RU2458172C2 - Metallurgical powdered composition and method for its obtaining - Google Patents
Metallurgical powdered composition and method for its obtaining Download PDFInfo
- Publication number
- RU2458172C2 RU2458172C2 RU2009115182/02A RU2009115182A RU2458172C2 RU 2458172 C2 RU2458172 C2 RU 2458172C2 RU 2009115182/02 A RU2009115182/02 A RU 2009115182/02A RU 2009115182 A RU2009115182 A RU 2009115182A RU 2458172 C2 RU2458172 C2 RU 2458172C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- powder
- iron
- carbides
- powder according
- microns
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Настоящее изобретение относится к порошку на основе железа. В частности, изобретение относится к порошку, подходящему для производства износостойких продуктов.The present invention relates to an iron-based powder. In particular, the invention relates to a powder suitable for the production of wear-resistant products.
Уровень техникиState of the art
Продукты, имеющие высокую износостойкость, находят очень широкое применение, и существует постоянная потребность в более дешевых продуктах, имеющих такие же или лучшие характеристики в сравнении с существующими продуктами.Products with high wear resistance are very widely used, and there is an ongoing need for cheaper products that have the same or better characteristics than existing products.
Производство продуктов, имеющих высокую износостойкость, может основываться, например, на порошках, таких как железные порошки или порошки на основе железа, содержащие углерод в виде карбидов.The production of products having high wear resistance can be based, for example, on powders, such as iron powders or iron-based powders containing carbon in the form of carbides.
Обычно карбиды являются очень твердыми и имеют высокие температуры плавления, именно эти качества придают им высокую износостойкость во многих приложениях. Эта износостойкость часто делает карбиды желательными в качестве компонентов сталей, например быстрорежущих сталей (HSS), которые требуют высокой износостойкости, такие, как стали для сверл, токарных станков, седел клапанов и подобного.Carbides are usually very hard and have high melting points, and it is these qualities that give them high wear resistance in many applications. This wear resistance often makes carbides desirable as components of steels, for example high speed steels (HSS), which require high wear resistance, such as steels for drills, lathes, valve seats and the like.
Примеры обычных порошков на основе железа с высокой износостойкостью описаны, например, в патенте US 6679932, относящемся к порошковой смеси, включающей порошок инструментальной стали с тонко диспергированными карбидами, и патенте US 5856625, относящемся к порошку нержавеющей стали.Examples of conventional iron-based powders with high wear resistance are described, for example, in US Pat. No. 6,679,932 relating to a powder mixture comprising powder of tool steel with finely dispersed carbides and US Pat. No. 5,856,625 relating to stainless steel powder.
W, V, Мо, Ti и Nb являются сильными карбидообразующими элементами, что делает их особенно важными для производства износостойких продуктов. Другим карбидообразующим элементом является Сr. Однако большинство из этих традиционных карбидообразующих металлов являются дорогими, и это приводит к чрезмерно высокой цене продукта. Таким образом, в порошковой металлургии существует потребность в менее дорогих порошках на основе железа или в быстрорежущих сталях, дающих достаточную износостойкость прессованным и спеченным продуктам, таким как седла клапанов или подобное.W, V, Mo, Ti and Nb are strong carbide forming elements, which makes them especially important for the production of wear-resistant products. Another carbide forming element is Cr. However, most of these traditional carbide-forming metals are expensive, and this leads to an excessively high price of the product. Thus, in powder metallurgy, there is a need for less expensive iron-based powders or high-speed steels that provide sufficient wear resistance to pressed and sintered products, such as valve seats or the like.
Поскольку хром является намного более дешевым и более легкодоступным карбидообразующим металлом, чем другие такие металлы, использующиеся в традиционных порошках и твердых фазах с высокой износостойкостью, было бы желательным иметь возможность использовать хром в качестве основного карбидообразующего металла. Благодаря этому порошок и, значит, прессованный продукт были бы дешевле в производстве.Since chromium is a much cheaper and more readily available carbide-forming metal than other such metals used in traditional powders and solid phases with high wear resistance, it would be desirable to be able to use chromium as the main carbide-forming metal. Thanks to this, the powder and, therefore, the pressed product would be cheaper to manufacture.
Карбиды в стандартных быстрорежущих сталях обычно довольно маленькие, но в соответствии с настоящим изобретением неожиданно было показано, что порошки, имеющие одинаково предпочтительную износостойкость, например, в области седел клапанов, могут быть получены с хромом как основным карбидообразующим металлом, при условии, что карбиды достаточно крупные.Carbides in standard high-speed steels are usually quite small, but in accordance with the present invention it was unexpectedly shown that powders having the same preferred wear resistance, for example, in the area of valve seats, can be obtained with chromium as the main carbide-forming metal, provided that the carbides are sufficient large.
