Износостойкий сплав

 

Изобретение относится к порошковой гметаллургии и может быть использовано при производстве деталей с плакирующим упрочненным износостойким слоем. Цель изобретения - повышение относительной износостойкости при сохранении уровня 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 содержания Мп в предложенном компактном сплаве позволило повысить его относительную износостойкость (эталон сталь 45 после отжига) в 1,05-1,55 раза. 3 табл,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю С 22 С 37/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (54) ИЗНОСОСТОЙКИЙ СПЛАВ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (21) 4641956/02 (22) 25.01,89 (46) 30.10.91. Бюл. М 40 (71) Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П, Бардина (72) Н,Н. Киселев, С.И. Булат, В.А. Осадчий, А.В. Румянцев, А.В. Воронин и М.I0. Тиц (53) 669.15-196(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N583192,,кл. С 22 С 37/00,1977.

Авторское свидетельство СССР

N 326240, кл. С 22 С 37/06,1969.

Изобретение относится к металлургии сплавов, в частности к изысканию компактных порошковых сплавов, применяемых в качестве плакирующего слоя в двухслойных почворежущих элементах.

Цель изобретения — повышение относительной иэносостойкости при сохранении уровня твердости и прочности.

Выбор граничных пределов содержания компонентов в компактном сплаве в чугуне предложенного состава обусловлен следующими соображениями.

Высокие показатели износостойкости и прочности достигаются в том случае, когда в материале для плакирующего слоя содержится около 30 (по объему) карбидов размером не более 6 мкм равномерно распределенных в мартенситной и мартенситно-аустенитной матрице, причем микротвердость карбидов должна быть выше микротвердости абразивных частиц. Наибольший вклад в абразивный износ почворежущих элементов вносят частицы кварца, микротвердость которых составляет около

БА2 1687643 A l (5?) Изобретение относится к порошковой

;металлургии и может быть использовано при производстве деталей с плакирующим упрочненным износостойким слоем. Цель изобретения — повышение относительной износостойкости при сохранении уровня твердости и прочности. Новый контактный износостойкий сплав содержит компоненты в следующем соотношении: мас. : С 2,42,8; Sl 0,15 — 0,4; Мп 0,15 — 0,4; Cr 19-21; Nl

1,5-2,5 и Fe — остальное. Изменение содержания Мп в предложенном компактном сплаве позволило повысить его относительную износостойкость (эталон сталь 45 после отжига) в "„05-1,55 раза. 3 табл.

800 — 1000 МПа. Содержание в плакирующем слое 2,4-2,8 С и 19-21g Cr позволяет получить 28 — 33 по обьему сложного карбида

МтСЗ с микротвердостью 1200-1400 МПа.

Легирование никелем позволяет предотвратить коагуляцию карбидов в сплаве при era горячей деформации и термообработке, а также получить при закалке мартенситную или мартенситно.-аустенитную матрицу прочно удерживающую мелкодисперсные карбиды, При содержании никеля более

2,5 в структуре сплава появляется значительное количество остаточного аустенита, что снижает износостойкость, а при содержании никеля менее 1,5 недостаточно подавляется коагуляция карбидов и снижается устойчивость сплава в области перлитного превращения, что приводит к снижению его износостойкости и возможному разрушеwe при деформации.

Влияние уровня содержания марганца на износостойкость сплава особенно заметно при содержании остальных элементов на 687643

2,4-2,8

0,15 — 0,4

0,15 — 0,4

19 — 21,0

1,5 — 2,5

Остальное асчетная износостойкость компак- Износостойкость сп тного сплава /HRC 62/ состойнии /Н абсолютная,/ммз относител

17,3

22,0

17,2

138 (О 3

10,6

7,9

6,3 одном уровне и при одинаковой твердости.

Данные представлены в табл. 1.

Влияние марганца на износостойкость заключается в том, что он повышае как этот параметр для карбидов, содержащихся в сплаве существенно меньше. Вследствие различия в коэффициентах термического расширения матрицы сплава, в то время, как этот параметр для фаз вокруг карбидов возникает поле напряжений и при воздействии на карбиды абразивными зернами происходит их выкрашивание из матрицы, причем тем интенсивнее, чем выше уровень напряжений вокруг карбидов, В то же время марганец, имея большее сродство к углероду, частично замещает железо s карбиде

МтСз и несколько повышает его микротвердость, что положительно сказывается HB износостойкости.

Таким образом, содержание марганца в пределах 0,15 — 0,4% положительно влияет на износостойкость за счет некоторого повышения микротвердости карбидов, при большем содержании марганца возрастает и его содержание в матрице, что приводит к повышению коэффициента термического расширения матрицы и снижению износостойкости сплава, Кремний в износостойких сплавах снижает устойчивость аустенита в области перлитного превращения. Кроме того, повышенное содержание кремния и марганца приводит к образованию легкоплавких тройных эвтектик, что снижает пластичность при температурах горячей деформации.

Для получения мелкодисперсных равномерно распределенных карбидов износостойкий сплав для плакирующего слоя получают методом порошковой металлу!эгии, включающим распыление расплава в порошок и последующее его компактирование при повышенных давлении и температуре. В компактном порошковом сплаве карбиды распределены равномерно по объ5 ему, 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 и индукционной пе10 чи и распылен в порошок струей азота.

После прессования в газостате при 1150 С и давлении 150 Мпа получили компактные заготовки диаметром 70 мм и длиной 300 мм, 15 Химические составы известного и предложенного компактных износостойких сплавов и уровень их свойств приведены в

T36R, 1 M 2 CooTBGTCTseHHo.

20 Сравнительный уровень свойств компактных сплавов известного и предложенного составов приведен в табл,3, Как следует из табл. 1 и 3 снижение в предложенном сплаве содержания марган25 ца с 0,6 до 0,4 — 0,157 позволило повысить его относительную износостойкость (по отношению к эталону — сталь 45 после отжига) в 1,25 — 1,55 раза, Формула изобретения

30 Износостойкий сплав, содержащий углерод, крем ий, марганец, хром, никель и железо, отли ающийся тем, что, с целью повышения относительной износостойкости при сохранении уровня твердо35 сти и прочности, он содержит компоненты в следующем соотношении, мас,7;;

Углерод

Кремний

Марганец

40 Хром

Никель

Железо

1687643

Таблица 2

Таблица 3

Составитель Н.Косторной

Редактор И,Сегляник Техред М.Моргентал Корректор Т.Палий

Заказ 3679 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101