Effet des éléments chimiques sur la résistance à l'usure des produits.

Comme vous le savez, la teneur en éléments chimiques influencera les performances des produits finaux. Aujourd'hui, l'ingénieur du Raymond Machinery Co.,Ltd aimerait partager quelques informations sur l'effet des éléments chimiques sur la résistance à l'usure des produits.

1. Carbone (C)
   1. En acier: dans les aciers, le carbone est un élément crucial qui affecte considérablement la résistance à l'usure. L'augmentation de la teneur en carbone entraîne généralement une augmentation de la dureté. Par exemple, dans les aciers au carbone ordinaires, à mesure que la teneur en carbone passe de 0,2% à 0,8%, la dureté de l'acier augmente en raison de la formation de plus de phases carburées. Ces particules de carbure, comme le carbure de fer (Fe₃ C), agissent comme des particules dures qui résistent à l'abrasion et à l'usure. Les aciers à haute teneur en carbone sont souvent utilisés dans des applications où la résistance à l'usure est cruciale, comme les outils de coupe et les ressorts.
   2. En fonte: dans les fontes, le carbone peut exister sous différentes formes. La fonte gris a une structure en graphite en forme de flocons, et la présence de graphite fournit un certain effet lubrifiant, réduisant le frottement et l'usure dans certaines applications telles que dans les blocs de moteur. En revanche, la fonte blanche présente une proportion élevée de cimentite (Fe₃ C), ce qui lui donne une dureté très élevée et une excellente résistance à l'usure. Il est utilisé pour des applications telles que des marteaux de broyeur et des billes de meulage.
2. Chrome (Cr)
   1. En acier inoxydable: Le chrome est un élément clé dans les aciers inoxydables. Il forme un film d'oxyde passif à la surface du matériau. Lorsque la teneur en chrome est suffisante (habituellement au moins 10,5% dans les aciers inoxydables), ce film d'oxyde offre une excellente résistance à la corrosion et contribue également à la résistance à l'usure. Le film d'oxyde agit comme une barrière contre les particules abrasives et réduit l'adhésion d'autres matériaux pendant les processus d'usure. Par exemple, dans l'acier inoxydable 316, la teneur en chrome aide à maintenir l'intégrité de la surface dans des environnements corrosifs et abrasifs comme dans les applications marines.
   2. En acier allié: dans les aciers alliés, le chrome forme des carbures de chrome (crіc₃, Cr₂₃ cù), qui sont très durs et augmentent la résistance à l'usure du matériau. Ces carbures peuvent résister à l'usure abrasive et fournir une certaine résistance à l'usure adhésive. Par exemple, dans les aciers à grande vitesse utilisés pour les outils de coupe, les carbures de chrome contribuent à améliorer la durée de vie de l'outil en réduisant l'usure pendant les opérations d'usinage.
3. Nickel (Ni)
   1. Dans l'alliage: le nickel est souvent utilisé en combinaison avec d'autres éléments pour améliorer la résistance à l'usure. Dans les aciers inoxydables, le nickel améliore la ténacité et la ductilité du matériau. Bien que son effet direct sur la résistance à l'usure ne soit pas aussi prononcé que le carbone ou le chrome, il aide à maintenir l'intégrité du matériau pendant l'usure. Par exemple, dans l'acier inoxydable austénitique, le nickel stabilise la structure austénitique, qui peut mieux résister aux impacts et à l'usure. Dans certains alliages résistants à l'usure, le nickel est ajouté pour améliorer la résistance à l'usure corrosive-abrasive, comme dans le cas des superalliages à base de nickel utilisés dans les pales de turbine dans des environnements corrosifs et à haute température.
4. Molybdène (mois)
   1. En acier et en alliages: Le molybdène est un élément efficace pour améliorer la résistance à l'usure. Dans les aciers alliés, il forme des carbures de molybdène (Mo₂ C), qui sont durs et stables. Ces carbures peuvent résister à l'usure abrasive et ont également un effet positif sur la résistance du matériau à l'usure à haute température. Par exemple, dans les aciers à grande vitesse et les aciers à outils, le molybdène contribue à améliorer les performances de coupe et la durée de vie de l'outil en réduisant l'usure à des vitesses et températures de coupe élevées. Dans certains aciers chrome-molybdène, la combinaison de chrome et de molybdène offre une excellente résistance à la corrosion et à l'usure, ce qui les rend adaptés aux applications dans les industries chimiques et pétrochimiques.
5. Vanadium (V)
   1. En acier: le vanadium forme des carbures de vanadium très durs (VC). Ces carbures sont répartis uniformément dans la matrice d'acier et agissent comme des particules résistantes à l'usure. Dans les aciers à haute résistance et les aciers à outils, le carbure de vanadium peut améliorer considérablement la résistance à l'usure. Par exemple, dans certains aciers à outils à traitement à froid, la présence de carbures de vanadium permet de résister à l'usure lors des opérations de formage à froid telles que le poinçage et le découpage. Les carbures de vanadium contribuent également au raffinement de la structure des grains, ce qui améliore encore les propriétés mécaniques et la résistance à l'usure du matériau.
6. Tungstène (W)
   1. Dans l'alliage: tungstène est un élément lourd et dur. Dans les alliages à base de tungstène et les aciers à grande vitesse, il forme des carbures de tungstène (WC). Carbures de tungstène ont une dureté extrêmement élevée et une résistance à l'usure. Ils sont largement utilisés dans les outils de coupe, tels que les forettes à pointe en carbure et les fraises. Les particules de wc peuvent résister à l'usure abrasive et ont également une bonne résistance à l'usure thermique en raison de leur point de fusion élevé et de leur stabilité thermique. De plus, dans certains revêtements résistants à l'usure, des composés à base de tungstène sont utilisés pour améliorer la résistance à l'usure de la surface du substrat.