к.т.н., доцент, директор Центра коллективного пользования «Материаловедение»
654007, Кемеровская обл., Новокузнецк, ул. Кирова, 42
Cand. Sci. (Eng.), Assist. Professor, Director of the Center for Collective Use “Materials Science”
Novokuznetsk, Kemerovo Region
к.т.н., директор по рельсовому производству
654043, Кемеровская обл., Новокузнецк, ш. Космическое, 16
Cand. Sci. (Eng.), Director of Rail Production
Novokuznetsk, Kemerovo Region
к.т.н., доцент, доцент кафедры обработки металлов давлением и металловедения. ЕВРАЗ ЗСМК
654007, Кемеровская обл., Новокузнецк, ул. Кирова, 42
Cand. Sci. (Eng.), Assist. Professor of the Chair “Metal Forming and Metal Science”. OJSC “EVRAZ ZSMK”
Novokuznetsk, Kemerovo Region
к.т.н., ведущий инженер кафедры обработки металлов давлением и металловедения. ЕВРАЗ ЗСМК
654007, Кемеровская обл., Новокузнецк, ул. Кирова, 42
Cand. Sci. (Eng.), Leading Engineer of the Chair “Metal Forming and Metal Science”. OJSC “EVRAZ ZSMK”
Novokuznetsk, Kemerovo Region
аспирант кафедры металлургии черных металлов
654007, Кемеровская обл., Новокузнецк, ул. Кирова, 42
Postgraduate of the Chair of Ferrous Metallurgy
Novokuznetsk, Kemerovo Region
На основании анализа литературных и производственных данных показано, что износостойкость стальных помольных шаров, являющихся основной измельчающей средой при дроблении различных видов сырья в мельницах барабанного типа, определяется не только твердостью поверхностного слоя, но и качеством их макро- и микроструктуры. При этом имеет место сложный характер зависимостей ударной стойкости шаров от вышеперечисленных параметров при одновременном их воздействии. Это обуславливает актуальность проведения исследований в данном направлении. С целью получения научно-обоснованных зависимостей ударной стойкости помольных шаров от качества их макро- и микроструктуры проведена серия экспериментальных исследований. В качестве объекта использовали помольные шары диаметром 40, 50 и60 ммпроизводства АО «ЕВРАЗ ЗСМК» (г. Новокузнецк) и ООО «Промышленные системы» (г. Нижний Тагил). Исследования проведены металлографическим, дюрометрическим и фрактографическим методами анализа. Испытания помольных шаров на ударную стойкость проводили на копровой установке. По результатам проведенных металлографических исследований определено, что для объемно-закаленных шаров характерна трехзонная структура. Поверхностный закаленный слой глубиной от 1,9 до7,4 ммпредставляет собой мартенсит. Переходная зона толщиной от 1,0 до1,7 ммимеет структуру мартенсит + троостит. Центральная зона занимает весь оставшийся объем шара и имеет несколько вариантов разновидностей микроструктуры: феррит + перлит, мартенсит + троостит + феррит, мартенсит + троостит. На основании обобщения полученных экспериментальных данных установлено, что при поверхностной твердости шаров в пределах 42 – 52 HRC параметром, определяющим ударную стойкость, является качество макроструктуры (наличие флокенов). Для шаров с высокой (57 – 61 HRC) поверхностной твердостью наиболее значимое влияние на ударную стойкость оказывает неоднородная микроструктура металла, обуславливающая значительный перепад твердости по сечению шаров.
Based on the analysis of the literature and production data, it is shown that the wear resistance of steel grinding balls, which are the main grinding medium for crushing various types of raw materials in the drum type mills, is determined not only by hardness of the surface layer, but also by the quality of their macro- and microstructure. At the same time, there is a complex nature of dependences of the balls impact resistance on the above mentioned parameters with their simultaneous impact, which determines the relevance of research in this direction. Series of experimental studies was carried out in order to obtain scientifically based dependencies of impact resistance of grinding balls on the quality of their macro- and microstructure. The grinding balls with a diameter of40 mm,50 mmand60 mmproduced by OJSC “EVRAZ ZSMK” (Novokuznetsk) and by JSC “Industrial Solutions” (Nizhny Tagil) were used. The research was carried out by metallographic, durometric and fractographic methods of analysis; tests of grinding balls on the impact resistance were performed on the impact drop machine. According to the results of metallographic studies it was determined that the volume-hardened balls are characterized by a three zone structure. The surface hardened layer with a depth from 1.9 to7.4 mmis martensite. The transition zone with thickness from 1.0 to1.7 mmhas a structure martensite + troostite. The central zone occupies the entire remaining volume of the ball and has several varieties of microstructure: ferrite + perlite, martensite + troostite + ferrite, martensite + troostite. On the basis of generalization of the obtained experimental data, it was established that at surface hardness of balls within 42 – 52 HRC the quality of macrostructure (presence of flakes) is the parameter determining impact resistance. For balls with high surface hardness (57 – 61 HRC) the most significant impact on impact resistance is provided by non-uniform microstructure of metal, which causes a significant difference in hardness across the balls crosssection.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.