n o ś ć . M ają one jednak indyw idualny wpływ na w ła ś c iw o ś c i s ta liw a . W p ro w ad zen ie w ię k s z e j i l o ś c i p ie rw ia stk ó w w z n a c z n ie w iększym sto p n iu p o le p s z a o d p o rn o ś ć n a ś c i e r a n i e , n iż w p ro w ad zen ie jed n eg o p i e r w i a s t k a w d u ż e j i l o ś c i [5].
U w zględniając p o w y ż sz e ro z w a ż a n ia p r z y ję to m o żliw ie n a jw y ż s z e z a w a r to ś c i s k ła d n i
ków stopow ych n a jta ń s z y c h , a r ó w n o c z e ś n ie s iln ie p o d w y ż sz a ją c y c h h a rto w n o ś ć / M n , C r / . D odatek n ik lu , k tó r y pow inien z ap ew n ić u z y s k a n ie z a ło ż o n e j g łę b o k o ś c i w a rs tw y z a h a r t o w an ej p r z y h a rto w a n iu p o w ie trz e m w y liczo n o z e w z o ru /1 / . Do badań la b o r a to r y jn y c h w ytypow ano w s tę p n ie t r z y g ru p y gatunków s ta liw a , k tó r y c h sk ła d ch em iczn y podano w t a b e li 1.
T a b e la 1 S k ła d c h e m ic z n y s ta liw a w ytypow anego do b a d ań la b o r a to r y jn y c h . C z ę ś ć wytopów ze
s ta liw a 11 w ykonano z d o d atk iem o k o ło 0 ,1 % V
G atunek sta liw a
S k ła d c h e m ic z n y w %
C Mn S i Ni C r Mo
I 0 ,3 0 - 0 ,4 0 0 , 3 5 - 0 ,7 0 o k o ło 0 ,5 2 , 0 - 3 , 5 1 , 7 - 2 , 0 -
11 0 , 3 0 - 0 ,4 5 0 ,4 0 - 0 ,9 0 o k o ło 0 ,5 3 , 5 - 4 , 5 1 , 7 - 2 , 2 0 , 3 - 0 , 4
III 0 ,3 5 - 0 ,4 0 1 ,3 5 - 1 ,5 0 o k o ło 0 , 5 1 , 7 - 1 , 9 2 , 7 - 3 , 0 około 0 , 5
S ta liw o w y tap ian o w p ie c u indukcyjnym o p o je m n o ś c i 10 k G . C z ę ś ć p ró b e k s ta liw a II w ykonano z n ie w ie lk im /p o n iż e j 0 ,1 %/ d o d atk iem w a n a d u , w prow adzonym d la r o z d r o b n ie n ia z i a r n a . W p ie rw s z y m e ta p ie o d lew an o je d y n ie c y lin d ry c z n e p ró b k i do b a d a n ia h a r - to w n o ś c i. P o n ie w a ż s tw ie rd z o n o , ż e d o ty c h c z a s o p ra c o w a n e m etody p o m ia ru h a rto w n o ś - c i n ie n a d a ją s ię do badań s ta liw a sam o h a rto w n e g o z a p ro je k to w a n o now y sp o s ó b , k t ó r e go sc h e m a t p o k a z a n o n a r y s . 1 . P ró b k ę o ś r e d n ic y 4-0 mm i d łu g o ś c i 70 mm u m ie sz c z o n o r a z e m z n a d le w e m , o sio w o w c y lin d r z e m etalow ym o ś r e d n ic y 100 mm i d łu g o ś c i 130 mm.
Do c y li n d r a w sypyw ano s p ro s z k o w a n y a z b e s t , le k k o u b ija ją c g o , a n a s tę p n ie p r z y k r y w ano p o k ry w k ą z o tw o rem o d p o w iad ają cy m ś r e d n ic y p r ó b k i. W u p rz e d n io w y w ie rc o n e w
p r ó b c e o tw o ry u s ta w ia n o w o d le g ło ś c i 4 i 15 mm o d h a rto w a n e j p o w ie rz c h n i te r m o p a r y P t- P tR h lO . G ru b o ś ć iz o la c y jn e j w a rs tw y a z b e s tu d o b ra n o w ta k i s p o s ó b , ab y w ym iana c ie p ła z o to c z e n ie m n a s tę p o w a ła je d y n ie p o p rz e z g ó rn ą o d k ry tą p o w ie r z c h n ię . O d k ry tą
S taliw o p rz e z n a c z o n e n.a k o lą jP7rlnp 159
p o w ie rz c h n ię p ró b k i n a g rz e w a n o p aln ik iem g azo w o -p o w ie trz n y m a ż do o s ią g n ię c ia z a ło żonego ro z k ła d u te m p e r a tu r , p o tr z e b n e g o do z a h a rto w a n ia w a rs tw y o g ru b o ś c i 16 mm od c z o ła p r ó b k i. S tu d z e n ie p rz e p ro w a d z o n o sp rężo n y m p o w ie trz e m . P r ó b k ę p rz e c in a n o w zdłuż o s i p o d łu żn ej i ze sz lifo w y w a n o je j b o czn ą p o w ie rz c h n ię , a n a s tę p n ie m ie rz o n o tw a r d o ś ć .