Суть изобретенияThe essence of the invention
Таким образом, целью настоящего изобретения является предоставить недорогой порошок на основе железа для производства изделий порошковой металлургии, имеющих высокую износостойкость.Thus, it is an object of the present invention to provide an inexpensive iron-based powder for the production of powder metallurgy products having high wear resistance.
Эта цель, а также другие цели, выявляющиеся из нижеследующего обсуждения, достигаются согласно настоящему изобретению посредством отожженного, предварительно легированного, распыленного водой порошка на основе железа, содержащего 15-30 вес.% Сr, 0,5-5 вес.% каждого из по меньшей мере одного из Мо, W и V и 0,5-2%, предпочтительно 0,7-2% и наиболее предпочтительно 1-2 вес.% С, причем порошок на основе железа имеет матрицу, содержащую менее 10 вес.% Сr, и причем порошок на основе железа содержит крупные карбиды хрома.This goal, as well as other goals that emerge from the following discussion, are achieved according to the present invention by annealed, pre-alloyed, water-sprayed iron-based powder containing 15-30 wt.% Cr, 0.5-5 wt.% Each of at least one of Mo, W, and V; and 0.5-2%, preferably 0.7-2%, and most preferably 1-2 wt.% C, the iron-based powder has a matrix containing less than 10 wt.% Cr and wherein the iron-based powder contains large chromium carbides.
Хотя было обнаружено, что содержание Сr в диапазоне 15-30 вес.% приводит к достаточному количеству карбидов подходящего типа, размера и твердости, было найдено, что содержание Сr в 18 вес.% или выше усиливает этот эффект и приводит к особенно высокому количеству карбидов подходящего типа, размера и твердости. Соответственно, в некоторых вариантах осуществления отожженный, предварительно легированный, распыленный водой порошок на основе железа содержит 18-30 вес.% Сr.Although it was found that a Cr content in the range of 15-30 wt.% Leads to a sufficient amount of carbides of the appropriate type, size and hardness, it was found that a Cr content of 18 wt.% Or higher enhances this effect and leads to a particularly high amount of carbides suitable type, size and hardness. Accordingly, in some embodiments, the annealed, pre-alloyed, water-sprayed iron-based powder contains 18-30 wt.% Cr.
В некоторых вариантах реализации отожженный, предварительно легированный, распыленный водой порошок на основе железа содержит 15-30 вес.% Сr, 0,5-5 вес.% Мо и 1-2 вес.% С.In some embodiments, the annealed, pre-alloyed, water-sprayed iron-based powder contains 15-30 wt.% Cr, 0.5-5 wt.% Mo and 1-2 wt.% C.
Согласно настоящему изобретению этот новый порошок, который достигает вышеуказанных целей, может быть получен способом получения порошка на основе железа, включающим распыление водой расплава на основе железа, содержащего 15-30 вес.% Сr, 0,5-5 вес.% по меньшей мере одного из Мо, W и V и 0,5-2%, предпочтительно 0,7-2% и наиболее предпочтительно 1-2 вес.% С, чтобы получить частицы порошка на основе железа, и отжиг частиц порошка при температуре и в течение времени, достаточных для получения крупных карбидов внутри частиц.According to the present invention, this new powder, which achieves the above objectives, can be obtained by a method for producing an iron-based powder, comprising spraying water with an iron-based melt containing 15-30 wt.% Cr, 0.5-5 wt.% At least one of Mo, W and V, and 0.5-2%, preferably 0.7-2%, and most preferably 1-2 wt.% C, to obtain iron-based powder particles and annealing the powder particles at and for time sufficient to produce large carbides inside the particles.
В предпочтительных вариантах реализации было найдено, что температуры в диапазоне 900-1100°С и времена отжига в диапазоне 15-72 часов достаточны для получения желаемых карбидов в частицах.In preferred embodiments, it has been found that temperatures in the range of 900-1100 ° C. and annealing times in the range of 15-72 hours are sufficient to produce the desired carbides in the particles.
В некоторых вариантах реализации расплав на основе железа содержит 18-30 вес.% Сr.In some embodiments, the iron-based melt contains 18-30 wt.% Cr.
