R&D. Metallurgische (las)eigenschappen van slijtvaste witte gietijzers. Annemiek van Kalken Ludwik Kowalski

Transcriptie

1 Metallurgische (las)eigenschappen van slijtvaste witte s Annemiek van Kalken Ludwik Kowalski MID 7 juni 2010

2 Inhoud s

3 Producten van wit

4 Producten van wit

5 Definitie van slijtvastheid Slijtvastheid: Weerstand tegen beschadiging van een oppervlak, ofwel Weersteand tegen afname van materiaaldikte als gevolg van relatieve beweging tussen het oppervlak en een medium

6 Slijtmodes volgens DIN Korrel beweging Abrasieve slijtage Korrel beweging Impact slijtage

7 Slijtweerstand Niet een specifieke materiaaleigenschap (zoals hardheid, treksterkte,..) Afhankelijk van: Microstructuur abrasieve omgeving. medium Oppervlak product Snelheid + richting medium Korrel beweging Korrel beweging Abrasieve slijtage Impact slijtage

8 Slijtvastheid Wit Abrasief slijtvast Korrel beweging Korrel beweging Abrasieve slijtage Slijtvastheid? hardheid Impact slijtage

9 Classificatie van s Vorm van de aanwezige koolstof: grafiet/carbides Aanwezigheid van legeringselementen en warmtebehandeling Classificaties: Wit Grafitisch : Malleable Grijs Ductiel Gecompacteerd grafitisch

10 Samenstelling s Basiselementen: Fe-C-Si (2% - 4,3 % C) Cr, Ni, Mo, - meest gebruikte legeringselementen Bandbreedte van legeringselementen voor slijtvaste s* element C Si Mn Cr Ni Mo Cu P S min max *Maximum waarden van. Niet een specifieke samenstelling

11 Classificatie van Fe-C legeringen in diagram STEELS CAST IRONS PIG IRON

12 Gietijzer soorten v.s. Si% C %

13 Fe-Cr-C diagram voor C< 5% Isopleth 14 % Cr Isothermale sectie 880ÅC

14 Gietijzers Complex composieten Verschillende fase in microstructuur Gietijzer matrix: Austeniet Ferriet Perliet Reinforcement: Grafiet (verschillende vormen) Martensiet Carbides (complex, netwerk)

15 Grijze s - complexe compositen Matrix Reinforcement Verschillende vormen van grafiet in grijs zachte reinforcements

16 Wit - carbide morfologie Ongewenst i.v.m. breuk taaiheid

17 Vorming van microstructuur Microstructuur wit gevormd: Carbides tijdens stolling Matrix tijdens fase transformatie

18 Types abrasie slijtvaste s Vijf klassen abrasie-slijtvaste s, gebaseerd op legering en microstructuur: 1. Pearlitisch (FeC) 2. Ni-Hard (1+ 2) of Ni-Cr (M 3 C) 3. Ni-Hard 4 (M 7 C 3 ) 4. High-Cr (M 7 C 3 ) 5. Specialty (M x C y )

19 Witte s hoog gelegeerd Samenvattend: Harde en brosse matrix (bainiet of martensiet), Hard en bros complex netwerk van carbides. Hoge slijvastheid, Lage breuktaaiheid

20 Reparatie Scheur na warmtebehandeling: Introductie Slijtweerstand Classificatie van Structuur Lassen Conclusies Reparatie?

21 Lasbaarheid

22 Definitie Lasbaarheid Wat is lasbaarheid : Scheurvrije lasnaad Vereiste mechanische eigenschappen met gelijke weerstand tegen gebruiksschade (corrosie, slijtvastheid). Lasbaarheid geen ÇÇnduidige parameter voor gegeven materiaal. Afhankelijk van o.a.: Geometrie lasnaad, Lasproces Ingestelde parameters

23 Carbon equivalent lasbaarheidsindex Wit : carbon equivalent CE= 3-10!!!!!

24 Lasbaarheid en carbon equivalent Wit : CE= 3-10!!!!!

25 Breukgevoeligheid tijdens (en na ) het lassen Matrix en cabiden verschillen in: warmtegeleiding thermische spanningen uitzettingscoçfficiçnt inwendige spanningen Carbides en matrix: Bros en hard Lage breuktaaiheid Hoge afkoelsnelheid las (lagere afkoelsnelheid moedermateriaal) rest spanningen stolling met oververzadiging in las rest spanningen Voorverwarmen vermindert inwendige spanningen door lagere afkoelsnelheid

26 Voorverwarm T voor lassen s

27 Lassen wit Voorverwarmen (= 750 ÉC) Reductie?T Reparatielassen van een groot slijtvast wit en product Voorverwarm temperatuur 750 ÉC

28 Conclusies Lassen van wit is zeer moeilijk: Hoge stollings- en afkoelsnelheid Vorming van carbides Carbides zijn bros, netwerk Vorming van martensiet

29 Bedankt voor Uw aandacht