500 i I 400
O
* 300
200
4 8 12 16 20 24 28
Odteąlość od czoło w mm R y s . 2 R o zk ład tw a r d o ś c i w p ró b k a c h z e s ta liw a I.
W yniki u ję to w y k re se m w u k ła d z ie : o d le g ło ś ć od p o w ie rz c h n i h a rto w a n e j - tw a r d o ś ć . W yniki p o m ia ró w tw a r d o ś c i i g łę b o k o ś c i s t r e f y z a h a rto w a n e j p r z e d s ta w io n o n a r y s . 2 - 4 . Z o trz y m a n y c h w yników b ad a ń w y n ik a ją n a s tę p u ją c e w n io s k i:
1 . W s z y s tk ie t r z y b a d a n e g a tu n k i s ta liw a w y k a z u ją z a ło ż o n ą g łę b o k o ś ć w a rs tw y z a h a r to w a n e j; sta liw o I - 18 do 25 mm , s ta liw o II - 23 do 31 mm, sta liw o III - 17 do 32 mm.
2 . T w a r d o ś ć n a p o w ie rz c h n i w a r s tw y z a h a rto w a n e j o d p o w iad a p r z y j ę te j w z a ło ż e n ia c h i w y n o si 500 - 540 H V . W s ta liw ie II tw a r d o ś ć n a g łę b o k o ś c i do 20 mm n ie sp a d a p o n iż e j 500 HV.
3 . P r z e j ś c i e p o m ięd zy s t r e f ą z a h a rto w a n ą i n ie z a h a r to w a n ą je s t d la s ta liw a II b a rd z o ła g o d n e . S p a d e k tw a r d o ś c i w w a r s t w i e z a h a rto w a n e j w y n o si 20 do 40 HV / 1 0 m m .
4 . W s ta liw ie III s tw ie rd z o n o sp a d e k tw a r d o ś c i o k . 50 H V /1 0 m m , a w ię c b a rd z o b li s k i n a jw y ż s z e j w a r to ś c i d o p u s z c z a ln e j. S ta liw o III c h a r a k t e r y z u j e s i ę s p a d kiem tw a r d o ś c i w w a r s tw ie z a h a rto w a n e j w ięk szy m od z a ło ż o n e g o .
1 . .
1 - p o p r z e c i ę c i u
— — ■-
2 - p o z e s z l i f o w a n i U
' • ■ i ? \
-
y l ”
?
T w a r d o ś ć : t r u k t u r t j p ó l m a r t ‘ n z i j t t j c z t t e j
/
... , i - X L ...i . . .
l u l l G a b r i e l K n i a g i n i n , A n d r z e j C l i o j e c ki
O d le q io ść od c z o ła <m m m
R y s . 3 R ozkład tw a rd o ś c i w p ró b k a c h ze s ta liw a H
O dleqlosć od czoia w mm
R y s .A R o zk ład tw a r d o ś c i w p r ó b c e ze s ta liw a 111
W d a ls z y c h b a d a n ia c h z m ie rz o n o w ła ś c iw o ś c i m e c h a n ic z n e s ta liw a g ru p y I i II z g o d n ie z P N . P r ó b k i o b ro b io n o c ie p ln ie w s p o s ó b n a s t ę p u j ą t y : w y ż a r z a n ie w te m p e r a tu r z e 9 0 0 ° C , p ie r w s z e n o rm a liz o w a n ie w te m p e r a tu r z e 9 0 0 ° C , d r u g ie n o rm a liz o w a n ie w te m p e ra L u rz e , o d p u s z c z a n ie w te m p e r a tu r z e 6 8 0 ° C . C z ę ś ć p ró b e k ta k o b r o b io nych c ie p ln ie dodatkow o h a rto w a n o z te m p e r a tu r y 860°C w stru m ie n iu s p r ę ż o n e g o p o w ie tr z a i o d p u s z c z a n o w te m p e r a tu r z e 2 2 0 ° C . U zy sk an o n a s tę p u ją c e w ła ś c iw o ś c i meclt n ic z n e s ta liw a I i 11:
S taliw o p rz e z n a c z o n e n a k o ła jezd n e IGI
- w p ró b k a c h w y ż a rz a n y c h , p o dw ójnie n o rm a liz o w a n y c h i o d p u sz c z a n y c h ś r e d n io : 2
Rm = 110 daN /m m , A g - 14 %, Z - 15 %, - w p ró b k a c h dodatkow o h a rto w a n y c h , ś r e d n i o :
Rm = 170 daN /m m 2 , A_ * 10 %, Z = 15 %, Kw « 20 J /c m 2 .
