Сплав на основе железа

(71) Институт проблем литья АН Украинской ССР(56) Патент Японии В. 53-37012,кл. С 22 С 38/26, опублик. 1982,Заявка Великобритании У 2075549,кл. С 22 С 38/26, опублик. 1982.Патент Японии В 54-3568,кл. С 22 С 38/26, опублик. 1980,(54) (57) СПЛАВ .НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗАсодержащий углерод и хром, о тч а ю щ и й с я тем, что, с цповышения износостойкости, оннительно содержит ниобий при слщем соотношении компонентов, мУглерод 1, 1-1,3Хром 14,0-16,0Ниобий 0,02-0,4Железо Остальное40 45 50 Изобретение относится к литейному производству, в частности к разработке новых износостойких сплавов с повышенными эксплуатационными характеристиками, работающих в узлах трения скольжения в водной среде при скорости скольжения 0,5-2 м/с и удельном давлении 1-5 МПа.Цель изобретения - повышение износостойкости..Поставленная цель достигается тем, что сплав на основе железа, содержащий углерод и хром, дополнительно содержит ниобий при следующем соотношении компонентов,мас,%:Углерод 1,1-1,3Хром 14 ьО 16 вО, Ниобий 0,02-0,4Железо ОстальноеСодержание углерода в пределах 1,1-1,3% обеспечивает получение на поверхности трения упрочненного слоя с повышенной твердостью, а также обеспечивает в сплаве наличие 12-157 карбидов, которые делают сплав более термостойким и способным сопротивляться воздействию абразива, находящегося в водной среде.Введение хрома в пределах 14-167 делает сплав достаточно коррозионностойким, Хром препятствует росту зерна, что увеличивает объемную прочность материала,Ниобий при введении в сплав оказывает модифицирующее и микролегирующее влияние, Его модифицирующее влияние проявляется в измельчении . зерна и устранении явления транскристаллизации,Известно, что увеличение дисперсности структурных составляющих повьддает износостойкость из-за увеличения препятствий движению дислокаций.Введение ниобия менее 0,02% не оказыьает достаточного эффекта на измельчение зерна и устранение транскристаллиэации, таК как он весь растворяется в твердом растворе. Введение ниобия в количестве 0,02 мас.% вызывает увеличение износостойкости в 2 раза, при этом наосновании локального рентгеноспек" тральногб анализа установлено, что 1 О203035 ниобий в таких количествах не обра.зует своих карбидов, растворяясь вматрице и карбидной фазе типа МС,тем самым упрочняя матрицу и карбидную фазу. С увеличением содержания ниобия до 0,097 в сплаве появляется карбид НЬС, износостойкостьостается на прежнем уровне, количество карбидов НЬС еще недостаточно, чтобы оказать существенное вли.яние на износостойкость.Дальнейшее увеличение содержанияниобия (свыше 0,09%) приводит куменьшению износа, так как в данномслучае выделение карбидов по плос-,костям скольжения препятствует продвижению дислокаций и противодействует "пластической деформации,имеющей место при трении и тем самым уменьшает износ,Введение ниобия свьдде 0,47. приводит к обеднению матрицы углеродоми износостойкость несколько уменьшается, поэтому нерационально введение ниобия свьдде 0,4 мас.7 Вкачестве примесей присутствуют Мпдо 0,37. и кремния - 0,187,Для определения оптимальногосостава сплава по изобретению проводят опытные плавки и исследуютсвойства сппава по сравнению с известным сплавом..Металл выплавляют в 13-килограммовой индукционной печи с основнойфутеровкой. Заливку металла производят в сухие песчатые формы.Термообработку осуществляют напечи сопротивления типа СШОЛ последующему режиму: закалка 10601080 С в масле н отпуск при 580 фС.оВсе опытные сплавы и известныйсплав подвергались испытанию на износостойкость при трении скольжения в водной среде по схеме вал-.вкладьдд при скорости скольжения 1 м/с и удельной нагрузке 5 МПа" на машине трения М 22.Химический состав и результаты испытаний на износостойкость (закалка от 1080 С и отпуск при 580 С)0приведены в таблице.Твердость сплава по изобретению составляет 40-42 НЕС, ударная вяз-. кость беэ надреза 4 я = 1,4-1,6 кГ м/см1177378 Износостойкость Сплав Известный 1Остальное 0,12 0,95 10 0,10 0,09 1,2 15 2,2 18 Предлагаемый1 0118 Ое 02 0,15 0,05 Оэ 16 0109 0,14 0,18 0,12 0,3 Оэ 16 Оэ 4 1,15 15 0,30 1 э 2 15 Оь 29 Содержание, мас.%, в сплаве Т 1 1Г Углерод Хром Марганец Кремний Ниобий Железо 1,1 14 0131 1,2 16 0,27 1 эЗ 1513 ОГУЗО 1 э 2 14 э 5 0129 Составитель Г.Дудик Редактор Н,Бобкова Техред М.Пароцай Корректор Е,СирохманЗаказ 5473/26 Тираж 583 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж, Раушская наб., д4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 0,046 Оэ 034 0,048 0,032 0,030 0,052