Износостойкий сплав

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧ Е СКИХРЕСПУБЛИК(51)5 С 22 С 3 00 у ОПИСА БРЕТЕ ургический В,В,Влади- а, А,С,Ковинченко и СР СР Известен сплав сго состава, мас,:УглеродМарганецХромАлюминий ующего химическо 2, 1-2,30,6-1,219-20,50,4-0,7 Ь (Л примеси:КремнийСераФосфорЖелезоНедостаток сплкость, обусловленнем углерода,Известен сплавдержащий, мас, :Углерод до 0,6, до 0,06 до 006 Остальное а - повышенная хруп высоким содержаниоснове железа, со 1-1,3 4-16 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство ССЬ 510527, кл. Сгг С 3818,197Авторское свидетельство ССМ 1178793, кл. С 22 С 38/18, 19 Изобретение относится к производству иэносостойких сталей для изготовления оснастки для литья под давлением и штампов.(57) Изобретение относится к производству износостойких сталей для изготовления оснастки для литья под давлением и штампов. Целью изобретения является повышение износостойкости сплава после химико-термической обработки, Предложенный сплав содержит, мас,: углерод 0,01-0,1; хром 17- 25; железо остальное. Предлагаемый сплав позволяет снизить трудоемкость изготовления штампов при одновременном повышении их стойкости. 2 табл. Марганец 0,7-1,5Железо Остальное Недостатком сплава является значительная карбидная неоднородность, характерная для литой структуры, что приводит к сравнительно невысокому уровню износостойкости.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является сплав ЭЖ 17, содержащий, мас.;:Углерод 0,12 Кремний н,б. 0,8 .Марганец н.б. 6,7 Хром 16-18 Железо Остальное Эта сталь подвергается цементации и используется для инструмента (штампы,пресс-формы).Недостатком рабочего слоя в этом случае будет хрупкость, карбидная неоднородность (карбидная сетка), наличие структурно-свободных аустенита и феррита.Кроме того, к недостаткам следует отнести наличие зоны, требующей дополнительной сошлифовки и возможности внутреннего окисления, приводящих к трещинообразованию при эксплуатации.Цель изобретения - повышение износостойкости сплава после химико-термической обработки,. Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом сплаве, содержащем хром, углерод, железо, компоненты взяты в следующем соотношении, мас. :Углерод 0,01-0,1 Хром 17-25 Железо Остальное Пределы содержания компонентов в предлагаемом сплаве обоснованы следующим. Углерод не должен превышать 0,1, поскольку структура выплавляемого сплава должна быть ферритной, так как это необходимое условие для последующего композиционного упрочнения рабочего слоя, При содержании углерода более 0,1 в структуре сплава появляется аустенит.Получение сплава с содержанием углерода ниже 0,1, в обычных печах технически затруднено, так как требует использования особо чистых шихтовых материалов и специальных методов выплавки, что намного удорожает сталь,Хром образует при цементации специальные карбиды (Ге,Сг)2 зС 6 и (Ре,Сг)7 Сз, которые при температуре химико-термической обработки (зависящей от содержания хрома в сплаве и определяемой по иэотермическому сечению диаграммы состояния Ре-Сг-С сплавов таким образом, чтобы содержание хрома в сплаве находилось против угла конодного треугольника - области сосуществования фаэ а+у+ 1) образуют композиционное упрочнение диффузионного слоя - карбидные волокна и пластины, пронизывающие аустенитную матрицу,Содержание хрома в сплаве ниже 17 нецелесообразно, так как в структуре диффузионного слоя образуется избыточный аустенит и создается карбидная неоднородность, которая отрицательно сказывается на эксплуатационных характеристиках изделий,Повышение содержания хрома выше 25 недопустимо, поскольку при этом значительно повышается температура цементации, что приводит к оплавлению поверхности,Проведен сопоставительный анализпредлагаемого сплава, прототипа и базового объекта, Для экспериментальной проверки предлагаемого сплава были выплавлены5 сплавы со средним и запредельными значениями компонентов,Химический состав сплавов приведен втабл, 1.Выплавляли также сплав-прототип. Ис 10 следованию подвергали базовый сплав износостойкий чугун следующего химическогосостава,.мас.: С 3,53; Сг 1,96; Мп 4,04; Я 12,14; й 1 2,5; Сц 0,67; Т 1 0,2; 3 0,06; Р 0,12; Реостальное,15 Перед окончательной .термической обработкой образцы сплавов подвергали цементации в твердом карбюризаторе при960-1250 С в зависимости от содержания20 хрома (табл,2),После цементации образцы закаливалис температурь цементации и отпускали при200 С 1 ч, Этот стандартный низкий отпускнужен для снятия напряжений.25 Металлографический анализ образцовпоказал, что в сплавах 2-4 (см.табл.2) происходит рост карбидо-аустенитных пластиночно-стержневых колоний. В сплаве 1 внауглероженном слое много аустенита и30 карбиды расположены в отдельных участках, В сплаве 5 на поверхности происходитоплавление при температуре ХТО,Результаты сравнительных испытанийизносостойкости сплавов приведены в табл,35 2.Иэ приведенных данных видно, что величина абразивного износа образцов иэпредлагаемого сплава на порядок ниже, чемсплава-прототипа и базового объекта - из 40 носостойкого чугуна.В табл. 2 представлены предлагаемыесплавы 2-4; сплав 6 - прототип; сплав 7 -базовый объект.Предлагаемый спл в по сравнению с45 прототипом и базовым объектом характеризуется повышенной иэносостойкостью, чтообусловливает достижение положительногоэффекта.Формул а изобретения50 Износостойкий сплав преимущественно для цементуемых деталей, содержащийуглерод, хром и железо, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения износостойкости деталей после химикотермообработ 55 ки, он содержит компоненты в следующемсоотношении, мвс,:Углерод 0,01-0,1Хром 17-25Железо Остальноеоизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 742 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета и113035, Москва, Ж Подписноезобретениям и открытиям при ГКНТ СССРРаушская наб.; 4/5