3 M
Z e w zględu n a m n ie js z y sp a d e k tw a r d o ś c i w w a r s tw ie z a h a r to w a n e j, do bad ań o d p o r n o ś c i n a z u ż y c ie w ytypow ano sta liw o g ru p y II, k tó r e o z n a c z o n o ja k o 1.35112N 4M . P r z y w y b o rz e te g o s ta liw a k ie ro w a n o s ię ró w n ie ż tym , źe m olibden pow inien z a p o b ie g a ć c h a r a k t e r y s t y c z n e j d la s ta liw a c h ro m o w o -n ik lo w e g o k r u c h o ś c i o d p u s z c z a n ia .
B ad an ia o d p o rn o ś c i n a ś c i e r a n i e p rz e p r o w a d z o n o n a m a s z y n ie typu A m s le r. Z m ie rz o no z u ż y c ie p ró b e k s ta liw a L35H2N4M w s p ó łp r a c u ją c y c h z p ró b k a m i w y cięty m i z s z y n . W yniki p o ró w n an o z o trzy m an y m i d la s ta liw a 50 G2 w s p ó łp r a c u ją c e g o ze s t a lą szy n o w ą
/t a b e l e 2 - 4 / .
T a b e la 2 B ad an ie ś c i e r a l n o ś c i w s p ó łp r a c u ją c y c h p ró b e k z e s ta liw a L50G2 i I.35H2N4M
S ta liw o L50G2 S ta liw o L35H2N4M
O b ró b k a c ie p ln a
T w a r d o ś ć HV
Z u ż y c ie mg
Z u ż y c ie ś r e d n ie
mg
O b ró b k a c ie p ln a
T w a rd o ś ć HV
Z u ż y c ie mg
Z u ż y c ie ś r e d n ie
mg H -8 3 0 °C
O -5 0 0 °C
346 384 384
785 685 609
695
D w u k ro tn ie n o r m a liz o w a n ie . H a r to w a n ie p o w ie r z c h n io w e 860 ° C . S tu d z e n ie sp rę ż o n y m p o w ie trz e m o d p u s z c z a n ie 2 2 0 ° C .
525 438
424 383
414
B a d a n ia w y k a z a ły ż e :
- z u ż y c ie s ta liw a 50 G2 u le p s z o n e g o c ie p l n ie o tw a r d o ś c i 3 60 HB p r z y w s p ó łp r a c y z s z y n ą j e s t ś r e d n io 1 ,8 r a z y w ię k s z e , n iż s ta liw a L35H 2N 4M ,
- z u ż y c ie sz y n y w s p ó łp r a c u ją c e j z e sta liw e m L35H2N4M je s t 2 , 5 r a z y m n ie js z e n iż p r z y w s p ó łp r a c y z e sta liw e m 50 G 2.
162 G a b r i e l K n i n g i n in . A n d r z e j C h o je c k i
T a b e la 3 B ad an ia ś c i e r a l n o ś c i w s p ó łp r a c u ją c y c h p ró b e k z e s t a l i szynow ej sta liw a
L35H2N4M
S t a l s z y n o w a S t a l i w o L35H2N4M
T w a r d o ś ć HV
Z u ż y c i e mg
Z u ż y c i e ś r e d n i e mg
O b r ó b k a c i e p l n a T w a r d o ś ć HV
Z u ż y c i e mg
Z u ż y c i e ś r e d n i e
mg
260 249 264
325 391 362
357
D w u k r o t n e n o r m a l i z o w a n i e . H a r t o w a n i e p o w i e r z c h n i o w e w 8 6 0 ° C . S t u d z e n i e s p r ę ż o nym p o w i e t r z e m . O d p u s z c z a n i e 2 2 0 ° C .
