Износостойкий сплав
Изобретение относится к производству литых износостойких сплавов, а именно к изысканию износостойких материалов. Цель - повышение твердости, обрабатываемости резанием, предела прочности при изгибе, износостойкости при гидроабразивном изнашивании. Сплав содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод 2,0-3,6 хром 12,0-24,0 никель 0,1-0,7 молибден 0,1-0,7 фосфор 0,03-0,50 сера 0,03-0,50 кремний 0,05-0,55 барий 0,02-0,05 железо - остальное. Введение SI и BA повышает HRC до 43-49, износостойкость до 5,0-6,0 отн.ед., σ<SB POS="POST">изг</SB> до 760-810 МПа. Скорость резания 15-16 м/мин. 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21 ) 438601 1/31-02 (22) 29.02.88 (46) 23.02.90. Бюл. Р 7 (7l) Запорожский машиностроительный институт им. В.Я.Чубаря (72) А.Д,Лещенко, В.В.Лунев, А.Ф,Кузовов, А.И.Осаул
Е,А.Ткаченко, Л.Б.Черепинский и М.Н.Беркун (53) 669.15-196(088.8)
I (56) Патент Японии У9 58-9828, кл. С 22 С 38/44, опублик.23.02.83. (54) ИЗНОСОСТОЙКИЙ СПЛАВ (57) Изобретение относится к производству литых износостойких сплавов, Изобретение относится к металлургии литейных сплавов, а именно к изысканию износостойких материалов.
Цель изобретения — повышение твердости, обрабатываемости резанием, предела прочности при изгибе, износостойкости при гидроабразивном изнашивании.
Предлагаемый сплав, содержащий углерод, хром, никель, молибден, серу, фосфор и железо, дополнительно содержит кремний и барий при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углерод ?,0-3,6
Хром 12,0-24,0
Никель О, 10-0,70
Молибден 0,10-0,70
Сера 0,03-0,50
ФосФор 0,03-0,50
Кремний 0,05-0, 55
„„Я0„, 1544 5 А1 (5l) 5 С 22 С 38/56 38/60
2 а именна к изысканию иэносостойких материалов. Цель — повышение твердости, обрабатываемости резанием, предела прочности нри изгибе, иэносостойкости при гидроабразивном изнашивании. Сплав содержит компоненты в следующем соотношении, мас ° %: углерод 2,0-3,6; хром 12,0-24,0; никель 0,1-0,7; молибден 0,1-0,7; фосфор 0,03-0,50; сера 0,03-0,50; кремний 0,05-0,55; барий 0,02-0,05; железо остальное. Введение Si и Ва повышает HRC до 43-49, износостойкость до 5,0-6,0 отн.ед,,G <> до
760-810 МПа. Скорость резания 1 516 м/мин. 1 табл.
Барий 0,02-0, 05
Железо Остальное
Углерод, взятый в пределах 2,03,6%, обеспечивает получение в струк— туре сплава достаточного количества компактных эвтектических карбидов.
Снижение содержания углерода ниже
2,0% приводит к получению ледебуритной структуры и распределнию карбидов по границам зерен, что значительно снижает прочность и износостойкость сплава, При содержании углерода выше
3 ° 6% снижается трещиноустойчивость 3 сплава, уменьшается его прочность Й и ухудшается прокаливаемость, что ведет к потере износостойкости отливок. Кроме того, при увеличении содержания углерода вьппе 3,6% образуются крупноблочные эаэвтектические!
544835 карбиды, сильно эатупляющие резец при механической обработке сплава„ что ведет к ухудшению обрабатываемости резанием. 5
Хром„ взятый в пределах 12,01
24,0%, обеспечивает получение в структуре сплава высокоизносостойких хромистых карбидов типа (Cr, Fe) С
При снижении хрома ниже 12,07. про- 10 исходит замена атомов хрома в карбидах типа (Cr,Fe)>C > атомами железа т,е. частичная или полная замена обладаюндх высокой стойкостью карбидов (Cr Fe)7 С менее иэносостойкими 15 карбидами типа (Fe, Cr) C, Никель, взятый в пределах 0,1 -0,7%, в сочетании с молибденом обеспечивает прокаливаемость отливок сечением до 150 мм. При содержании никеля 20 ниже 0,1% ухудшается прокаливаемость сплава и„ соответственно, износостойкость. При содержании никеля выше
0,7% ухудшается обрабатываемость резанием, 1(роме того, в матрице нор- 25 мализованного сплава наряду с мартенситом сохраняется некоторое количество остаточного аустенита, иэ-за чего падает его износостойкость, Молибден в пределах 0,1 — 0,7% обес- 30 печивает высокую прокаливаемость сплава, препятствует распаду аустенит» в перлитной области. Во время термической обработки при нагреве до температуры нормализации (1000 С) выделяются мелкодисперные вторичные карбиды молибдена,. способствующие увеличению иэносостойкости сплава.
