SU1687643A1 - Износостойкий сплав - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к порошковой гметаллургии и может быть использовано при производстве деталей с плакирующим упрочненным износостойким слоем. Цель изобретени  - повышение относительной износостойкости при сохранении уровн  твердости и прочности. Новый контактный износостойкий сплав содержит компоненты в следующем соотношении: мас.%: С 2,4- 2,8; SI 0,15-0,4; Мп 0,15-0,4; Сг 19-21; NI 1,5-2,5 и Ре - остальное. Изменение содержани  Мп в предложенном компактном сплаве позволило повысить его относительную износостойкость (эталон сталь 45 после отжига) в 1,05-1,55 раза. 3 табл,

Description

Изобретение относитс  к металлургии сплавов, в частности к изысканию компактных порошковых сплавов, примен емых в качестве плакирующего сло  в двухслойных почворежущих элементах.

Цель изобретени  - повышение относительной износостойкости при сохранении уровн  твердости и прочности.

Выбор граничных пределов содержани  компонентов в компактном сплаве в чугуне предложенного состава обусловлен следующими соображени ми.

Высокие показатели износостойкости и прочности достигаютс  в том случае, когда в материале дл  плакирующего сло  содержитс  около 30% (по объему) карбидов размером не более 6 мкм равномерно распределенных в мартенситной и мартен- ситно-аустенитной матрице, причем микротвердость карбидов должна быть выше микротвердости абразивных частиц. Наибольший вклад в абразивный износ почворежущих элементов внос т частицы кварца, микротвердость которых составл ет около

800-1000 МПа. Содержание в плакирующем слое 2,4-2,8% С и 19-21% Сг позвол ет получить 28-33% по объему сложного карбида с ммкротвердостыо 1200-1400 МПа. Легирование никелем позвол ет предотвратить коагул цию карбидов в сплаве при его гор чей деформации и термообработке, а также получить при закалке мартенситную или мартенситно-аустенитную матрицу прочно удерживающую мелкодисперсные карбиды. При содержании никел  более 2,5% в структуре сплава по вл етс  значительное количество остаточного аустенита, что снижает износостойкость, а при содержании никел  менее 1,5% недостаточно подавл етс  коагул ци  карбидов и снижаетс  устойчивость сплава в области перлитного превращени , что приводит к снижению его износостойкости и возможному разрушению при деформации.

Вли ние уровн  содержани  марганца на износостойкость сплава особенно заметно при содержании остальных элементов на

W

fe

о

00 4J

о

Јь СО

одном уровне и при одинаковой твердости, Данные представлены в габл. 1.

Вли ние марганца на износостойкость заключаетс  в том, что он повышает как этот параметр дл  карбидов, содержащихс  в сплаве существенно меньше. Вследствие различи  в коэффициентах термического расширени  матрицы сплава, в то врем , как этот параметр дл  фаз вокруг карбидов возникает поле напр жений и при воздействии на карбиды абразивными зернами происходит их выкрашивание из матрицы, причем тем интенсивнее, чем выше уровень напр жений вокруг карбидов. В то же врем  марганец, име  большее сродство к углероду , частично замещает железо в карбиде МтСз и несколько повышает его микротвердость , что положительно сказываетс  на износостойкости .

Таким образом, содержание марганца в пределах 0,15-0,4% положительно впи ет на износостойкость за счет некоторого повышени  микротвердооти карбидов, при большем содержании марганца возрастает и его содержание в матрице, что приводит к повышению коэффициента термического расширени  матрицы и снижению износостойкости сплава.

Кремний в износостойких сплавах снижает устойчивость аустенита в области пер- литного превращени . Кроме того, повышенное содержание кремни  и марганца приводит к образованию легкоплавких тройных эвтектик, что снижает пластичность при температурах гор чей деформации .

Дл  получени  мелкодисперсных равномерно распределенных карбидов износостойкий сплав дл  плакирующего сло  получают методом порошковой металлургии , включающим распыление расплава ь

порошок и последующее его компактирова- ние при повышенных давлении и температуре . В компактном порошковом сплаве карбиды распределены равномерно по объему , а их размер не превышает 2-3 мкм.

Все плавки проведены в индукционной печи с использованием в шихте лома стали и легирующих элементов. Сплав предлагаемого состава выплавлен в индукционной печи и распылен в порошок струей азота. После прессовани  в газостате при 1150°С и давлении 150 Мпа получили компактные заготовки диаметром 70 мм и длиной 300 мм,

Химические составы известного и предложенного компактных износостойких сплавов и уровень их свойств приведены в табл. 1 и 2 соответственно.

Сравнительный уровень свойств компактных сплавов известного и предложенного составов приведен в табл.З.

Как следует из табл. 1 и 3 снижение в предложенном сплаве содержани  марганца с 0,6 до 0,4 - 0,15% позволило повысить его относительную износостойкость (по отношению к эталону - сталь 45 после отжига) в 1,25-1,55 раза,

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Износостойкий сплав, содержащий углерод , крем «ий, марганец, хром, никель и железо, отличающийс  тем, что, с целью повышен нк относительной износостойкости пр сохранении уровн  твердости т прочности, он содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:

   Углерод2,4-2,8

   Кремний0,15-0,4

   Марганец0,15-0,4

   Хром,19-21,0

   Никель1,5-2,5

   ЖелезоОстальное

   1 б л и ц а 1

   Таблица 2

   Таблица 3