В некоторых вариантах реализации расплав на основе железа содержит 15-30 вес.% Сr, 0,5-5 вес.% Мо и 1-2 вес.% С.In some embodiments, the iron-based melt contains 15-30 wt.% Cr, 0.5-5 wt.% Mo and 1-2 wt.% C.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Фиг.1 показывает микроструктуру испытуемого материала на основе A3.Figure 1 shows the microstructure of a test material based on A3.
Фиг.2 показывает микроструктуру испытуемого материала на основе М3/2.Figure 2 shows the microstructure of the test material based on M3 / 2.
Подробное описание предпочтительных вариантов реализацииDetailed Description of Preferred Embodiments
Предварительно легированный порошок по изобретению содержит хром (15-30%, предпочтительно 18-25% по весу), по меньшей мере одно из молибдена, вольфрама и ванадия (0,5-5 вес.% каждого) и 0,5-2%, предпочтительно 0,7-2% и наиболее предпочтительно 1-2 вес.% углерода, причем остальным является железо, факультативно другие легирующие элементы и неизбежные примеси.The pre-alloyed powder according to the invention contains chromium (15-30%, preferably 18-25% by weight), at least one of molybdenum, tungsten and vanadium (0.5-5 wt.% Each) and 0.5-2% preferably 0.7-2% and most preferably 1-2% by weight of carbon, the remainder being iron, optionally other alloying elements and unavoidable impurities.
Предварительно легированный порошок может по выбору включать другие легирующие элементы, такие как вольфрам до 3 вес.%, ванадий до 3 вес.% и кремний до 2 вес.%. Факультативно могут также содержаться другие легирующие элементы или добавки. В одном варианте осуществления легированный порошок включает до 2 вес.% кремния.Pre-alloyed powder may optionally include other alloying elements, such as tungsten up to 3 wt.%, Vanadium up to 3 wt.% And silicon up to 2 wt.%. Optionally, other alloying elements or additives may also be contained. In one embodiment, the doped powder comprises up to 2% by weight of silicon.
Следует особо отметить, что очень дорогие карбидообразующие металлы: ниобий и титан, не являются необходимыми в порошке по настоящему изобретению.It should be noted that very expensive carbide-forming metals: niobium and titanium are not necessary in the powder of the present invention.
Предварительно легированный порошок предпочтительно имеет средний размер частиц в диапазоне 40-100 мкм, предпочтительно примерно 80 мкм.The pre-alloyed powder preferably has an average particle size in the range of 40-100 μm, preferably about 80 μm.
В предпочтительных вариантах реализации предварительно легированный порошок состоит из 20-25 вес.% Сr, 1-2 вес.% Мо, 1-2 вес.% W, 0,5-1,5 вес.% V, 0,2-1 вес.% Si, 1-2 вес.% С, остальное Fe, или из 20-25 вес.% Cr, 2-4 вес.% Мо, 1-2 вес.% С, остальное Fe.In preferred embodiments, the pre-alloyed powder consists of 20-25 wt.% Cr, 1-2 wt.% Mo, 1-2 wt.% W, 0.5-1.5 wt.% V, 0.2-1 wt.% Si, 1-2 wt.% C, the rest Fe, or from 20-25 wt.% Cr, 2-4 wt.% Mo, 1-2 wt.% C, the rest Fe.
В других предпочтительных вариантах реализации предварительно легированный порошок состоит из 19-23 вес.% Cr, 1-2 вес.% Мо, 1,5-3,5 вес.% W, 0,5-1,5 вес.% V, 0,2-1 вес.% Si, 1-2 вес.% С, остальное Fe, или из 20-25 вес.% Cr, 2-4 вес.% Мо, 1-2 вес.% С, остальное Fe.In other preferred embodiments, the pre-alloyed powder consists of 19-23 wt.% Cr, 1-2 wt.% Mo, 1.5-3.5 wt.% W, 0.5-1.5 wt.% V, 0.2-1 wt.% Si, 1-2 wt.% C, the rest Fe, or from 20-25 wt.% Cr, 2-4 wt.% Mo, 1-2 wt.% C, the rest Fe.
Карбиды порошка по изобретению предпочтительно имеют средний размер в диапазоне 8-45 мкм, более предпочтительно в диапазоне 8-30 мкм и предпочтительно составляют до 20-40% от полного объема порошка.The carbides of the powder according to the invention preferably have an average size in the range of 8-45 microns, more preferably in the range of 8-30 microns, and preferably comprise up to 20-40% of the total volume of the powder.
Так как карбиды имеют неправильную форму, под "размером" понимается самое большое измерение, измеренное под микроскопом.Since carbides are irregular in shape, “size” refers to the largest measurement measured under a microscope.
