XAR® stale trudnocieralneSpis treci
005 Specjalne stale trudnocieralne XAR®
010 Formowanie 014 Obróbka 018 Cicie termiczne 022 Spawanie 028
Ochrona przeciwko skrajnej miejscowej ekspozycji
na zuycie 030 Zastosowanie
4 XAR®stal trudnocieralna
XAR®stal trudnocieralna 5
Specjalne stale trudnocieralne XAR®
Odporne na cieranie, twarde i solidne
Zuycie kosztuje, czasami bardzo duo pienidzy. Wiele struktur takich
jak ramy wywrotek, sprzt do kruszenia i przetwórstwa, prasy zomu
lub maszyny wykorzystywane w kamienioomach lub robotach ziemnych, s
naraone na cieranie i zuycie, czsto uy- wane w wilgotnym rodowisku,
co wie si z wystpowaniem korozji. Zuycie, np. utrata materiau na
powierzchni, jest wanym czynnikiem kosztowym. Z tego powodu lub
raczej w celu przeciw- dziaania temu, thyssenkrupp Steel Europe AG
zaprojektowaa specjaln konstrukcyjn stal, która jest odporna na
zuycie. Twardo stali jest kluczowa w odpornoci na zuycie.
Zasadniczo im wiksza twardo, tym wysza odporno na zuycie. Specjalna
stal konstrukcyjna odporna na zuycie jest zazwyczaj hartowana lub
hartowana i odpuszczana. Ponadto, posiada drobn struktur
martenzytyczn lub martenzytyczno - izotermiczn mikrostruktur.
thyssenkrupp Steel Europe produkuje blachy o gruboci do 100 mm w
centrum grubych blach w poudniowym Duisburgu.
Rys. 1. Erozja czstek staych jako funkcja twardoci
Twardo [HBW]
Najczciej uywanym gatunkiem stali trudnocieralnej jest XAR® 400,
której - przy twardoci 400 Brinell - okres trwaoci eksploatacyjnej
wynosi okoo pi miesicy wicej ni standardowej stali konstrukcyjnej,
oraz XAR® 450, która umoliwia nawet dusz trwao przy wartoci
twardoci 450 Brinell (rys. 1).
Stal aroodporna XAR® 400 W oferuje zwikszon odporno na zuycie w
wysokich temperaturach, uzupeniajc zakres zastosowania podstawowego
gatunku XAR® 400.
Znormalizowana konstrukcyjna stal XAR® 300 dostpna jest dla
struktur naraonych na niski lub umiarkowany poziom zuycia. Bardzo
wysok odporno na zuycie oferuj gatunki XAR® 500 i XAR® 600, które s
zaprojektowane specjalnie do zuycia abrazyjnego.
Przy spektrum twardoci od 300 do 600 Brinell, thyssenkrupp Steel
Europe jak dotd dysponuje odpowiednim rozwizaniem we wszystkich
przypadkach zuycia.
Stale XAR® s szczegóowo opisane w naszych specyfikacjach. Wicej
szczegóów mona znale na naszej stronie internetowej.
Pewna minimalna zawarto wgla jest niezbdna, eby osign tak twardo
dla hartowanych lub hartowanych i odpuszczanych stali XAR® . Jest
tak, poniewa zawarto wgla jest proporcjonalna do maksymalnej
twardoci stali (rys. 2). Na przykad stal o redniej twardoci 400 HBW
musi zawiera mniej wicej 0,14%. Dodatek molibdenu, niklu i boru
zapewnia jednolity profil waciwoci w kierunku midzywarstwowym. W
przypadku zuycia wane jest,
e wraz ze wzrostem gruboci arkusza oraz jego twardoci, stale XAR®
zawieraj 1,5 % chromu. Podczas próby zuycia, okazao si, e chrom
jest bardzo skuteczny w walce ze zuyciem, szczególnie w kwanym
otoczeniu. Badania przeprowadzone na szerok skal w Institute for
Tribology at Mannheim University for Applied Sciences [Instytut
Trybologii na Uniwersytecie Nauk Stosowanych w Manheim] potwierdziy
ten fakt.
Normalizowana i walcowana specjalna stal konstrukcyjna XAR® 300
odporna na zuycie jest opisana w specyfikacji 760.
Rys. 2. Wpyw zawartoci wgla na maksymaln twardo
95%-przedzia ufnoci
Rys. 3. Skad chemiczny
Gatunek stali Warunki dostawy
XAR® 300 N 0,22 0,65 1,50 1,20 0,30 – 0,005 0,41
XAR® 400 Q (+ T) 0,20 0,80 1,50 1,00 0,50 – 0,005 0,28 – 0,37
XAR® 400 W Q (+ T) 0,26 0,80 1,30 1,20 0,60 – 0,005 0,41
XAR® 450 Q (+ T) 0,22 0,80 1,50 1,30 0,50 – 0,005 0,31 – 0,41
XAR® 500 Q (+ T) 0,28 0,80 1,50 1,00 0,50 1,50 0,005 0,41 –
0,46
XAR® 600 Q (+ T) 0,40 0,80 1,50 1,50 0,50 1,50 0,005 0,54
N - normalizowana, Q - hartowana, T - odpuszczana CET = C + (Mn +
Mo) / 10 + (Cr + Cu) / 20 + Ni / 40 *) Jako funkcja gruboci
blachy
Optymalne poczenie jednakowo wysokiej twardoci, dobrej gruboci oraz
niskiej zawartoci stopu, sprawiaj, e stale te s idealnym materiaem
do zastosowania w wielu obszarach.
