Presa cu role este un echipament de măcinare utilizat pe scară largă, de înaltă eficiență și economie de energie, potrivit în special pentru pre-măcinarea clincherului de ciment. De asemenea, este eficientă pentru măcinarea calcarului, zgurii de furnal, gresiei calcaroase, cărbunelui brut, gipsului, nisipului cuarțos, minereului de fier și a altor materiale. Caracteristica principală a presei cu role este de a extruda materiale sub o presiune ridicată, cuprinsă între 50 și 300 MPa, pentru a atinge scopul de mărunțire. Suprafața rolei presei cu role este supusă unei uzuri abrazive la solicitări mari în condiții de lucru extrem de dure, iar uzura este inevitabilă după o perioadă de utilizare. În plus, din cauza obiectelor străine, cum ar fi blocurile de fier, sau a funcționării necorespunzătoare care duce la un spațiu excesiv de mic între role, poate apărea exfoliere sau exfoliere prin oboseală la cicluri reduse pe manșonul rolei presei cu role.

Materialul corpului rolei este oțel forjat 34CrNiMoA sau oțel 42CrMo, care este foarte scump. În majoritatea cazurilor, înlocuirea nu este fezabilă, iar repararea la fața locului este singura opțiune. Prin urmare, trebuie aplicată o protecție eficientă pe suprafața rolei de extrudare în timpul fabricării presei cu role. În prezent, aplicarea de materiale rezistente la uzură pe suprafața rolei de extrudare este recunoscută ca fiind cea mai eficientă și convenabilă metodă.

Există o diferență semnificativă de rezistență între stratul rezistent la uzură al suprafeței cilindrului de înaltă duritate și materialul corpului cilindrului. Aplicarea directă a stratului rezistent la uzură pe corpul cilindrului este predispusă la probleme de exfoliere pe suprafețe mari. Prin urmare, este necesar să se proiecteze materiale de suprafață cu niveluri diferite de rezistență între stratul rezistent la uzură al suprafeței cilindrului și materialul corpului cilindrului pentru a asigura fiabilitatea suprafeței. Pe lângă asigurarea rezistenței la uzură a stratului model al suprafeței cilindrului, trebuie garantată și rezistența la exfoliere la oboseală a stratului de tranziție. Prin urmare, materialul de suprafață al stratului de tranziție pentru presa cu role trebuie să aibă o plasticitate și o tenacitate bune.

Materialul manșonului de laminare este în general oțel aliat cu conținut mediu de carbon, luând ca exemplu 42CrMo, care este călit și revenit după forjare. Oțelul 42CrMo are o rezistență ridicată, o călibilitate ridicată, o tenacitate bună, deformări mici în timpul călirii și o rezistență mare la fluaj și la rupere la temperaturi ridicate. Este utilizat pentru fabricarea pieselor forjate care necesită o rezistență mai mare și secțiuni transversale călite și revenite mai mari decât oțelul 35CrMo. Echivalentul total în carbon al oțelului 42CrMo este de 0,78%. Datorită echivalentului său ridicat în carbon, are o tendință puternică de călire și este un material relativ dificil de sudat. Elementele precum Mn și Mo din compoziția sa cresc susceptibilitatea la pete albe și sunt predispuse la fisuri întârziate. Când conținutul de P și S este, de asemenea, ridicat, este probabil să apară fisuri la cald. Pentru a preveni fisurarea la cald, sârma de sudură selectată ar trebui să aibă un conținut scăzut de C, P și S și un conținut ridicat de Mn pentru a îmbunătăți desulfurarea. Microstructura după călire și revenire este sorbit revenit, menținând orientarea martensitică.

Sârmele de sudură din seria T de la Shandong Xinyuan Botong sunt sârme de sudură cu miez de flux din fontă cu conținut ridicat de crom din seria Fe-Cr-C, caracterizate prin autoprotecție, proprietăți minime de zgură sau fără zgură, fără adaos de agenți formatori de zgură. Ca pionieri în domeniul suprafețelor cu arc deschis în China, aceste sârme de sudură au o cotă de piață mare și sunt recunoscute pe scară largă în industrie. Rezistența la uzură a aliajului lor poate menține o duritate bună și rezistență la uzură chiar și la temperaturi ridicate de peste 350 ℃. Duritatea stratului de lucru rezistent la uzură după suprafață este de până la 60 HRC sau mai mult, cu un număr mare de microfisuri.

