SU1544835A1

SU1544835A1 - Wear-resistant alloy

Info

Publication number: SU1544835A1
Application number: SU884386011A
Authority: SU
Inventors: Александр Дмитриевич Лещенко; Валентин Васильевич Лунев; Алексей Федорович Кузовов; Александр Иванович Осаул; Евгений Андреевич Ткаченко; Леонид Борисович Черепинский; Моисей Наумович Беркун
Original assignee: Запорожский машиностроительный институт им.В.Я.Чубаря
Priority date: 1988-02-29
Filing date: 1988-02-29
Publication date: 1990-02-23

Abstract

Изобретение относитс 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 2,0-3,6The invention relates to the production of cast wear-resistant alloys, namely, the search for wear-resistant materials. The goal is to increase the hardness, machinability, flexural strength, wear resistance with hydro-abrasive wear. The alloy contains components in the following ratio, wt.%: Carbon 2,0-3,6

хром 12,0-24,0Chrome 12.0-24.0

никель 0,1-0,7nickel 0.1-0.7

молибден 0,1-0,7molybdenum 0.1-0.7

фосфор 0,03-0,50phosphorus 0.03-0.50

сера 0,03-0,50sulfur 0.03-0.50

кремний 0,05-0,55silicon 0.05-0.55

барий 0,02-0,05barium 0.02-0.05

железо - остальное. Введение SI и BA повышает HRC до 43-49, износостойкость до 5,0-6,0 отн.ед., σ_изг до 760-810 МПа. Скорость резани 15-16 м/мин. 1 табл.iron - the rest. Introduction SI BA and increases to 43-49 HRC, wear 5.0-6.0 RLU, σ _mfd to 760-810 MPa. Cutting speed 15-16 m / min. 1 tab.

Description

Изобретение относитс к металлургии литейных сплавов, а именно к изысканию износостойких материалов.The invention relates to the metallurgy of foundry alloys, namely to the search for wear-resistant materials.

Цель изобретени - повышение твердости , обрабатываемости резанием, предела прочности при изгибе, износостойкости при гидроабразивном изнашивании .The purpose of the invention is to increase the hardness, machinability, flexural strength, wear resistance during hydroabrasive wear.

Предлагаемый сплав, содержащий углерод, хром, никель, молибден, серу , фосфор и железо, дополнительно содержит кремний и барий при следующем соотношении компонентов, мас.%:The proposed alloy containing carbon, chromium, nickel, molybdenum, sulfur, phosphorus and iron, additionally contains silicon and barium in the following ratio, wt.%:

УглеродCarbon

ХромChromium

НикельNickel

МолибденMolybdenum

СераSulfur

ФосфорPhosphorus

КремнийSilicon

2,0-3,6 12,0-24,0 0,10-0,70 0,10-0,70 0,03-0,50 0,03-0,50 0,05-0,552.0-3.6 12.0-24.0 0.10-0.70 0.10-0.70 0.03-0.50 0.03-0.50 0.05-0.55

Барий 0,02-0,05Barium 0.02-0.05

Железо ОстальноеIron Else

Углерод, вз тый в пределах 2,0- 3,6%, обеспечивает получение в структуре сплава достаточного количества компактных эвтектических карбидов.Carbon, taken in the range of 2.0–3.6%, provides for obtaining a sufficient amount of compact eutectic carbides in the alloy structure.

Снижение содержани углерода ниже 2,0% приводит к получению ледебурит- ной структуры и распределнию карбидов по границам зерен, что значительно снижает прочность и износостойкость сплава.Reducing the carbon content below 2.0% results in a ledeburit structure and distribution of carbides along the grain boundaries, which significantly reduces the strength and wear resistance of the alloy.

При содержании углерода выше 3,6% снижаетс трещиноустойчивость сплава, уменьшаетс его прочность и ухудшаетс прокаливаемость, что ведет к потере износостойкости отливок . Кроме того, при увеличении содержани углерода выше 3,6% образуютс крупноблочные эаэвтектическиеWhen the carbon content is above 3.6%, the crack resistance of the alloy decreases, its strength decreases and the hardenability deteriorates, which leads to a loss of wear resistance of the castings. In addition, with an increase in the carbon content above 3.6%, large-block e-eutectic

ЈьЈ

0000

&9&9

СПSP

карбиды, сильно затупл ющие резец при механической обработке сплава, что ведет к ухудшению обрабатываемости резанием.carbides that severely blunt the cutter during machining of the alloy, which leads to a deterioration in workability by cutting.