XAR®stal trudnocieralna 9
Gruntowanie
Rys. 4 dodatkowo pokazuje osignite poziomy twardoci w stalach,
które s podstaw nadanych im nazw oraz ich typowe
rozproszenie.
Mona uy pakietu oprogramowania „ProWear’’, eby przewidzie, jak
produkt bdzie si zuywa oraz ywotno stali XAR®. “ProWear” jest
oparty na ponad 30-letnim dowiadczeniu thyssenkrupp Steel Europe w
sektorze stali odpornych na cieranie. Parametry zawieraj twardo
stali, jej skad chemiczny, twardo materiaów czcych si, powodujcych
zuycie oraz warunki otoczenia. Oprogramowanie moe by uyte do
oszacowania przydatnoci rónych materiaów, a przez to skutecznego
rodka do wyboru stali. “ProWear” jest dostpne za darmo na yczenie
klienta.
Przede wszystkim zachowanie si blachy z XAR® podczas obróbki jest
kluczowe dla skutecznego i ekonomicznego uytkowania przez dugi
okres ywotnoci produktu i obsugi technicznej. Niniejsza publikacja
zawiera zalecenia dotyczce najwaniejszych technik obróbki;
uytkownicy powinni wzi je pod uwag podczas obróbki. Nastpujce
techniki s przedstawione poniej:
• Formowanie na zimno i gorco • Obróbka • Cicie termiczne •
Spawanie
Zaleca si równie, aby uytkownicy skontaktowali si bezporednio z
ekspertami ds. blach thyssenkrupp Steel Europe, szczególnie jeli
pracuje si z tymi specjalnymi stalami konstrukcyjnymi odpornymi na
zuycie po raz pierwszy.
Rys. 4. Twardo i wytrzymao na rozciganie stali trudnocieralnych
XAR®
zwikszona odporno na zuycie
Formowanie na gorco
Formowanie na gorco stali XAR® jest moliwe w temperaturze pomidzy
850°C i 1000°C. W przypadku formowania na gorco preferowana jest
normalizowana specjalna stal strukturalna XAR® 300, która nie traci
swoich wyjtkowych waciwoci nawet po formowaniu na gorco i studzeniu
powietrzem.
aroodporna stal XAR® 400 W jest równie odpowiednia do formowania na
gorco w temperaturze do 400°C. Jednake naley pamita, e w przypadku
stali XAR® 400 do XAR® 600, formowanie na gorco odwraca wasnoci
materiau na obróbk termiczn. Oznacza to, e konieczne jest
przywrócenie odpornoci
Formowanie
na cieranie i twardoci blachy do warunków dostawy za pomoc
caociowej obróbki termicznej, chyba e hartowanie komponentów jest
moliwe bezporednio w procesie formowania. Dotychczasowe
dowiadczenie pokazuje, i procedura ta ma zastosowanie jedynie w
wyjtkowych przypadkach.
Formowanie na zimno
Formowanie na zimno, np. poprzez zaginanie lub gicie na prasach i
walcach, jest szeroko stosowan i coraz popularniejsz technik
obróbki stali trudnocieralnych.
Najczciej stosowan technik formowania jest zaginanie na
Krawdzie tnce
trójwalcowej gitarce oraz gicie na prasie krawdziowej. W porównaniu
do stali o niskiej granicy plastycznoci, podczas formowania stali o
wysokiej wytrzymaoci, naley wzi pod uwag dwa dodatkowe aspekty:
naley uy wikszej siy, a sprynowanie elementu jest mocniejsze.
Naley zastosowa wiksze siy w zwizku z wiksz odpornoci na
odksztacenia. Podczas gicia zalecane jest dobre smarowanie krawdzi
matrycy, które pozwoli zredukowa si gicia do 25%. Zastosowanie
szerszej matrycy moe by kolejn metod pozwalajc na zredukowanie
niezbdnej siy gicia. Sprynowanie jest silniejsze ni w przypadku
standardowych stali, poniewa odksztacenie spryste stanowi cae
napicie. Rys. 5 pokazuje napicie bdce wynikiem formowania na zimno
za pomoc prasy krawdziowej lub gitarki trójwalcowej.
Zakada si, e krawdzie blachy zahartowane poprzez przycicie lub
utwardzone przez cicie termiczne s usunite. Stale XAR® 400 i XAR®
450 s preferowane dla komponentów, w których wymagana jest odporno
na cieranie, a podczas przetwarzania szeroko stosowane jest
formowanie na zimno. Dla tego typu zastosowa dostpne s blachy w
gruboci do 8 mm przeznaczone do gicia, które pomimo swojej wysokiej
twardoci speniaj okrelone wymagania dotyczce gicia na prasach
walcowych oraz krawdziowych.
