На примере стали Гадфильда (110Г13Л), как основного материала быстроизнашиваемых элементов горно-обогатительного оборудования – бил, молотков, футеровок, отражающих плит дробилок и мельниц, проанализированы особенности влияния наклепа на интенсивность износа металлических материалов при различных видах изнашивания по твердым (более 1100 HВ) и мягким породам. Отмечена уникальная способность этой стали сопротивляться ударному износу, показано, что при абразивном воздействии породы сталь демонстрирует низкую износостойкость, которая при изнашивании по породам, твердость которых уступает твердости стали в наклепанном состоянии (менее 1100 HВ), может быть существенно (до 10 раз) повышена предварительным наклепом образцов. Описаны разработанные авторами методики высокотемпературной термомеханической обработки образцов (свободная ковка при 1150-950 °C и последующая закалка в воде) и эксперименты по их абразивному изнашиванию. Представленные результаты испытаний показали, что твердость и износостойкость стали Гадфильда при изнашивании по твердому абразиву (электрокорунду 25А с агрегатной твердостью ~2500 HВ) зависят от интенсивности пластической деформации при ВТМО, возрастая с ее увеличением. Для максимальной интенсивности пластической деформации повышение износостойкости стали по сравнению с недеформированным материалом достигает 70 %. Приведен вид зависимости износостойкости стали от величины твердости HВ в результате пластического деформирования. Способ высокотемпературной термомеханической обработки может быть рекомендован к внедрению в технологии изготовления быстроизнашиваемых элементов горно-добывающего и горно-обогатительного оборудования с целью повышения их срока службы.
Рассмотрены закономерности абразивного износа стали 110Г13Л при значительных нагрузках на образец и ударном воздействии. Обнаружено, что повышение нагрузки до значений, при которых напряжения на поверхности образца достигают истинного разрушающего напряжения материала, не приводит к повышению износостойкости стали. Ударное воздействие и, как следствие, наклеп не оказывают существенного влияния на скорость износа стали при ее работе по твердым породам (гранит, габбро). В случае мягких пород (мрамор) сопутствующее ударное воздействие повышает износостойкость материала. Разработано заключение о целесообразности изготовления элементов горно-добывающего и обогатительного оборудования из стали 110Г13Л в зависимости от твердости разрушаемой породы.
На примере углеразмольной шаровой мельницы ШБМ 400/800 показано, что при работе мельницы без породы бомбардировка мелющими телами непосредственно брони из стали 110Г13Л способна повысить ее твердость с 200 до 320 НВ при глубине наклепанного слоя до 6,7 мм, что увеличит ее стойкость к истиранию примерно в 2 раза. Время, необходимое для осуществления эффективной бомбардировки, составляет ~ 11 мин, период между упрочняющими наклепами ~ 25 суток.
Приведен анализ данных механических и металлографических исследований тангенциальных поворотных резцов российских и зарубежных производителей. Указана причина быстрого износа тангенциальных резцов российского производства.
