SU1719456A1 - Износостойкий сплав - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к производству износостойких сталей дл  изготовлени  оснастки дл  лить  под давлением и штампов. Целью изобретени   вл етс  повышение износостойкости сплава после химико-термической обработки. Предложенный сплав содержит, мас,%: углерод 0,01-0,1; хром 17- 25; железо остальное. Предлагаемый сплав позвол ет снизить трудоемкость изготовлени  штампов при одновременном повышении их стойкости. 2 табл.

Description

Изобретение относитс  к производству износостойких сталей дл  изготовлени  оснастки дл  лить  под давлением и штампов.

Известен сплав следующего химического состава, мае.%:

Углерод.2,1-2,3

Марганец0, б-1,2

Хром19-20,5

Алюминий0,4-0,7

примеси:

КремнийДо 0.6

Сера, Д° °.°6

ФосфорД° О Об

ЖелезоОстальное

Недостаток сплава - повышенна  хрупкость , обусловленна  высоким содержанием углерода.

Известен сплав на основе железа, содержащий , мас.%:

Углерод1,1-1,3

Хром14-16

Марганец0,7-1,5

ЖелезоОстальное

Недостатком сплава  вл етс  значительна  карбидна  неоднородность, характерна  дл  литой структуры, что приводит к сравнительно невысокому уровню износостойкости .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  сплав ЭЖ17, содержащий, мас.%:

Углерод0,12

Кремний н.б.0,8

Марганец н.б.6,7

Хром16-18

ЖелезоОстальное

Эта сталь подвергаетс  цементации и используетс  дл  инструмента (штампы, пресс-формы).

Недостатком рабочего сло  в этом случае будет хрупкость, карбидна  неоднородность (карбидна  сетка), наличие структурно-свободных аустенита и феррита.

со

С

2

СЛ О

Кроме того, к недостаткам следует отнести наличие зоны, требующей дополнительной сошлифовки и возможности внутреннего окислени , привод щих к трещинообразо- ванию при эксплуатации.

Цель изобретени  - повышение износостойкости сплава после химико-термической обработки.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в предлагаемом сплаве, содержащем хром, углерод, железо, компоненты вз ты в следующем соотношении, мас.%:

Углерод0,01-0,1

Хром17-25

ЖелезоОстальное

Пределы содержани  компонентов в предлагаемом сплаве обоснованы следующим . Углерод не должен превышать 0,1%, поскольку структура выплавл емого сплава должна быть ферритной, так как это необходимое условие дл  последующего композиционного упрочнени  рабочего сло . При содержании углерода более 0,1 в структуре сплава по вл етс  аустенит.

Получение сплава с содержанием углерода ниже 0,1 % в обычных печах технически затруднено, так как требует использовани  особо чистых шихтовых материалов и специальных методов выплавки, что намного удорожает сталь.

Хром образует при цементации специальные карбиды (Ре.СфзСе и (Ре.СфСз, которые при температуре химико-термической обработки (завис щей от содержани  хрома в сплаве и определ емой по изотермическому сечению диаграммы состо ни  Fe-Cr-C сплавов таким образом, чтобы содержание хрома в сплаве находилось против угла конодного треугольника - области сосуществовани  фаз а +у+ k) образуют композиционное упрочнение диффузионного сло  - карбидные волокна и пластины, пронизывающие аустенитную матрицу.

Содержание хрома в сплаве ниже 17% нецелесообразно, так как в структуре диффузионного сло  образуетс  избыточный аустенит и создаетс  карбидна  неоднородность , котора  отрицательно сказываетс  на эксплуатационных характеристиках изделий ,

Повышение содержани  хрома выше 25% недопустимо, поскольку при этом значительно повышаетс  температура цементации , что приводит к оплавлению поверхности.

Проведен сопоставительный анализ предлагаемого сплава, прототипа и базового объекта. Дл  экспериментальной проверки предлагаемого сплава были выплавлены сплавы со средним и запредельными значени ми компонентов.

Химический состав сплавов приведен в табл.1.

Выплавл ли также сплав-прототип. Ис- следованию подвергали базовый сплав износостойкий чугун следующего химического состава, мас.%: С 3,53; Сг 1,96; Мп 4,04; Si 2,14; NI 2,5; Си 0,67; TI 0,2; S 0,06; Р 0,12; Fe остальное.

Перед окончательной термической обработкой образцы сплавов подвергали цементации в твердом карбюризаторе при 960-1250°С в зависимости от содержани  хрома (табл,2).

После цементации образцы закаливали с температурь1 цементации и отпускали при 200°С 1ч. Этот стандартный низкий отпуск нужен дл  сн ти  напр жений. Металлографический анализ образцов показал, что в сплавах 2-4 (см.табл.2) происходит рост карбидо-аустенитных пластиноч- но-стержневых колоний. В сплаве 1 в науглероженном слое много аустенита и карбиды расположены в отдельных участках . В сплаве 5 на поверхности происходит оплавление при температуре ХТО.

Результаты сравнительных испытаний износостойкости сплавов приведены в табл. 2.

Из приведенных данных видно, что величина абразивного износа образцов из предлагаемого сплава на пор док ниже, чем сплава-прототипа и базового объекта - из- носостойкого чугуна.

В табл. 2 представлены предлагаемые сплавы 2-4; сплав 6 - прототип; сплав 7 - базовый объект.

Предлагаемый по сравнению с прототипом и базовым объектом характеризуетс  повышенной износостойкостью, что обусловливает достижение положительного эффекта.

Claims (1)

1. Формула изобретени  0 Износостойкий сплав преимущественно дл  цементуемых деталей, содержащий углерод, хром и железо, отличающий- с   тем, что, с целью повышени  износостойкости деталей после химикотермообработ- 5 ки, он содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:

   Углерод0,01-0,1

   Хром17-25

   ЖелезоОстальное

   Таблица 1

   Таблица 2