Rys. 5. Napicie podczas formowania na zimno
Stosunek promienia (prasy krawdziowej) do gruboci blachy r/t
N ap
i ci
e
70
60
50
40
30
20
10
0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
t
r
12 XAR®stal trudnocieralna
Rys. 6. Promie zginania i szeroko matrycy podczas zginania na zimno
i zginania pras krawdziow
r/t r/t W3)/t W3)/t
XAR® 300 XAR® 400
8 < t ≤ 20 3,0 4,0 10,0 10,0
t > 204) 4,5 5,0 12,0 12,0
XAR® 400 W na yczenie
XAR® 450
8 < t ≤ 15 4,5 5,0 12,0 12,0
t > 154) 5,0 6,0 12,0 14,0
XAR® 500 t ≤ 8 5,0 6,0 12,0 13,0
t > 8 na yczenie
XAR® 600 na yczenie
1) Linia zginania poprzecznie do kierunku walcowania 2) Linia
zginania równolegle do kierunku walcowania 3) W = odstp; zalecany W
dla trójwalcowych gitarek = 2r+ 5t 4) W zalenoci od zakadu
przemysowego i warunków procesu, gównie kty ≤60° s brane pod
uwag
Minimalny promie gicia, minimalne odstpy midzy rolkami oraz
minimalne szerokoci matrycy pokazane na rys. 6 okazay si by, w
sprzyjajcych warunkach, odpowiednimi dla stali XAR®.
Oczywicie wartoci poprzeczne do kierunku walcowania s nisze ni w
kierunku wzdunym, poniewa odksztacenie wzdu wókna jest mniej
korzystne z powodu nieuniknionych wtrce siarczkowych i/lub
tlenkowych. Grubo blachy powinna by traktowana jako dodatkowe
kryterium. Ze wzgldu na geometri, cienka blacha
Stal odporna na cieranie jako sprawdzone rozwizanie w przemyle
opartym na surowcach naturalnych
wykazuje duo wiksz odporno na pknicia ni blacha gruba. Zakada si, i
krawdzie blachy powinny by ogratowane. Musz zosta równie zapewnione
dobre warunki posuwu dla blach, np. nasmarowanie matrycy i stempla
oraz regularne czyszczenie narzdzi i matrycy w celu usunicia
jakichkolwiek pozostaoci zgorzeliny.
14 XAR®stal trudnocieralna
• Prdko cicia malejca do zera w centralnym punkcie wiercenia,
• Trudniejsze usuwanie wiórów wraz ze zwikszajc si gbokoci,
• Mniej korzystne rozoenie ciepa na powierzchni, • Problemy ze
stabilnoci narzdzia i wibracjami.
W celu obróbki stali o twardoci do 400 lub 450 HBW (rednia warto),
zalecamy uycie wysokiej jakoci wierte kobaltowych krtych HSS/E. W
przypadku obróbki stali XAR® 500 i XAR® 600 konieczne jest
wykorzystanie wierte widiowych. XAR® 300 w stanie znormalizowanym
jest odpowiednia do obróbki przy pomocy standardowych
narzdzi.
Wiercenie otworów o rednicy wikszej ni 16 mm jest moliwe równie
przy pomocy dwustronnych wierte skadanych z kocówk wglikow.
Obróbka
40
30
20
300
15
10
5
Gatunek stali Prdko cicia [m/min]
6 mm ø 8 mm ø 10 mm ø 12 mm ø
obr./ min posuw2)
obr./ min posuw2)
obr./ min posuw2)
obr./ min posuw2)
XAR® 300 6 – 8 360 0,08 280 0,10 225 0,15 190 0,20
XAR® 400 3 – 5 210 0,05 160 0,08 130 0,10 100 0,15
XAR® 450 3 – 5 210 0,05 160 0,08 130 0,10 100 0,15
XAR® 500 1) 20 – 25 1.300 0,05 1.000 0,05 800 0,08 670 0,08
XAR® 600 1) na yczenie
1) Wierto widiowe 2) mm/R
Rys. 9. Zalecane wartoci dla gwintowania gwintownikami HSS
pokrytymi TiCN
Gatunek stali
M 6 M 8 M 10 M 12
XAR® 300 950 6 318 239 191 159
XAR® 400 1.250 4 212 159 127 106
XAR® 450 1.350 3 159 119 95 80
XAR® 500 1.600 2 106 80 64 53
XAR® 600 2.000 na yczenie
*) Po zastosowaniu cieczy chodzco-smarujcej
XAR®stal trudnocieralna 17
• Unikanie wibracji, • Mocne mocowanie obrabianego elementu jak
najbliej punktu
wiercenia, • Ustawienie obrabianego elementu oraz gowicy moliwie
jak
najbliej kolumny maszyny, • Uywanie krótkich wierte w krótkim
wrzecionie maszyny.