Хотя подходят и другие типы крупных карбидов, в некоторых вариантах осуществления крупные карбиды порошка по изобретению являются карбидами типа М23C6 (М=Cr, Fe, Mo, W), т.е. помимо Сr как доминирующего карбидообразующего элемента, могут присутствовать один или более из Fe, Mo и W. Крупные карбиды могут также содержать небольшие количества других, отличные от указанных выше карбидообразующих элементов.Although other types of large carbides are suitable, in some embodiments, the large powder carbides of the invention are carbides of type M 23 C 6 (M = Cr, Fe, Mo, W), i.e. in addition to Cr as the dominant carbide forming element, one or more of Fe, Mo, and W may be present. Large carbides may also contain small amounts of others other than the carbide forming elements mentioned above.
Чтобы получить эти крупные карбиды, легированный порошок подвергают продолжительному отжигу, предпочтительно в вакууме. Отжиг предпочтительно проводится в диапазоне 900-1100°С, наиболее предпочтительно при примерно 1000°С - температуре, при которой хром из легированного порошка реагирует с углеродом с образованием карбидов хрома.To obtain these large carbides, the doped powder is subjected to continuous annealing, preferably in vacuum. Annealing is preferably carried out in the range of 900-1100 ° C., most preferably at about 1000 ° C. — the temperature at which chromium from the doped powder reacts with carbon to form chromium carbides.
Во время отжига образуются и увеличиваются в размере новые карбиды, а существующие карбиды продолжают расти в результате реакции между хромом и углеродом. Отжиг предпочтительно продолжается 15-72 часов, более предпочтительно свыше 48 часов, чтобы получить карбиды желаемого размера. Чем больше длительность отжига, тем больше вырастают зерна карбида. Однако при отжиге расходуется много энергии, и если он продолжается длительное время, могут возникнуть проблемы в производственной схеме. Таким образом, хотя оптимальным может являться средний размер зерен карбида примерно 20-30 мкм, с экономической точки зрения быть удобнее, в зависимости от приоритетов, закончить отжиг раньше, когда средний размер зерен карбида составит примерно 10 мкм.During annealing, new carbides are formed and increase in size, and existing carbides continue to grow as a result of the reaction between chromium and carbon. Annealing preferably lasts 15-72 hours, more preferably over 48 hours, to obtain carbides of the desired size. The longer the annealing time, the more carbide grains grow. However, annealing consumes a lot of energy, and if it continues for a long time, problems may arise in the production scheme. Thus, although the average carbide grain size of about 20-30 microns may be optimal, from an economic point of view it is more convenient, depending on the priorities, to finish annealing earlier when the average carbide grain size is about 10 microns.
Применяется очень медленное охлаждение, предпочтительно свыше 12 часов, от температуры отжига. Медленное охлаждение позволяет дальнейший рост карбидов, так как при пониженных температурах большее количество карбидов является термодинамически стабильным. Медленное охлаждение будет также обеспечивать то, что матрица станет ферритной, что важно для сжимаемости порошка.Very slow cooling is applied, preferably over 12 hours, from the annealing temperature. Slow cooling allows further carbide growth, since at lower temperatures a greater amount of carbides is thermodynamically stable. Slow cooling will also ensure that the matrix becomes ferritic, which is important for the compressibility of the powder.
Отжиг порошка имеет также другие преимущества, помимо роста карбидов.Powder annealing also has other advantages besides carbide growth.
Во время отжига растут также зерна матрицы, и внутренние напряжения частиц порошка, образующихся в результате распыления водой, ослабляются. Эти факторы делают порошок менее твердым и более легко уплотняющимся, то есть они обеспечивают порошок с более высокой сжимаемостью.During annealing, matrix grains also grow, and the internal stresses of the powder particles resulting from spraying with water are weakened. These factors make the powder less hard and more easily compacted, that is, they provide a powder with higher compressibility.
Во время отжига можно регулировать содержание углерода и кислорода в порошке. Обычно желательно сохранять содержание кислорода низким. При отжиге углерод реагирует с кислородом с образованием газообразного оксида углерода, что снижает содержание кислорода в порошке. Если в самом легированном порошке не будет хватать углерода как для образования карбидов, так и для снижения содержания кислорода, для отжига можно предусмотреть дополнительный углерод в виде графитного порошка.During annealing, the carbon and oxygen content of the powder can be controlled. It is usually desirable to keep the oxygen content low. During annealing, carbon reacts with oxygen to form gaseous carbon monoxide, which reduces the oxygen content in the powder. If carbon in the alloyed powder itself is not enough for both carbide formation and oxygen reduction, additional carbon in the form of graphite powder can be provided for annealing.