Dacă sârmele de sudură cu miez de flux rezistente la uzură sunt aplicate direct pe metalul de bază, din cauza diferenței mari de temperatură de topire dintre metalul depus în stratul rezistent la uzură și metalul de bază, topirea este asincronă. Metalul cu punct de topire scăzut se topește prematur, provocând lăsarea sau lipsa fuziunii cu metalul cu punct de topire ridicat. În plus, metalul cu punct de topire ridicat se solidifică și se contractă mai devreme, ceea ce va provoca solicitări asupra metalului cu punct de topire scăzut, care se află încă într-o stare parțial solidificată și slabă, putând duce la fisuri.

În plus, coeficienții de dilatare liniară ai celor două microstructuri diferă semnificativ. Contracția inconsistentă la răcire între ele va cauza tensiuni superficiale interne mari, ceea ce poate duce la fisuri superficiale în cazuri grave. Tensiunea termică va fi generată în timpul funcționării la temperaturi ridicate. Această tensiune termică nu poate fi eliminată (tratamentul termic post-sudură poate elimina tensiunea reziduală de sudură, dar tensiunea termică este generată în timpul funcționării).

Conform condițiilor de lucru menționate mai sus, această condiție nu mai aparține sudării oțelurilor diferite, cum ar fi sudarea dintre oțeluri diferite F (ferită), M (martensită) și A (austenită). Această condiție de lucru ar trebui să fie sudarea oțelului aliat cu conținut mediu de carbon și a fontei albe cu conținut ridicat de crom, rezistente la uzură. Materialul stratului de tranziție special dezvoltat trebuie să aibă o tenacitate ridicată și performanțe de oprire a fisurilor, iar metalul de suprafață trebuie să aibă o rezistență excelentă la fisuri și o tenacitate la impact. Acesta ar trebui să prevină eficient extinderea și dezvoltarea fisurilor de sudură și a fisurilor de oboseală de pe suprafața rolei către corpul rolei, protejând astfel eficient corpul rolei de deteriorare.

Metoda de izolare a suprafeței se utilizează între oțelul aliat cu conținut mediu de carbon și stratul de suprafață rezistent la uzură. Un metal cu un coeficient de dilatare liniară între cele două metale este selectat ca metal de adaos pentru stratul de tranziție, pentru a reduce stresul termic cauzat de diferența dintre coeficienții de dilatare liniară. De asemenea, trebuie luate în considerare aspectele legate de cost pentru a rezolva problemele menționate mai sus. Spre deosebire de industria chimică și industria vaselor sub presiune cu cazane, stratul de izolație are o grosime mare. Dacă se utilizează materiale de sudură convenționale din oțel inoxidabil austenitic (18-8) pentru suprafața stratului de izolație, costul va fi foarte mare. În plus, trebuie luată în considerare rezistența și plasticitatea zonei de fuziune cu stratul de suprafață rezistent la uzură. Migrarea carbonului are loc în acest strat, rezultând zone de tranziție carburate și decarburate. Schimbarea bruscă a durității în aceste zone va provoca efecte adverse, ducând astfel la defectarea prin oboseală în aceste zone.

Cu toate acestea, din cauza lipsei resurselor de nichel și a creșterii bruște recente a prețului acestuia, este necesară înlocuirea nichelului cu alte elemente pentru a reduce costurile. Efectul manganului asupra austenitei este similar cu cel al nichelului. Prin urmare, manganul poate fi utilizat în locul nichelului pentru a produce materiale de sudură din oțel inoxidabil austenitic cu costuri reduse.

Carbonul este un element puternic formator de austenită, cu o capacitate de formare a austenitei de 30 de ori mai mare decât cea a nichelului. Cu toate acestea, nu poate fi adăugat la oțelul inoxidabil rezistent la coroziune, deoarece va provoca coroziune de sensibilizare și probleme ulterioare de coroziune intergranulară după sudare. În aceste condiții de lucru, conținutul de carbon al sârmei de sudură cu miez de flux rezistente la uzură după suprafațare este mai mare de 4%. Un conținut excesiv de ridicat de carbon va crește duritatea și fragilitatea sudurii, ceea ce nu contribuie la tenacitate.

Pentru a depăși coroziunea intergranulară a oțelului inoxidabil crom-nichel, cum ar fi 18-8, conținutul de carbon al oțelului este în general redus sub 0,03% sau se adaugă elemente cu o afinitate mai mare pentru carbon decât cromul (cum ar fi titanul sau niobiul) pentru a preveni formarea carburilor de crom. În aceste condiții de lucru, unde duritatea ridicată și rezistența la uzură sunt principalele cerințe, conținutul de carbon al oțelului este crescut pentru a îndeplini cerințele de duritate și rezistență la uzură.