Rys. 7 i rys. 8 pokazuj zalecan prdko cicia (m/min), liczb obrotów
(Rpm) i warto posuwu (mm/R) zalecan dla stali XAR® i s one
bezporednio zalene od twardoci. Jako rodek chodzcy zalecamy uywania
wysokogatunkowego chodziwa (np. Jokisch S 101). Uycie rodków
chodzcych wydua ywotno wierte.
Pogbianie
Aby unikn niewspóosiowoci naley uywa narzdzi do pogbiania z
pilotem. Konieczne jest równie dobre chodzenie.
Gwintowanie
Specjalne stale konstrukcyjne XAR® odporne na cieranie s równie
odpowiednie do gwintowania. Rys. 9 przedstawia zalecane wartoci dla
wybranych gwintów ISO.
Wiercenie blachy XAR* 400
18 XAR®stal trudnocieralna
Zaleca si nastpujce techniki termicznego cicia blachy ze stali
odpornej na zuycie: • Acetylenowo-tlenowe cicie palnikiem • Cicia
ukiem plazmowym • Cicie promieniem laserowym
Cicie termiczne
Cicie promieniem laserowym w ostatnim czasie wysuno si na
prowadzenie, szczególnie w przypadku blachy do 20 mm gruboci, która
jest cita laserami 3 kW CO2. Osigane s znacznie wysze prdkoci cicia
w porównaniu do acetylenowo-tlenowego cicia palnikiem, w zalenoci
od mocy lasera i gruboci blachy. Dodatkow zalet promienia
laserowego jest mniejsza ilo deformacji komponentów. Jak wskazuje
rys. 10 cicie plazmowe pozwala na wysze prdkoci cicia, lecz przy
pewnych ograniczeniach jeli chodzi o jako cicia krawdzi.
Wynik cicia zaley od stanu powierzchni blachy, szczególnie jeli
cite s stosunkowo cienkie blachy. Najlepsze cicia pod ktem EN ISO
9013 mog by osignite na blachach o jednakowej i cienkiej warstwie.
Jest to moliwe nawet na blachach gruntowanych przy pomocy
silikatowego gruntu cynkowego uywanego w standardzie przez
thyssenkrupp Steel Europe do uzyskania jakoci porównywalnej do tej
w przypadku blach o powierzchni równomiernie pokrytej. W tym
wzgldzie kryteria stanowi wysoko nierównoci linii cignicia i krawd
dolna w celu uniknicia w miar moliwoci zadziorów.
XAR®stal trudnocieralna 19
20 XAR®stal trudnocieralna
4
3
2
1
Laser [1,8 kW / O 2 ]
Laser [3 kW / O 2 ]
Acetylenowo-Tlenowe cicie palnikiem
Rys. 11. Cicie termiczne XAR® 400 (rozprowadzenie utwardzania w
strefie pod wpywem gorca)
600
500
400
300
200
Tw ar
do
Podwodna plazma
6° (10 : 1)
Podczas cicia termicznego, na krawdzi pojawia si bardzo wysoka
temperatura przez krótki okres czasu, a nastpnie dochodzi do
gwatownego ochodzenia. Zmiany materiau objawiaj si zwikszeniem
twardoci bezporednio na krawdzi cicia oraz strefie zmikczonej do
niej przylegajcej.
Rys. 11 pokazuje typowe rozprowadzenie utwardzenia w strefie pod
wpywem gorca podczas termicznego cicia stali XAR® 400. Najmniejszy
wpyw termalny pojawia si podczas cicia strumieniem laserowym.
Tylko minimalnie silniejszy wpyw pojawia si przy podwodnym ciciu
plazmowym, gdzie wysoka prdko cicia i dobre rozproszenie ciepa w
wodzie w podobny sposób prowadz do powstania bardzo wskiej
zmikczonej strefy. Cicie strumieniem wody przedstawia alternatywn
moliwo cakowitego zachowania twardoci na krawdziach, równie w
kwestii stosunkowo maych komponentów i wsko citych konturów.
Jeli acetylenowo-tlenowe cicie palnikiem jest uywane przy cieszych
blachach, konieczne jest wybranie waciwej sekwencji cicia w celu
uniknicia przegrzania komponentów.
Z kolei grube blachy wymagaj podgrzania stref cicia przekraczajcych
szeroko przynajmniej 100 mm, eby unikn pknicia. Temperatura
podgrzania cicia palnikiem stali XAR® moe by zaczerpnita z rys.
12.
Jeli temperatura obrabianego elementu wynosi poniej +5°C, zaleca
si, równie w przypadku cieszych blach, aby podgrza strefy cicia do
letniej temperatury w przypadku szerokoci przynajmniej 100 mm. W
przypadku dugich krawdzi cicia, naley rozway uycie czoowego lub
pocego pomienia.