Так как при отжиге много хрома из легированного порошка мигрирует из матрицы в карбиды, матрица полученного отожженного порошка имеет содержание растворенного хрома менее 10% от веса матрицы, предпочтительно менее 9 вес.% и наиболее предпочтительно менее 8 вес.%, поэтому порошок не является устойчивым к коррозии.Since, upon annealing, a lot of chromium from the alloyed powder migrates from the matrix to carbides, the matrix of the obtained annealed powder has a dissolved chromium content of less than 10% by weight of the matrix, preferably less than 9 wt.% And most preferably less than 8 wt.%, Therefore, the powder is not stable to corrosion.
Состав матрицы порошка разработан так, чтобы при спекании феррит превращался в аустенит. Таким образом, после охлаждения, идущего за спеканием, аустенит может превратиться в мартенсит. Крупные карбиды в мартенситной матрице будут давать хорошую износостойкость прессованной и спеченной детали.The composition of the powder matrix is designed so that during sintering, ferrite turns into austenite. Thus, after cooling following sintering, austenite can turn into martensite. Large carbides in the martensitic matrix will give good wear resistance to the pressed and sintered parts.
Хотя основная часть карбидов в порошке по изобретению представляет собой карбиды хрома, некоторые карбиды могут также образовываться другими карбидообразующими соединениями в легированном порошке, такими как вышеупомянутые молибден, вольфрам и ванадий.Although the bulk of the carbides in the powder of the invention are chromium carbides, some carbides can also be formed by other carbide-forming compounds in the alloyed powder, such as the aforementioned molybdenum, tungsten and vanadium.
Отожженный порошок по изобретению можно до прессования и спекания смешивать с другими порошковыми компонентами, такими как другие порошки на основе железа, графит, испаряющиеся смазки, твердые смазки, добавки, улучшающие обрабатываемость, и подобное, чтобы получить продукт с высокой износостойкостью. Можно, например, смешать порошок по изобретению с порошком чистого железа и графитовым порошком или с порошком нержавеющей стали. Можно добавлять смазку, такую как воск, стеарат, металлическое мыло или подобное, которые облегчают прессование и затем испаряются при спекании, а также твердую смазку, такую как MnS, CaF2, MoS2, которые снижают трение при применении спеченного продукта и которые также повышают его обрабатываемость. Можно также добавлять другие улучшающие обрабатываемость добавки, а также другие добавки, традиционные в области порошковой металлургии.The annealed powder according to the invention can be mixed with other powder components, such as other iron-based powders, graphite, evaporative lubricants, solid lubricants, machinability additives and the like, before pressing and sintering, to obtain a product with high wear resistance. You can, for example, mix the powder according to the invention with pure iron powder and graphite powder or with stainless steel powder. Grease, such as wax, stearate, metal soap or the like, which facilitate pressing and then evaporate during sintering, as well as solid grease, such as MnS, CaF 2 , MoS 2 , which reduce friction when using a sintered product and which also increase its workability. You can also add other machinability improving additives, as well as other additives traditional in the field of powder metallurgy.
Пример 1Example 1
Расплав 21,5 вес.% Сr, 1,5 вес.% Мо, 1,5 вес.% W, 1 вес.% V, 0,5 вес.% Si, 1,5 вес.% С и остальное Fe распыляли водой, получая легированный порошок. Затем полученный порошок отжигали в вакууме при 1000°С в течение примерно 48 часов, причем полное время отжига составляло примерно 60 часов, после чего частицы порошка содержали примерно 30 об.% карбидов хрома со средним размером зерна примерно 10 мкм в ферритной матрице.Melt 21.5 wt.% Cr, 1.5 wt.% Mo, 1.5 wt.% W, 1 wt.% V, 0.5 wt.% Si, 1.5 wt.% C and the rest Fe was sprayed water, getting doped powder. Then, the obtained powder was annealed in vacuum at 1000 ° C for approximately 48 hours, the total annealing time being approximately 60 hours, after which the powder particles contained approximately 30 vol% chromium carbides with an average grain size of approximately 10 μm in a ferrite matrix.
