THÉP HỢP KIM CHỊU MÒN HAI THÀNH PHẦN

Thép hợp kim chịu mòn hai thành phần là vật liệu gồm lớp nền thép chịu lực và lớp hàn cứng (hardfacing layer) được hàn đắp lên bề mặt nhằm tăng khả năng chống mài mòn. Lớp hàn cứng đóng vai trò quan trọng quyết định độ bền mài mòn, độ cứng và tuổi thọ sử dụng của tấm thép.

Dưới đây là các loại lớp hàn cứng kim loại được sử dụng phổ biến trong sản xuất thép hàn đắp chịu mòn.

1. Lớp hàn hợp kim crom – Chromium Carbide Overlay (CCO)

Đây là loại lớp hàn thông dụng nhất trong thép chịu mòn.

Đặc điểm:

• Thành phần chính gồm crom (Cr) và cacbon (C).

• Tạo ra các hạt carbide Cr7C3 có độ cứng rất cao.

• Độ cứng bề mặt thường đạt HRC 58–65.

• Chịu mài mòn trượt và mài mòn khô cực tốt.

Ứng dụng: máng chứa vật liệu, ống dẫn mòn, tấm lót máy nghiền, hệ thống vận chuyển vật liệu.

2. Lớp hàn hợp kim vonfram – Tungsten Carbide Overlay (WCO)

Đây là lớp hàn có khả năng chịu mòn cao nhất trong nhóm hợp kim hàn đắp.

Đặc điểm:

• Chứa hạt carbide vonfram (WC, W2C).

• Độ cứng cực cao, vượt xa lớp crom carbide.

• Chịu mài mòn va đập mạnh và mài mòn do vật liệu sắc cạnh.

Ứng dụng: ngành khai khoáng, khoan đá, máy xúc, búa nghiền, các chi tiết chịu cắt mòn mạnh.

3. Lớp hàn hợp kim Ni-Hard hoặc hợp kim gốc Niken

Đặc điểm:

• Thành phần niken cao kết hợp với crom và cacbon.

• Ma trận kim loại bền và ổn định nhiệt.

• Chịu mài mòn ở nhiệt độ cao tốt hơn lớp hàn crom carbide.

• Có khả năng chống oxy hóa khi làm việc trên 500–600°C.

Ứng dụng: nhà máy xi măng, hệ thống lò quay, buồng đốt, tấm lót chịu nhiệt mài mòn.

4. Lớp hàn hợp kim Fe-Cr-C (sắt – crom – cacbon)

Đây là dòng lớp hàn chịu mòn phổ biến với chi phí hợp lý.

Đặc điểm:

• Pha carbide phân bố đều trong nền kim loại Fe.

• Độ cứng trung bình khá, ổn định trong môi trường mài mòn nhẹ đến trung bình.

• Dễ hàn và dễ gia công.

Ứng dụng: phễu chứa vật liệu, máng dẫn, các chi tiết có mức mài mòn không quá khắc nghiệt.

5. Lớp hàn hợp kim gốc Austenitic Manganese (Hadfield)

Đây là loại phù hợp với môi trường va đập mạnh thay vì mài mòn thuần túy.

Đặc điểm:

• Thành phần mangan cao (Mn 11–14%).

• Bề mặt tự làm cứng khi bị va đập.

• Độ dai va đập vượt trội.

• Không giòn, không nứt trong điều kiện tải trọng thay đổi liên tục.

Ứng dụng: búa nghiền, má hàm nghiền, các chi tiết chịu va đập lớn.

6. Lớp hàn hợp kim gốc Boron hoặc Boro-Carbide

Đặc điểm:

• Hình thành boride cứng trong lớp kim loại.

• Khả năng chịu mài mòn trượt rất tốt.

• Cứng hơn Fe-Cr-C nhưng thấp hơn WC.

Ứng dụng: nông nghiệp, khai khoáng nhẹ, thiết bị mài mòn trượt.