Rys. 12. Temperatury podgrzewania przy ciciu palnikiem specjalnych
stali konstrukcyjnych odpornych na zuycie
Gatunek stali
Grubo pyty [mm]
≤ 5 ≤ 10 ≤ 15 ≤ 20 ≤ 25 ≤ 30 ≤ 35 ≤ 40 ≤ 45 ≤ 50 ≤ 55 ≤ 60 ≤ 65 ≤
70 > 70
XAR® 300 – 75 °C
XAR® 400 – 75 °C
XAR® 500 – 100 °C 125 °C 150 °C
XAR® 600 – 100 °C 150 °C 175 °C 200 °C
Cicie bloków odlewanych z betonu
22 XAR®stal trudnocieralna
Spawanie
Materia dodatkowy
Klasyfikacja EN ESAB thyssenkrupp Materials
austenityczny EN ISO 14343-A: G 18 8 Mn OK Autrod 16.95 307Si
ferrytyczny R
EN ISO 14341-A: G 42 X
EN ISO 14341-A: G 46 X
OK AristoRod 12.63 OK Autrod 12.64 PURUS 46 CF PURUS 46 OK
AristoRod 13.09 OK Autrod 13.23
ENERGOmag 3-CF ENERGOmag 3 ENERGOmag 3-CF
ferrytyczny R
OK AristoRod 55 OK AristoRod 69
–
R e = minimalna wytrzymao na rozciganie spoiny
*) Nie zalecane dla XAR® 500 i XAR® 600
Rys. 14. Druty rdzeniowe MAG
Typ spoiwa
Klasyfikacja Producent
AWS EN ESAB
austenityczne AWS 5.9 ER307 EN ISO 17633-A: T 18 8 Mn OK Tubrod
15.34
ferrytyczne R
e < 500 MPa
AWS A5.36: E71T15 EN ISO 17632-A: T 46 x H5 Coreweld 46 LS OK
Tubrod 14.10
ferrytyczne R
e = 500 – 700 MPa*
AWS A5.36: E111T15 AWS A5.36: E111T1 AWS A5.36: E91T1 AWS A5.36:
E101T1 AWS A5.36: E111T1
EN ISO 18276-A: T 69 x H5 EN ISO 18276-A: T 69 x H5 EN ISO 18276-A:
T 55 x H5 EN ISO 18276-A: T 62 x H5 EN ISO 18276-A: T 69 x H5
OK Tubrod 14.03 OK Tubrod 15.09 Dual Shield 55 Dual Shield 62 Dual
Shield 69
UWAGA: X moe zastpowa jeden lub wicej znaków
R e = minimalna wytrzymao na rozciganie spoiny
*) Nie zalecane dla XAR® 500 i XAR® 600
Rys. 15. Elektrody otulone
austenityczne AWS 5.4 E307-X AWS 5.4 E307-X
EN ISO 3581-A: E18 8 Mn X EN ISO 3581-A: E18 7 Mn X
OK 67.43 OK 67.45
AWS 5.1 E7018-X AWS 5.5 E8018-X
EN ISO 2560-A: E 46 X H5 EN ISO 2569-A: E 46 X H5
OK 55.00 OK 73.68
e = 500 – 700 MPa*
AWS 5.5 E8018-X AWS 5.5 E9018-X AWS 5.5 E10018-X AWS 5.5
E11018-X
EN ISO 2569-A: E 50 X H5 EN ISO 2569-A: E 55 X H5 EN ISO 18275-A: E
62 X H5 EN ISO 18275-A: E 69 X H5
OK 74.70 OK 74.78 OK 74.86 OK 75.75
UWAGA: X moe zastpowa jeden lub wicej znaków
R e = minimalna wytrzymao na rozciganie spoiny
*) Nie zalecane dla XAR® 500 i XAR® 600
Rys. 13-15 wyszczególniaj wybór spoiw, jakie mog by odpowiednie do
spawania tych stali. Zalecane spoiwa nie dyskwalifikuj innych
spoiw.
XAR®stal trudnocieralna 25
Zapobieganie pkaniu na zimno
Problem pkania na zimno wymaga szczególnego uwzgldnienia przy
spawaniu wszystkich stali trudnocieralnych. Pkanie na zimno jest
zjawiskiem odoonym w czasie (mog nastpowa po kilkunastu czy
kilkudziesiciu godzinach) i wystpuje w strefie wpywu ciepa lub w
obszarze spoiny. Gównym powodem pkania na zimno jest oddziaywanie
napre oraz wodoru dyfundujcego. Dlatego te tak wane jest
podgrzewanie, które opónia studzenie obszaru spawanego. Konieczne s
równie dziaania zapewniajce jak najmniejszy udzia wodoru w spawanym
zczu. Odpowiednia czysto spawanego metalu pozbawionego
zanieczyszcze typu rdza, olej, smar czy te lód na powierzchni
materiau. Kolejnym istotnym czynnikiem jest stabilny przepyw gazu
podczas spawania metod MAG oraz stosowanie wysuszonych elektrod
zasadowych podczas spawania metod MMA. Naley równie pamita o
odpowiedniej sekwencji spawania celem wyeliminowania napre
szcztkowych.