Пример 2Example 2
Расплав 21,5 вес.% Сr, 3 вес.% Мо, 1,5 вес.% С и остальное Fe распыляли водой, получая легированный порошок. Затем полученный порошок отжигали в вакууме при 1000°С в течение примерно 48 часов, причем полное время отжига составляло примерно 60 часов, после чего частицы порошка содержали примерно 30 об.% карбидов хрома со средним размером зерна примерно 10 мкм в ферритной матрице.The melt was 21.5 wt.% Cr, 3 wt.% Mo, 1.5 wt.% C and the rest Fe was sprayed with water to obtain a doped powder. Then, the obtained powder was annealed in vacuum at 1000 ° C for approximately 48 hours, the total annealing time being approximately 60 hours, after which the powder particles contained approximately 30 vol% chromium carbides with an average grain size of approximately 10 μm in a ferrite matrix.
Пример 3Example 3
Расплав 21,0 вес.% Сr, 1,5 вес.% Мо, 2,5 вес.% W, 1 вес.% V, 0,5 вес.% Si, 1,6 вес.% С и остальное Fe распыляли водой, получая легированный порошок. Затем полученный порошок отжигали в вакууме при 1000°С в течение примерно 48 часов, причем полное время отжига составляло примерно 60 часов, после чего частицы порошка содержали примерно 30 об.% карбидов хрома со средним размером зерна примерно 10 мкм в ферритной матрице.Melt 21.0 wt.% Cr, 1.5 wt.% Mo, 2.5 wt.% W, 1 wt.% V, 0.5 wt.% Si, 1.6 wt.% C and the rest Fe was sprayed water, getting doped powder. Then, the obtained powder was annealed in vacuum at 1000 ° C for approximately 48 hours, the total annealing time being approximately 60 hours, after which the powder particles contained approximately 30 vol% chromium carbides with an average grain size of approximately 10 μm in a ferrite matrix.
Полученный порошок (обозначаемый далее как A3) смешивали с 0,5 вес.% графита и 0,75 вес.% испаряющейся смазки. Смесь уплотняли в прутковый образец для испытаний при давлении 700 МПа. Полученные образцы спекали в атмосфере 90N2/10H2 при температуре 1120°С. После спекания образцы подвергали криогенному охлаждению в жидком азоте с последующим отпуском при 550°С.The resulting powder (hereinafter referred to as A3) was mixed with 0.5 wt.% Graphite and 0.75 wt.% Of the evaporating lubricant. The mixture was compacted into a bar sample for testing at a pressure of 700 MPa. The resulting samples were sintered in an atmosphere of 90N 2 / 10H 2 at a temperature of 1120 ° C. After sintering, the samples were subjected to cryogenic cooling in liquid nitrogen, followed by tempering at 550 ° C.
Используя тот же способ, какой описан выше, готовили сходную смесь на основе известного HSS порошка М3/2, и получали прутковые образцы для испытаний. Прутковые образцы подвергали испытаниям на твердость согласно методу Виккерса. Высокотемпературную твердость определяли при трех разных температурах (300/400/500°С). Результаты сведены ниже в таблице.Using the same method as described above, a similar mixture was prepared based on the known HSS powder M3 / 2, and bar samples were prepared for testing. Rod samples were tested for hardness according to the Vickers method. High temperature hardness was determined at three different temperatures (300/400/500 ° C). The results are summarized in the table below.
Микроструктура испытуемого материала A3 (смотри фиг.1) состоит из множества крупных карбидов в мартенситной матрице, тогда как эталонный материал имеет микроструктуру (смотри фиг.2) со значительно более мелкими карбидами в мартенситной матрице.The microstructure of test material A3 (see FIG. 1) consists of many large carbides in a martensitic matrix, while the reference material has a microstructure (see FIG. 2) with significantly smaller carbides in a martensitic matrix.
Материал A3 имеет несколько более высокую пористость, чем материал М3/2, что объясняет, почему значения твердости (НV5) для A3 ниже, чем для М3/2, хотя значения микротвердости (HV0,025) для обоих материалов почти одинаковы. При производстве компонентов порошковых компонентов РМ VSI пористость обычно устраняют пропиткой медью при спекании, и поэтому этими эффектами можно пренебречь. В свете этого значения твердости материала A3 сравнимы с величинами для эталонного материала М3/2, что дает хорошие указания, что эти материалы будут иметь сравнимую износостойкость. В частности, сохранение твердости при повышенных температурах важно для износостойкости в VSI-приложениях. Результаты испытаний на высокотемпературную твердость показывают, что материал A3 отвечает этим требованиям.Material A3 has a slightly higher porosity than material M3 / 2, which explains why the hardness values (HB 5 ) for A3 are lower than for M3 / 2, although the microhardness values (HV 0.025 ) are almost the same for both materials. In the production of components of the PM VSI powder components, porosity is usually eliminated by impregnation with copper during sintering, and therefore these effects can be neglected. In light of this, the hardness values of material A3 are comparable to those for the reference material M3 / 2, which gives good indications that these materials will have comparable wear resistance. In particular, maintaining hardness at elevated temperatures is important for wear resistance in VSI applications. High temperature hardness test results show that A3 meets these requirements.