525
130 169 145
148
T a b e la 4 B ad an ia ś c i e r a l n o ś c i w s p ó łp r a c u ją c y c h p ró b e k z e s t a l i szy n o w ej i s ta liw a
L 5 0 G 2
S ta l szy n o w a S ta liw o L50G2
T w a rd o ś ć Z u ż y c ie Z u ż y c ie T w a r d o ś ć Zu ż y c ie Z u ż y c ie
HV mg ś r e d n ie O b ró b k a c ie p ln a HV mg ś r e d n ie
mg mg
923 2 5 4 ,5
832 H - 880 °C 3 5 5 ,2
ś r e d n io 885 890
O - 500 °C
ś r e d n io
360 2 9 2 ,0
250 727 1 7 5 ,5 264
896 2 6 2 ,5
828 2 4 1 ,3
S ta liw o po o b ró b c e c ie p ln e j o d p o w ia d a ją c e j rd z e n io w i k o ł a , t j . podw ójnem u n o rm a liz o - 2 w aniu i w ysokiem u o d p u s z c z a n iu w y k azan o w y trz y m a ło ś ć n a z m ę c z e n ie ró w n ą 28 kG /m m . B a d a n ia zm ęc z e n io w e p ró b e k h a rto w a n y c h i n is k o o d p u s z c z a n y c h , a w ię c o b ro b io n y c h c ie p l n ie , ta k ja k b ie ż n ia k o ła , n a p o tk a ły n a tr u d n o ś c i z e w z g lę d u n a m ały z a k r e s p o m ia ro w y m a s z y n y u ż y w a n e j do b ad ań /m o ż liw e do u z y s k a n ia n a te j m a s z y n ie m a k sy m a l
n e o b c ią ż e n ia 33 kG /m m ^ o k a z a ło s i ę n i e w y s t a r c z a j ą c e d la z n is z c z e n ia .
S taliw o p rz e z n a c z o n e n a k o ta je z d n e 163
3 . B ad an ia n a s k a lę p ó łp rz e m y sło w ą
Ze s t a li L35H2N4M w y to p io n ej w p ie c u indukcyjnym o p o je m n o śc i 1 t o d lan o w form ach w ykonanych z m asy C M S , c z te r y k o ła /p o dw a z jednym i po dw a z dwoma o b r z e ż a m i/
o r a z kom plet p ró b e k do bad ań w ła ś c iw o ś c i m e c h a n ic z n y c h i s t r u k tu r y . M a sa jed n eg o k o ła w s ta n ie surow ym w a h a ła s ię od około 68 0 - 900 k g . T e m p e r a tu ry o b ró b k i c ie p ln e j kół i p ró b e k b y ły a n a lo g ic z n e ja k w b a d a n ia c h la b o r a to r y jn y c h /p o d a n o je w p u n k c ie 2 / . H a rto w a n ie p o w ie rz c h n i ro b o c z y c h w ykonano n a sp ecjaln y m u rz ą d z e n iu x / p aln ik am i gazow o - tlen o w y m i. N a r y s . 5 p o k a z a n o ro z k ła d tw a rd o ś c i n a p r z e k r o ju w a r s tw y r o b o c z e j k o ła . Do g łę b o k o ś c i 5 mm tw a rd o ś ć w y n o si 460 - 445 HV, a n a g łę b o k o ś c i o k . 20 mm n ie sp ad a p o n iż e j 400 HV. B ad an ia s t r u k tu r y w y k a z a ły s iln y r o z r o s t z ia r n a po w y ż a r z a n iu zu p ełn y m . K o rz y s tn e o k a z a ło s ię o b n iż e n ie te m p e ra tu ry z 900°C do 850°C o r a z n ie w ie lk i d o d a te k w a n a d u . W ła ś c iw o ś c i m e c h a n ic z n e p ró b e k w y n o siły :
R y s . 5 R o zk ład tw a r d o ś c i n a p r z e k r o ju w a rs tw y r o b o c z e j k o ła je z d n e g o
- po w y ż a r z a n iu , dw ukrotnym n o rm a liz o w a n iu i w ysokim o d p u s z c z a n iu ś r e d n io : Rm - 9 9 ,3 daN /m m 2 , A5 « 1 2 ,5 %, Z - 2 5 ,3 , KM = 40 j / c m 2
- dodatkow o h a rto w a n y c h sp rę ż o n y m p o w ie trz e m i n is k o o d p u sz c z a n y c h ś r e d n io : Rm : 168 d aN /m m 2 , A 5 = 1 0% , Z = 1 5 ,4 % , KM = 2 0 J / c m 2 .