Ryzyko pkania na zimno w spawanym metalu wystpuje w najmniejszym
stopniu podczas stosowania spoiw austenitycznych. W tym przypadku
spawanie moliwe jest nawet bez podgrzewania. Niestety spoiwa
austenityczne s do kosztowne i gównie z powodów ekonomicznych
stosuje si spoiwa ferrytyczne.
Rys. 16. Standardowy równowanik wgla CET*
Gatunek stali
Grubo blachy [mm]
≤ 8 10 15 20 25 30 35 40 50 60 70 80 90 100
XAR® 300 0,41% –
XAR® 400 W 0,41% –
XAR® 600 0,54% –
*) CET = C + (Mn + Mo) / 10 + (Cr + Cu) / 20 + Ni / 40
W przypadku spawania materiaami ferrytycznymi zalecana jest metoda
MAG, która charakteryzuje si nisk zawartoci wodoru w stopiwie.
Mikkie i czyste stopiwo wykazujce dobr plastyczno jest najbardziej
podane. Ma to zastosowanie szczególnie w przypadku stosunkowo
cienkich blach lub spoin pachwinowych, gdy stopiwo jest w duym
stopniu wymieszane z wyej stopowym materiaem rodzimym.
Podatno stali na pkanie na zimno moe by oszacowana na podstawie
skadu chemicznego. W tym przypadku szczególnie odpowiedni jest
równowanik wgla CET, dla którego rónych wartoci zosta
przeprowadzony szereg bada pod wzgldem pkania na zimno. Rys. 16
wyszczególnia wartoci CET dla standardowych stali trudnocieralnych
XAR® o specjalnej strukturze. Pkanie na zimno zalene jest od
gruboci spawanego metalu, zawartoci wodoru w stopiwie, obcienia
cieplnego zcza, stanu napr szcztkowych w obszarze spawania oraz
skadu chemicznego metalu rodzimego i stopiwa. Firma thyssenkrupp
Steel Europe AG przeprowadzia odpowiednie badania dotyczce unikania
pkania na zimno, które doprowadziy do koncepcji CET i zastosowania
jej w specyfikacji materiaów Stahl-Eisen SEW 0088- 1993 i EN 1011
(cz 2, 2001).
Podczas spawania stali trudnocieralnych zaleca si zastosowanie
spoin pachwinowych. Rys. 17 przedstawia informacje na temat
Rys. 17. Zalecane temperatury podgrzewania do spawania metodami w
osonach gazowych (energia liniowa Q=1,0 kJ/mm, zawarto wodoru HD= 2
ml/100 g)
Gatunek stali
Grubo pyty [mm]
≤ 5 ≤ 10 ≤ 15 ≤ 20 ≤ 25 ≤ 30 ≤ 35 ≤ 40 ≤ 45 ≤ 50 ≤ 55 ≤ 60 ≤ 65 ≤
70 > 70
XAR® 300 – 75 °C 100 °C 125 °C 150 °C 175 °C
XAR® 400 – 75 °C 125 °C 150 °C 175 °C
XAR® 450 – 75 °C 125 °C 150 °C 175 °C
XAR® 500 – 100 °C 125 °C 150 °C 175 °C 200 °C 200 °C + PH*
XAR® 600 150 °C 175 °C 200 °C Austenityczne spoiwa
bez 100 °C – 150 °C
*) obróbka cieplna po spawaniu 200°C, 1 godzina
26 XAR®stal trudnocieralna
Warunki spawania wyraone przez czas chodzenia wpywaj z jednej
strony na minimaln twardo a z drugiej strony na szeroko zmikczonej
strefy. W tym kontekcie odpowiednia jest definicja energii liniowej
Rys. 20.
Czas chodzenia wyszczególniony na Rys. 21 ogólnie stosuje si do
stali trudnocieralnych.
temperatury podgrzewania wstpnego wymaganej podczas spawania metod
MAG spoin pachwinowych jako funkcj gruboci blachy oraz równowanika
wgla.
Ogólnie podgrzewanie jest konieczne, jeli CET przekracza 0,32%, a
grubo spawanego elementu wzrasta. W zwizku z napreniami szcztkowymi
temperatura podgrzewania dla spoin doczoowych powinna by
odpowiednio dobrana do tego typu zcza, naley jednak pamita, e ten
typ spoiny jest mniej korzystny, ni spoina pachwinowa teowa lub
spoina na zakadk. Dla spoin doczoowych o grubociach powyej 30 mm
ukosowanych na X, zalecane jest odsunicie ciegu graniowego o okoo 5
mm od linii rodkowej blachy.
