Износостойкий сплав

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 6876 ц 5 С 22 СЗ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ-рлс ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П,Бардина(56) Авторское свидетельство СССРМ 583192,кл. С 22 С 37/00,1977,Авторское свидетельство СССРМ 326240, кл. С 22 С 37/06,1969.(54) ИЗНОСОСТОЙКИЙ СПЛАВ 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 износостойкости 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 300 (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(57) 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 2,4- 2,8; Я 0,15 - 0,4; Мп 0,15 - 0,4; Сг 19-21; й 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 "05-1,55 оаэа. 3 табл. 800 - 1000 МПа. Содержание в плакирующем слое 2,4-2,8 С и 19-21 Сг позволяет получить 28 - 33 по обьему сложного карбида МтСз с микротвердостью 1200-1400 МПа. Легирование никелем позволяет предотвратить коагуляцию карбидов в сплаве при его 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 разрушению при деформации. Влияние уровня содержания марганца а износостойкость сплава особенно эамето при содержании остальных элементов наабсолютная Относитель ,Гммз ОситЕл О 3 1 О,С 17,3 22,0 172 3,8 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 в карбиде М 7 Сз и несколько повышает его микротвер. дость, что положительно сказывается на 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 де формации.Для получения мелкодисперсных равномерно распределенных карбидов износостойкий сплав для плакирующего слоя получают методом порошковой металлургии, включающим распыление расплава в порошок и последующее его компактирование при повышенных давлении и температуре, В компактном порошковом сплавекарбиды распределены равномерно по объ 5 ему, а их размер не превышает 2-3 мкм.Все плавки проведены в индукционнойпечи с использованием в шихте лома сталии легирующих элементов, Сплав предлагаемого состава выплавлен и индукционной пе 10 чи и распылен в порошо струей азота.После прессования в газостате при 1150 Си давлении 150 Мпа получили компактныезаготовки диаметром 70 мм и длиной 300мм,15 Химические составы известного и предложенного компактных износостойкихсплавов и уровень их свойств приведены втабл, 1 и 2 сОотетственно,20 Сравнительный уровень свойств компактных сплавов известного и предложенного составов приведен в табл,З,Как следует из табл, 1 и 3 снижение впредложенном сплаве содержания марган 25 ца с 0,6 до 0,4 - 0,15 ф позволило повыситьего относительную износостойкость (по отношению к эталону - сталь 45 после отжига)в 1,25-1,55 раза,Формула изобретенияЗО Износостойкий сплав, содержащий углерод, крем ий, марганец, хром, никель ижелезо, Отличающийся тем, что, сцелью повышения относительной износостойкости при сохранении уровня твердо 35 сти и прочности, он содержит компоненты вследующем соотношении, мас, :УглеродКремнийМарганец40 ХромНикельЖелезо1687643 Таблица 2 3 Составитель Н.Косторнойедактор И,Сегляник Техред М.Моргентал Корректор Т.Палий Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 аз 3679 Тираж ВНИИПИ Государственного комите 113035, Москва, Подписноеизобретениям и открытиям при ГКНТ СС