G a b r i e l Kni agini n. An d r z e j Cli ojecki
4 . W nioski
1 . W yniki b adań w s k a z u ją , że sta liw o L 3 5 H 2 N 4 M F odp o w iad a w z u p e ł n o ś c i wymaganiom staw ian y m m a te ria ło w i n a k o ła je z d n e c ię ż k ic h suw nic p o n iew aż:
a / c h a r a k te r y z u je s ię w ysokim i w ła ś c iw o ś c ia m i m ech a n iczn y m i zaró w n o po podwój nym n o rm a liz o w a n iu ja k i w s ta n ie h a rto w a n y m ,
b / w y k a z u je b a r d z o w ysoką o d p o rn o ś ć n a z u ż y c ie ,
c / h a r t u je s ię do g łę b o k o ś c i ponad 17 mm z a pom ocą sp rę ż o n e g o p o w ie tr z a , d / sp a d e k w ła ś c iw o ś c i m e ch a n iczn y ch w s t r e f i e p om iędzy z a h a rto w a n ą w a rs tw ą
ro b o c z ą a rd z e n ie m k o ła je s t p ły n n y , e / p o s ia d a d o b re w ła ś c iw o ś c i o d le w n ic z e .
2 . Do c e c h u jem n y ch now ego s ta liw a m ożna z a li c z y ć : a / w y so k i k o s z t i d e fic y to w o ść sk ła d n ik ó w ,
b / c z a s w ytopu d łu ż s z y o 1 5 -2 0 m in od c z a s u w ytopu s t a li n is k o s to p o w y c h , c / d r o ż s z a o b ró b k a c ie p ln a .
LITER A TU R A
[l ] S O L S K I P . : Z u ż y c ie c i e r n e m e ta li. W N T, W a rs z a w a 1968 [2.] G RO SSM A N M . A . : T r a n s a c tio n A1ME 1 9 4 2 , t . 1 5 0 . s t r .2 2 7
[3 1) BOYD L .H . , F IE L D J . : C a lc u la tio n o f th e S ta n d a r d E nd - Q uench H a rd e n a b ility C u rv e from C h e m ic a l C o m p o sitio n an d G ra in S i z e .
C o n trib u tio n to th e M e ta llu rg y o f S te e l n r 12, A m erican Iro n and S te e l In s titu te , N ew Y o rk 1946, s t r . 2 5 .
[4 ] B U R N ES J . L . , M o re T . L . , A RCH ER R . S . : T r a n s a c t io n ASM 1938, t . 2 6 , s t r . l . [5.] C R A F T S W ., LAM ONT ] . : lla r to w n o ś ć i d o b ó r s t a l i . P W T , W a rs z a w a 1958.
[6 ] KACZANÓW N .N . : P ro k a liw a je m o s t ’ s t a l i . M i e t a ł ł u r g i a . M oskw a 1964.
[7 .] KNIAGIN1N G . i in n i: O p ra c o w a n ie now ego s ta liw a p rz e z n a c z o n e g o n a k o ła biegow e su w n ic , c e c h u ją c e s ię w y ż s z ą o d p o rn o ś c ią n a ś c i e r a n i e o r a z w y ż s z ą tr w a ł o ś c ią n iż k o ła ze s ta liw a 50 G 2 . P r a c a w ykonyw ana n a z le c e n ie H uty im . L e n in a /n ie p u b lik o w a n a /. K rak ó w 1970.
[ 8 j KN1AGIN1N G . i in n i: S ta liw o n a k o ła su w n ico w e o b a rd z o d u ż e j t r w a ł o ś c i . P r a c e RN -T H uty im .L e n in a . K rak ó w 1972, n r 2 5 , s t r . 8 6 .
[9 ] KARAMARA A . : M eto d y p o m ia ru n a p r ę ż e ń w o d le w a c h s ta liw n y c h . VI K o n fe re n c ja O d lew n ik ó w . S ta l iw a . K rak ó w - K ie lc e 1967.
S ta liw o p rz e z n a c z o n e n a k o la je z d n e 165
C A ST S T E E L FOR W H EELS U SED IN HEAVY C RA N ES
S u m m a r y
T he p a p e r d e s c r i b e s in v e s tig a tio n s o f a new g ra d e L351I2N4M o f c a s t s te e l w ith m e c h a n ic a l p r o p e r t i e s and w e a r r e s i s t a n c e c o n s id e r a b ly s u p e r io r to th o s e o f e x is tin g c a s t s t e e l s u s e d f o r w h e e ls in h e a v y c r a n e s .
JIMTAH CTAJib 1IPEJXHA3HAMEHHAH flJIfl XOflOBUX KOJIEC THAEJWX MOCTOBHX KPAHOB
