Examination of Microstructure and Wear Behaviour of a Roller Material Produced by Centrifugal Casting Translated title: Untersuchung der Mikrostruktur und des Verschleißverhaltens eines im Schleudergussverfahren hergestellten Walzwerkstoffes

Abstract

In this study, the microstructure of a roller material produced by centrifugal casting was characterized and its worn surface was examined after wear test. In the first stage of the study, centrifugal casting was used to produce cast iron based roller material. The cross-section of cast matrix was examined using light and scanning electron microscopy after metallographic preparations. In the second stage, ‘ball-on-disc’ type tribometer was used to investigate the wear behaviour of the cast part under dry sliding condition. In order to observe the effect of loading force, the samples were subjected to 10 N, 30 N and 50 N load and the total sliding distance was selected as 500 m. After wear tests, all the worn surfaces were examined using both light and scanning electron microscopy. It is concluded that (i) the roller had pearlitic cast iron matrix having nodular graphite and eutectic carbide, (ii) worn surfaces exhibited typical abrasive and partial adhesive wear tracks, (iii) as the loading force increased the friction coefficient in addition to weight loss of cast iron matrix increased.

Kurzfassung

In der diesem Beitrag zugrunde liegenden Studie wurde das Gefüge eines mittels Schleuderguss hergestellten Walzwerkstoffes charakterisiert und anschließend die verschlissene Oberfläche nach der Verschleißprüfung untersucht. Im ersten Teil der Studie wurde das Schleudergussverfahren angewendet, um den eisenbasierten Walzwerkstoff herzustellen. Die Querschliffe der Gussmatrix wurden mittels Licht- und Rasterelektronenmikroskopie nach entsprechender metallografischer Präparation untersucht. Im zweiten Teil kam ein Stift-Scheibe-Tribometer zum Einsatz, um das Verschleißverhalten des Gussstückes unter Trockengleitbedingungen zu untersuchen. Um den Einfluss der Belastungskraft zu bestimmen, wurden die Proben einer Kraft von 10N, 30N und 50N unterzogen und als totale Gleitdistanz wurde 500m gewählt. Nach den Verschließversuchen wurden alle so beanspruchten Oberflächen ebenfalls mittels Licht- und Rasterelektronenmikroskopie untersucht. Es stellte sich heraus, dass (i) der Walzwerkstoff eine perlitische Gusseisenmatrix mit Kugelgraphit und eutektischen Carbiden aufweist, (ii) die Verschleißoberflächen die typischen abrasiven und partiell adhäsiven Verschleißspuren aufweisen, (iii) mit zunehmender Belastungskraft der Reibungskoeffizient und auch der Gewichtsverlust der Gusseisenmatrix ansteigt.