Пример 4Example 4
Расплав 21,5 вес.% Сr, 3 вес.% Мо, 1,5 вес.% С и остальное Fe распыляли водой, получая легированный порошок. Затем полученный порошок отжигали в вакууме при 1000°С в течение примерно 48 часов, причем полное время отжига составляло примерно 60 часов, после чего частицы порошка содержали примерно 30 об.% карбидов хрома со средним размером зерна примерно 10 мкм в ферритной матрице.The melt was 21.5 wt.% Cr, 3 wt.% Mo, 1.5 wt.% C and the rest Fe was sprayed with water to obtain a doped powder. Then, the obtained powder was annealed in vacuum at 1000 ° C for approximately 48 hours, the total annealing time being approximately 60 hours, after which the powder particles contained approximately 30 vol% chromium carbides with an average grain size of approximately 10 μm in a ferrite matrix.
Обработка этого порошка, смешанного с 0,5 вес.% графита и 0,75 вес.% испаряющейся смазки, для получения пруткового образца для испытаний тем же путем, как в примере 3, привела к микроструктуре, очень похожей на микроструктуру с фиг.1.Processing this powder mixed with 0.5 wt.% Graphite and 0.75 wt.% Evaporated lubricant to obtain a bar sample for testing in the same way as in example 3, led to a microstructure very similar to the microstructure of figure 1 .
Claims (18)
15-30 вес.% Cr,
0,5-5 вес.% по меньшей мере одного из Мо, W и V и
0,5-2 вес.%, предпочтительно 0,7 - 2 вес.% и наиболее предпочтительно 1-2 вес.%, С,
причем остальное составляет железо, факультативно кремний до 2 вес.%, и неизбежные примеси,
причем порошок на основе железа имеет матицу, содержащую менее 10 вес.% Cr, и содержит карбиды хрома со средним размером 8-45 мкм.1. An iron-based powder containing:
15-30 wt.% Cr,
0.5-5 wt.% At least one of Mo, W and V and
0.5-2 wt.%, Preferably 0.7 to 2 wt.% And most preferably 1-2 wt.%, C,
the rest being iron, optionally silicon up to 2 wt.%, and inevitable impurities,
moreover, the iron-based powder has a matrix containing less than 10 wt.% Cr, and contains chromium carbides with an average size of 8-45 microns.
распыление водой расплава на основе железа, содержащего
15-30 вес.% Сr,
0,5-5 вес.% каждого из по меньшей мере одного из Мо, W и V,
0,5-2%, предпочтительно 0,7-2% и наиболее предпочтительно 1-2 вес.%
С, остальное железо, факультативно кремний до 2 вес.%, и неизбежные примеси, чтобы получить частицы порошка на основе железа, и отжиг частиц порошка при температуре 900-1100°С в течение 15-72 ч, с применением медленного охлаждения, предпочтительно свыше 12 ч, для получения порошка, имеющего матрицу, содержащую менее 10 вес.% Сr, и содержащего карбиды хрома со средним размером 8-45 мкм.16. A method of producing iron-based powder, including:
spraying water with an iron-based melt containing
15-30 wt.% Cr,
0.5-5 wt.% Each of at least one of Mo, W and V,
0.5-2%, preferably 0.7-2% and most preferably 1-2 wt.%
C, the rest is iron, optionally silicon is up to 2 wt.%, And unavoidable impurities to obtain iron-based powder particles, and annealing the powder particles at a temperature of 900-1100 ° C for 15-72 hours, using slow cooling, preferably above 12 h, to obtain a powder having a matrix containing less than 10 wt.% Cr, and containing chromium carbides with an average size of 8-45 microns.