Dobór parametrów spawania
Waciwoci w strefie wpywu ciepa podlegaj zmianom w wyniku cyklu
czasu i temperatury podczas spawania. Cykl ten zaleny jest od
parametrów spawania i moe by scharakteryzowany przez czas chodzenia
t8/5, który ma bardzo due znaczenie dla struktury spoiny. Jest to
czas, który jest konieczny do przejcia temperatury od 800°C do
500°C po uoeniu spoiny i jej stygniciu. Nadmiernie szybkie
chodzenie spoiny prowadzi do duej twardoci przy linii wtopienia i
zwiksza ryzyko pkania na zimno w spawanym obszarze. Z drugiej
strony nadmiernie wolne chodzenie powoduje, e strefa wpywu ciepa
blisko linii wtopienia ma mniejsz wytrzymao, a twardo w tej strefie
moe by nisza od materiau rodzimego jak pokazuje Rys. 19 dla stali
XAR 400®
Rys. 19. Spawanie stali XAR® 400 (wykres twardoci w strefie wpywu
ciepa)
Odlego od linii wtopienia [mm]
Tw ar
do
Grubo pyty = 10mm
Gatunek stali
XAR® 600 8 s 15 s
Rys. 20 Definicja energii liniowej E [kJ/mm]
E =
podczas spawania
Rys. 22. Obcienie cieplne podczas spawania MAG stali XAR® 500
Temperatura podgrzewania/przejcia [st. C]
Obcienie cieplne dla spoiny czoowej w zalecanym zakresie czasu
chodzenia
Moliwe jest ustalenie odpowiedniego obcienia cieplnego na jednostk
dugoci spoiny na podstawie jej geometrii, gruboci i temperatury
oraz termalnego wspóczynnika wydajnoci spawania jak pokazano na
Rys.22 przy spawaniu metod MAG stali XAR®500.
Naley si upewni, e wybrana temperatura podgrzania i temperatura
midzyciegowa jest wystarczajca, aby unikn pkania na zimno. Spoiny
pachwinowe dopuszczaj wysze obcienie cieplne anieli spoiny doczoowe
z powodu wyszego rozproszenia ciepa podczas spawania. Mniej wicej
20% - 40% wysze obcienie w cieple w przypadku spoin pachwinowych
powoduje taki sam czas chodzenia jak w przypadku spoin
doczoowych.
W wielu przypadkach obliczenie czasu chodzenia z dostateczn
dokadnoci nie jest moliwe, poniewa warunki brzegowe spawania nie s
wystarczajco znane. W takich przypadkach zaleca si zmierzenie czasu
chodzenia t
8/5 przy pomocy termoogniwa.
Koncepcja okrelenia czasu chodzenia t 8/5
stworzona w thyssenkrupp Steel Europe w midzyczasie znalaza
zastosowanie na caym wiecie i zostaa zaakceptowana w odpowiednich
normach w ramach specyfikacji materiaów SEW 088 (1993) i EN 1011-2
(2001), w których mona znale praktyczne wskazówki dotyczce czasu
chodzenia. Program komputerowy „ProWeld” moe by równie uyty do
prostych oblicze czasu chodzenia i innych wanych parametrów
spawania. Ogólne zalecenia dotyczce spawania ukowego s podane w EN
1011-(1998).
28 XAR®stal trudnocieralna
Azotowanie
Azotonawglanie i azotowanie w gazie amoniaku s metodami
ekonomicznymi utwardzania powierzchni. Dyfuzja azotu i wgla
(azotonawglanie) i azotu (azotowanie) na powierzchni stali w
temperaturze od 500°C do 600°C powoduje utwardzenie powierzchni do
850 HV przy gbokoci azotowania do 0,8 mm (DIN50190 rozdzia 3). Rys.
23.
Napawanie
W niektórych przypadkach, kiedy nasza stal bdzie miejscowo pracowaa
w ekstremalnie trudnych warunkach np. XAR®400 lub XAR®500 konieczne
jest zastosowanie napawania celem dodatkowego utwardzenia
powierzchni. Sam proces napawania mona przeprowadzi szeroko
dostpnymi metodami spawania przy zastosowaniu elektrod otulonych
lub te drutów litych czy te drutów proszkowych. Naley tutaj pamita,
e wczeniej naley usun rdz oraz inne wszelkie zanieczyszczenia z
powierzchni materiau. Rys. 24 pokazuje szerok palet materiaów
dodatkowych, które moemy wykorzysta do napawania.
Sam proces napawania naley przeprowadzi z moliwym najmniejszym
wymieszaniem napoiny z materiaem rodzimym. Naley tutaj pamita o
odpowiednio dobranych parametrach prdowych.