При содержании молибдена менее
0,1% у сплава снижаются прокаливае- 40 масть и износостойкость. Увеличение содержания молибдена более 0,7% не приводит к дальнейн ему увеличению износостойкости и поэтому является нерациональным, 45
Сера способствует образованию сульфидов железа, располагающихся по границам зерен вокруг компактных хромистык карбидов и выполняющих роль смазочного материала при обработке деталей на металлорежущих станках.
При содержании серы ниже 0,037. в сплаве содержится незначительное количество с сульфидов железа и ухудшается обрабатываемость резанием. Увеличение содержания серы выше 0,5% не приводит к дальнейшему улучшению обрабатываемости резанием, снижает прочность сплава.
ФосФор в пределах 0,03-0,57. способствует увеличению твердости и иэносостойкости вследствие образования фосфидной эвтектики. При содержании
Фосфора менее .0,037. Увеличения твердости не наблюдается из-за отсутствия фосфидной эвтектики. Увеличение содержания фосфора более 0,5% ведет к повышению хрупкости сплава.
Введение и сплав кремния в пределах 0,05-0,55% повышает твердость и износостойкость сплава, При содержании кремния выше 0,55% повышается температура эвтектической кристаллизации, расширяется интервал эвтектического превращения, что препятствует переохлаждению, уменьшается прокаливаемость сплава. Содержание кремния ниже 0,05% способствует увеличению количества рассеянных пор и, следовательно, снижению износостойкости сплава.
Введение в сплав бария позволяет измельчать карбиды, придать им компактную Форму, способствует их равномерному распределению в матрице.
Такая форма карбидов и их распределение в матрице согласно принципу
Шарпи приводят к увеличению износостойкости, снижению внутренних напряжений и повьннению прочности сплава.
Благодаря иэмельчению крупноблочных остроугольных карбидов значительно улучшается обрабатываемость резанием сплава вследствие менее интенсивного затупления резца.
При содержании бария ниже 0,02% изьЖльчение карбидов происходит незначительно и не наблюдается эффекта улучшения свойств. При содержании бария выше 0,05% в сплаве образуется дендритная структура, что ведет к ухудшению иэносостойкости и обрабатываемости резанием.
В таблице приведены значения химического состава сплавов и их свойства.
1544835
I Ф х ь !» я х ! х а э
И Ю
Ю
С
>О
I-l щ >! о
Р> 0»
Д Э!ф
E о н о г>
О о
Э. х
Й е х ф
ctl я а
» о>
I
llI
1»
Ф о д
>х ф д а
Е э >х а х и х
I»o
О ф
Z l
A
Х I о
& 1
1 л
1 о
Х 1
Э о о. ,Я .Я
I L о
1 И 1
1 Е 1 о
1 М 1 оюо л
М а «а> ооо
Ф 1 х
Х I ф I IE 1 а 1
Э I
Ц о
o !
>m
С>! о а
Ю
С»!
1: 1:! ь о а
М ф
I. o
m о
Bl ф
Ц !
t6 х !
»
О
> >х о
m и х
v ц о
Ф х
1:(х
Ф о а о, !
I о
v о >х х о
m E»
>!!
К о х о х
О, ф о m
Ф и а ьО
E" и о и ц !ф
-ах
Ф
1-(о, Ф и
v а о Ф
Я
Jl ! 5 х х
1 о ф О
Z ф аm КЮ о ххо !
»!
l
I
>!!
Ц
Е» Э
v o ю х!
С \
1 О
° > о
1 оюе о-с (О CO про
В» и!ю>о о о о
Ю O
>оаа
С 1 CO О> э Ф I
I
l I 1 1
l! I сч Lm о о о
° ° ° о о о а m»1
О .!
° В O ооо с ъ л О с Éè
° > Э В ооо
>1л Q
Ю (Ч 3/Ъ а ав о о о ооо
3 Г е ооо о о о сч m 1
CV
1
I
om o с CV M
q! ф .а
Ц X
Э Ф а ф
» v
1544835 форм1ула изобретения
Составитель И.Малько
Техред Л.Олийнык Корректор И.Эрдейи
Редактор В.Данко
Заказ- 472 Тираж 489 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óàãîðîä, ул. Гагарина,101
Износо стойкий сплав, содержащий. углерод, хром, никель, молибден, фос5 фор, серу, железо, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышеНия твердости, обрабатываемости резаНием, предела прочности при изгибе, 1 зносостойкостк при гидроабразивном изнашивании, он дополнительно содержит кремний соотношении
Углерод
Хром
Никель
Молибден
Фосфор
Сера
Кремний
Барий
Железо и барий при следующем компонентов, мас.X:
2.0-3,6
12,0-24,0
Оэl-ОФ7
О, I-0,7
0t 03-0,5
О, 03-0,5
О «05-0, 55
0,02-0,05
Остальное