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE0602005 | 2006-09-22 | ||
SE0602005-1 | 2006-09-22 | ||
US84764006P | 2006-09-28 | 2006-09-28 | |
US60/847,640 | 2006-09-28 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009115182A RU2009115182A (en) | 2010-10-27 |
RU2458172C2 true RU2458172C2 (en) | 2012-08-10 |
Family
ID=41040519
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009115182/02A RU2458172C2 (en) | 2006-09-22 | 2007-09-20 | Metallurgical powdered composition and method for its obtaining |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN101517110B (en) |
AT (1) | ATE489486T1 (en) |
BR (1) | BRPI0718512B1 (en) |
DE (1) | DE602007010800D1 (en) |
ES (1) | ES2357175T3 (en) |
RU (1) | RU2458172C2 (en) |
TW (1) | TWI370180B (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102660709A (en) * | 2012-04-24 | 2012-09-12 | 邓湘凌 | High-strength wear-resisting alloy and preparation method thereof |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US556625A (en) * | 1896-03-17 | Logging-jack | ||
RU2210616C2 (en) * | 1996-11-30 | 2003-08-20 | Федерал-Могул Синтеред Продактс Лимитед | Iron-based powder |
WO2003069004A1 (en) * | 2002-02-15 | 2003-08-21 | Uddeholm Tooling Aktiebolag | High chromium and carbide rich tool steel made by powder metallurgi and tool made of the steel |
RU2221070C1 (en) * | 2002-12-15 | 2004-01-10 | Государственное учреждение Институт металлургии Уральского отделения РАН | Sintered iron-based powder-like material |
WO2006004529A1 (en) * | 2004-07-02 | 2006-01-12 | Höganäs Ab | Stainless steel powder |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69604902T2 (en) * | 1995-03-10 | 2000-05-04 | Powdrex Ltd | STAINLESS STEEL POWDER AND THEIR USE FOR PRODUCING MOLDED BODIES BY POWDER METALLURGY |
SE9702299D0 (en) * | 1997-06-17 | 1997-06-17 | Hoeganaes Ab | Stainless steel powder |
-
2007
- 2007-09-20 BR BRPI0718512A patent/BRPI0718512B1/en active IP Right Grant
- 2007-09-20 CN CN2007800349881A patent/CN101517110B/en active Active
- 2007-09-20 RU RU2009115182/02A patent/RU2458172C2/en not_active IP Right Cessation
- 2007-09-20 AT AT07818280T patent/ATE489486T1/en active
- 2007-09-20 ES ES07818280T patent/ES2357175T3/en active Active
- 2007-09-20 DE DE602007010800T patent/DE602007010800D1/en active Active
- 2007-09-21 TW TW096135576A patent/TWI370180B/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US556625A (en) * | 1896-03-17 | Logging-jack | ||
RU2210616C2 (en) * | 1996-11-30 | 2003-08-20 | Федерал-Могул Синтеред Продактс Лимитед | Iron-based powder |
WO2003069004A1 (en) * | 2002-02-15 | 2003-08-21 | Uddeholm Tooling Aktiebolag | High chromium and carbide rich tool steel made by powder metallurgi and tool made of the steel |
RU2221070C1 (en) * | 2002-12-15 | 2004-01-10 | Государственное учреждение Институт металлургии Уральского отделения РАН | Sintered iron-based powder-like material |
WO2006004529A1 (en) * | 2004-07-02 | 2006-01-12 | Höganäs Ab | Stainless steel powder |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
BRPI0718512A2 (en) | 2014-04-01 |
DE602007010800D1 (en) | 2011-01-05 |
RU2009115182A (en) | 2010-10-27 |
CN101517110B (en) | 2011-11-16 |
BRPI0718512B1 (en) | 2016-09-13 |
ATE489486T1 (en) | 2010-12-15 |
TWI370180B (en) | 2012-08-11 |
CN101517110A (en) | 2009-08-26 |
ES2357175T3 (en) | 2011-04-19 |
TW200829704A (en) | 2008-07-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8231702B2 (en) | Metallurgical powder composition and method of production | |
JP5481380B2 (en) | Metallurgical powder composition and production method | |
JP6093405B2 (en) | Nitrogen-containing low nickel sintered stainless steel | |
KR100433161B1 (en) | Corrosion resistance, high vanadium, powder metallurgy products with improved intermetallic wear resistance and methods of production | |
EP2064359B1 (en) | Metallurgical iron-based powder composition and method of production | |
US10618110B2 (en) | Master alloy for producing sinter hardened steel parts and process for the production of sinter hardened parts | |
US5498483A (en) | Wear-resistant sintered ferrous alloy for valve seat | |
US8110020B2 (en) | Metallurgical powder composition and method of production | |
JP4201830B2 (en) | Iron-based powder containing chromium, molybdenum and manganese and method for producing sintered body | |
Candela et al. | Influence of microstructure on mechanical properties of molybdenum alloyed P/M steels | |
RU2458172C2 (en) | Metallurgical powdered composition and method for its obtaining | |
JPH01212737A (en) | Wear-resistant ferrous sintered alloy | |
JPS5896852A (en) | Compacted case hardening steel with superior toughness |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150921 |