Ochrona przeciwko skrajnej miejscowej ekspozycji na zuycie
XAR®stal trudnocieralna 29
Odlego od powierzchni [mm]
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2
5 h 36 h 84 h
Nitriding 510YC
Nitrocarburizing 580YC
Nazwa handlowa Proces Obcienie
STOODY 130 FD R 2,5 58,0 0,5 ok. 65 HRC
STOODY CP 2000 FD R 4,8 1,0 1,5 24,0 1,0 4,0 58 – 64 HRC
OK Tubrodur 55 O A FD R 3,6 0,5 0,9 22,5 3,5 0,5 50 – 60 HRC
OK Weartrode 55 HD E S + R 0,6 0,7 0,7 10,0 ok. 57 HRC
OK Tubrodur 58 O/G M FD S + R 0,4 0,3 1,3 5,0 1,2 0,6 55 – 60
HRC
OK Tubrodur 60 G M FD S + R 0,7 0,8 0,8 5,5 1,0 55 – 62 HRC
OK Autrodur 56 G M MAG S + R 0,5 3,0 0,5 9,0 50 – 60 HRC
STOODCOR 136 FD R 4,0 24,0 7,5 60 – 65 HRC
STOODY 600 FD S + R 2,0 8,0 5,5 4,0 41 – 59 HRC
STOODY CP 2001 FD R 4,5 24,0 8,0 58 – 63 HRC
OK Autrod/Tigrod 16.95 MAG/WIG 0,1 6,5 18,5 8,5 ok. 190 HV, po
umocnieniu ok. 400 HVOK Tubrodur 200 O D FD 0,1 0,5 5,5 19,0
9,0
OK 67.45 E 0,1 0,5 6,0 18,5 8,5
Objanienia symboli: E – elektroda otulona
FD – drut proszkowy; WIG/MAG – prty do spawania WIG, drut lity do
spawania MAG
S- wytrzymao na udarno, R – wytrzymao na zuycie cierne
30 XAR®stal trudnocieralna
Przykady typowego zastosowania zawieraj:
• formy, tarcze cierne, ostrza, rzeszota, zsuwnie • sprzt
wiertniczy do pali fundamentowych • kruszarki kamieni • przenoniki
• czci miksera • ostrze opaty • dolne pyty • zgarniacze • szczki
kruszarki • pyty none i wzmacniajce wywrotki formy pyty
pulweryzatora
huty stali
cementownie
elektrownie wglowe
• kruszarki wglowe
maszyny rolnicze
• pugi • brona
Szczególne waciwoci tej grupy stali s wypróbowane i sprawdzone w
nastpujcym wzgldzie: twardo w przeciwdziaaniu zuyciu, dua wytrzymao
i dua odporno na deformacje, aby mogy wytrzyma czsto wystpujce
warunki przecienia. Uycie specjalnych stali konstrukcyjnych
odpornych na zuycie XAR® w rezultacie umoliwia lepsz kontrol nad
niepodanymi deformacjami w dolnych blachach i skadach oraz ponad
wyboczeniem caych dolnych elementów bez potrzeby angaowania
grubszych blach.
Szeroki wybór specjalnych stali konstrukcyjnych odpornych na zuycie
XAR® oferuje konstruktorom moliwo wyboru optymalnego gatunku stali,
jednoczenie naleycie uwzgldniajc warunki usug i wytwarzania. Stale
XAR® tym samym stworzyy dla siebie szerokie moliwoci zastosowania w
wanych dziedzinach inynierii.
Zastosowanie
Oddziay/ Filie
87-100 Toru Grudzidzka 159 T: +48 56 611 94 94
[email protected]
15-697 Biaystok Gen. Stanisawa Maczka 52 T: +48 85 664 49 25
[email protected]
05-870 Bonie Kolejowa 44 T: +48 22 594 08 20
[email protected]
41-303 Dbrowa Górnicza Toruska 7 T: +48 32 639 55 00
[email protected]
80-557 Gdask Marynarki Polskiej 96 T: +48 58 522 65 00
[email protected]
62-800 Kalisz Czstochowska 25 T: +48 62 767 46 01
[email protected]
25-114 Kielce ks. P. ciegiennego 81/11 T: +48 41 334 51 25
[email protected]
75-712 Koszalin Wojska Polskiego 24-26 T: +48 94 343 94 60
[email protected]
30-644 Kraków Gen. Henryka Kamieskiego 51 T: +48 12 688 65 00
[email protected]
59-300 Lubin cinawska 11 T: +48 76 844 08 00
[email protected]
20-447 Lublin Diamentowa 2 T: +48 81 710 15 51
[email protected]
90-057 ód Sienkiewicza 85/87 T: +48 42 677 15 00
[email protected]
86-134 Dragacz Nowe Marzy 25 A T: +48 56 611 96 20
[email protected]
10-408 Olsztyn Lubelska 36 T: +48 89 532 09 90
[email protected]
60-415 Pozna Lutycka 1 T: +48 61 840 42 10
[email protected]
35-232 Rzeszów Borowa 1C T: +48 17 864 26 30
[email protected]
70-676 Szczecin G. Merkatora 7 T: +48 91 486 51 63
[email protected]
50-514 Wrocaw Midzyleska 4 T: +48 71 360 47 30
[email protected]
65-364 Zielona Góra Kouchowska 15A T: +48 68 320 14 72
[email protected]
Oddziay zagraniczne
Baltic States (Lithuania, Latvia, Estonia) LT-52159 Kaunas Palemono
1a T: +370 37 244 935
[email protected]
Czech Republic 627 00 Brno Areál Slatina, Tuanka 115 T: +420 548
183 036
[email protected]
Eksport 87-100 Toru Grudzidzka 159 T: +48 56 611 94 94
[email protected]
Spawalnictwo 05-870 Bonie Kolejowa 44 T: +48 22 594 08 35/43
[email protected]
0 8
/2 01
8 (A
b/ E
Centrala