Александр Александрович Уманский, д.т.н., профессор кафедры металлургии черных металлов
Россия, 654007, Кемеровская обл. – Кузбасс, Новокузнецк, ул. Кирова, 42
Aleksandr A. Umanskii, Dr. Sci. (Eng.), Prof. of the Chair of Ferrous Metallurgy
42 Kirova Str., Novokuznetsk, Kemerovo Region – Kuzbass 654007, Russian Federation
Вадим Викторович Байдин, соискатель степени к.т.н. кафедры металлургии черных металлов
Россия, 654007, Кемеровская обл. – Кузбасс, Новокузнецк, ул. Кирова, 42
Vadim V. Baidin, Candidates for a degree of Сand. Sci. (Eng.) of the Chair of Ferrous Metallurgy
42 Kirova Str., Novokuznetsk, Kemerovo Region – Kuzbass 654007, Russian Federation
Артем Сергеевич Симачев, к.т.н., доцент кафедры «Обработка металлов давлением и металловедение. ЕВРАЗ ЗСМК»
Россия, 654007, Кемеровская обл. – Кузбасс, Новокузнецк, ул. Кирова, 42
Artem S. Simachev, Cand. Sci. (Eng.), Assist. Prof. of the Chair “Metal Forming and Metal Science. “EVRAZ ZSMK”
42 Kirova Str., Novokuznetsk, Kemerovo Region – Kuzbass 654007, Russian Federation
Любовь Валерьевна Думова, соискатель степени к.т.н. кафедры металлургии черных металлов
Россия, 654007, Кемеровская обл. – Кузбасс, Новокузнецк, ул. Кирова, 42
Lyubov’ V. Dumova, Candidates for a degree of Сand. Sci. (Eng.) of the Chair of Ferrous Metallurgy
42 Kirova Str., Novokuznetsk, Kemerovo Region – Kuzbass 654007, Russian Federation
Сергей Олегович Сафонов, ассистент кафедры металлургии черных металлов
Россия, 654007, Кемеровская обл. – Кузбасс, Новокузнецк, ул. Кирова, 42
Sergei O. Safonov, Assistant of the Chair of Ferrous Metallurgy
42 Kirova Str., Novokuznetsk, Kemerovo Region – Kuzbass 654007, Russian Federation
Проведены исследования формирования микроструктуры мелющих шаров из отбраковки рельсовой стали при их закалке в различных полимерных средах. На первом этапе, на основании исследований охлаждающей способности растворов полимеров «ПКМ» и «Термовит» при варьировании их концентраций и температуры построены кривые охлаждения мелющих шаров из рельсовой стали марки К76Ф. При концентрации указанных полимеров в водном растворе 2 и 4 % скорость охлаждения мелющих шаров из стали К76Ф практически идентична при температурах раствора 20 и 30 °С и значимо снижается в случае увеличении температуры раствора полимера до 40 °С. При этом наиболее заметное снижение скорости охлаждения характерно для полимера «ПКМ» при его концентрации на уровне 2 %. На втором этапе проведены металлографические исследования микроструктуры мелющих шаров из рельсовой стали К76Ф, закалка которых проводилась в лабораторных условиях с использованием полимеров «ПКМ» и «Термовит» с концентраций 2 – 4 % и температурой 20 – 40 °С. Использование раствора «ПКМ» для закалки шаров обеспечивает значительно более высокие качество микроструктуры и твердость термообработанных шаров по сравнению с применением полимера «Термовит». Варьирование концентрации и температуры полимерной закалочной среды «ПКМ» позволяет получать мелющие шары с различными эксплуатационными характеристиками, определяющими потенциальные области их применения. Закалка шаров в растворе указанного полимера с концентрацией 2 % и температурой 20 – 30 °С обеспечивает получение шаров с высокой твердостью (соответствующей IV группе твердости по ГОСТ 7524 – 2015), а использование для закалки раствора этого же полимера с концентрацией 4 % и температурой 20 – 30 °С создает возможность производства шаров с более низкой твердостью, но потенциально высокой ударной стойкостью.
Studies of the formation of microstructure of grinding balls from the rejects of rail steel were carried out during their quenching in various polymer media. At the first stage, based on studies of the cooling capacity of solutions of polymers PCM and Thermovit with varying concentrations and temperatures, the authors constructed the cooling curves of grinding balls made of K76F rail steel. It was found that at concentration of these polymers in an aqueous solution of 2 and 4 %, cooling rate of grinding balls made of K76F steel is almost identical at solution temperatures of 20 and 30 °C and significantly decreases when the temperature of the polymer solution increases to 40 °C. At the same time, the most noticeable decrease in the cooling rate is characteristic of PCM polymer with its concentration at the level of 2 %. At the second stage, the authors carried out metallographic studies of the microstructure of grinding balls made of K76F rail steel, which were quenched in laboratory conditions using polymers PCM and Thermovit with concentrations of 2 – 4 % and temperature of 20 – 40 °C. As a result, it was determined that the use of the PCM solution for quenching balls provides a significantly higher quality of microstructure and hardness of heat-treated balls compared to the use of the Thermovit polymer. At the same time, varying the concentration and temperature of the PCM polymer quenching medium allows one to obtain grinding balls with different performance characteristics that determine the potential areas of their application. Thus, quenching of balls in a solution of the specified polymer with concentration of 2 % and temperature of 20 – 30 °C ensures the production of balls with high hardness (corresponding to the IV hardness group according to the state standard GOST 7524 – 2015), and the use of a solution of the same polymer with concentration of 4 % and temperature of 20 – 30 °С for quenching creates the possibility of producing balls with lower hardness, but potentially high impact resistance.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.