Atât manganul, cât și nichelul sunt elemente formatoare de austenită, ceea ce înseamnă că pot forma o soluție solidă infinit miscibilă (austenită) cu fierul. Cu toate acestea, rolul manganului nu este de a forma austenită, ci de a reduce rata critică de călire a oțelului, de a crește stabilitatea austenitei în timpul răcirii, de a inhiba descompunerea austenitei și de a permite ca austenita formată la temperaturi ridicate să fie reținută la temperatura camerei. Manganul are un efect redus asupra îmbunătățirii rezistenței la coroziune a oțelului. Prin urmare, în aceste condiții de lucru în care rezistența la coroziune nu este necesară, este complet fezabil să se utilizeze Mn în loc de Ni pentru a obține o structură de austenită monofazică. În același timp, Mn are un efect de întărire a soluției solide mai mare decât Ni, ceea ce poate îmbunătăți performanța oțelului. În plus, MnS format poate înlocui FeS2, ceea ce poate preveni fisurarea la cald și este astfel benefic pentru sudare. Manganul poate, de asemenea, compensa efectele adverse ale unor elemente dăunătoare și este un element care reduce susceptibilitatea la fisurarea prin solidificare.

Azotul este, de asemenea, un element puternic formator de austenită, cu o capacitate de formare a austenitei de 30 de ori mai mare decât cea a nichelului. Cu toate acestea, este un gaz, așa că se poate adăuga doar o cantitate limitată de azot pentru a evita problemele de porozitate. Din formula echivalentului nichelului se poate observa că adăugarea de mangan nu este foarte eficientă în formarea austenitei. Însă adăugarea de mangan poate dizolva mai mult azot în oțelul inoxidabil, iar azotul este un element foarte puternic formator de austenită. Azotul cu un conținut de 0,25% are o capacitate de formare a austenitei echivalentă cu 7,5% nichel. Cu toate acestea, conținutul de mangan nu ar trebui să fie prea mare, altfel este ușor să se formeze granule grosiere în timpul solidificării și al funcționării la temperaturi ridicate, crescând fragilitatea materialului. Prin urmare, nu se pot adăuga cantități excesive de mangan și azot.

În cazul în care nu există nichel sau există un conținut scăzut de nichel, pentru a forma o structură 100% austenită, adăugarea de crom poate fi redusă cu referire la diagrama Schaeffler. Deși acest lucru duce la o scădere a rezistenței la coroziune, este fezabil în condiții de lucru cu doar impact, uzură și fără coroziune sau coroziune ușoară. Cu un conținut de crom redus și un conținut de carbon ridicat, pentru a preveni formarea carburilor de crom, se poate adăuga o anumită cantitate de elemente puternic formatoare de carburi, cum ar fi niobiul și titanul.

În oțelul inoxidabil din seria 200, se utilizează suficient mangan și azot pentru a înlocui nichelul și a forma o structură 100% austenită. Cu cât conținutul de nichel este mai mic, cu atât sunt mai mari cantitățile necesare de mangan și azot. De exemplu, oțelul inoxidabil de tip 201 conține doar 4,5% nichel și 0,25% azot. Conform formulei echivalentului de nichel, acest conținut de azot are o capacitate de formare a austenitei echivalentă cu 7,5% nichel, deci se poate forma și o structură 100% austenită. Acesta este principiul de formare al oțelului inoxidabil din seria 200.

Pe baza ideilor de mai sus, compania noastră a dezvoltat cu succes sârma de sudură cu miez de flux T96 pentru izolație specială, prin experimente de formulare. Duritatea după suprafațare este de 180-220 HB. Este un aliaj metalic sudat cu rezistență la coroziune, rezistență la impact și rezistență la solicitări de înaltă presiune.

Îndeplinind cerințele de performanță ale stratului de tranziție al manșonului de laminare, costul este redus cu 45% în comparație cu oțelul inoxidabil austenitic crom-nichel 18-8. Nu numai că economisește resurse valoroase de nichel, dar reduce și costurile. Sârma de sudură cu miez de flux T96 nu este potrivită doar pentru fabricarea și repararea manșoanelor de laminare cu role, ci și pentru fabricarea și repararea manșoanelor de laminare verticală din oțel turnat. Poate fi utilizată și pentru prelucrarea suprafețelor pieselor supuse la impacturi mari sau sarcini rotative. Este potrivită pentru sudarea stratului de tranziție în cazul suprafețelor dure și pentru sudarea reparațiilor pieselor rezistente la uzură din oțel mangan.