Хром, вз тый в пределах 2,0 24,0%, обеспечивает получение в структуре сплава высокоизносостойких хромистых карбидов типа (Cr, Fe)TC3 При снижении хрома ниже 12,0% про- исходит замена атомов хрома в карбидах типа (Cr,Fe)7Сз атомами железа, т.е. частична или полна замена обладающих высокой стойкостью карбидов (Cr, Fe)7C3 менее износостойкими карбидами типа (Fe, Сг)С.Chromium, taken in the range of 2.0–24.0%, ensures the production of high-wear resistant chromium carbides of the type (Cr, Fe) TC3 in the alloy structure. When chromium decreases below 12.0%, chromium atoms in the carbides of the type (Cr, Fe ) 7C with iron atoms, i.e. partial or complete replacement of high-resistant carbides (Cr, Fe) 7C3 with less wear-resistant carbides of the type (Fe, Cg) C.

Никель, вз тый в пределах 0,1-0,7% в сочетании с молибденом обеспечивает прокаливаемость отливок сечением до 150 мм. При содержании никел ниже 0,1% ухудшаетс прокаливаемость сплава и, соответственно, износостойкость . При содержании никел выше 0Э7% ухудшаетс обрабатываемость рез нием. Кроме того, в матрице нор- маличованного сплава нар ду с мартенситом сохран етс некоторое количество остаточного аустенита, из-за чего падает его износостойкость.Nickel taken in the range of 0.1-0.7% in combination with molybdenum ensures the hardenability of castings with a cross section of up to 150 mm. When the nickel content is below 0.1%, the hardenability of the alloy and, accordingly, the wear resistance deteriorate. When the nickel content is above 0E7%, the machinability is reduced. In addition, in the matrix of the normalized alloy, along with martensite, a certain amount of residual austenite is retained, which decreases its wear resistance.

Молибден в пределах 0, обес- печивает высокую прокаливаемость сплаваа преп тствует распаду аустенита в перлитной области. Во врем термической обработки при нагреве до температуры нормализации (1000°С) выдел ютс мелкодисперные вторичные карбиды молибдена, способствующие увеличению износостойкости сплава.Molybdenum in the range of 0, ensures high hardenability of the alloy prevents the decomposition of austenite in the pearlitic region. During heat treatment, when heated to the normalization temperature (1000 ° C), finely dispersed secondary molybdenum carbides are released, contributing to an increase in the wear resistance of the alloy.

При содержании молибдена менее 0,1% у сплава снижаютс прокаливай1- мость и износостойкость. Увеличение содержани молибдена более 0,7% не приводит к дальнейшему увеличению износостойкости и поэтому вл етс нерациональным,When the content of molybdenum is less than 0.1%, the alloy reduces calcined heat and wear resistance. An increase in the molybdenum content of more than 0.7% does not lead to a further increase in wear resistance and therefore is irrational,

Сера способствует образованию сульфидов железа, располагающихс по границам зерен вокруг компактных хромистых карбидов и выполн ющих роль смазочного материала при обработке деталей на металлорежущих станках. При содержании серы ниже 0,03% в сплаве содержитс незначительное количество о сульфидов железа и ухудшаетс обрабатываемость резанием. УвеличеSulfur contributes to the formation of iron sulphides, which are located along the grain boundaries around compact chromium carbides and play the role of a lubricant in the machining of parts on machine tools. When the sulfur content is below 0.03%, the alloy contains an insignificant amount of iron sulphides and the machinability deteriorates. Increase

о about

Q 5Q 5

0 0

5five

ние содержани серы выше 0,5% не приводит к дальнейшему улучшению обрабатываемости резанием, снижает прочность сплава.The reduction of sulfur content above 0.5% does not lead to a further improvement of machinability, reduces the strength of the alloy.

Фосфор в пределах 0 , ,5% способствует увеличению твердости и износостойкости вследствие образовани фосфидной эвтектики. При содержании фосфора менее 0,03% увеличени твердости не наблюдаетс из-за отсутстви фосфидной эвтектики. Увеличение содержани фосфора более 0 „5% ведет к повышению хрупкости сплава.Phosphorus in the range of 0, 5% contributes to an increase in hardness and wear resistance due to the formation of a phosphide eutectic. When the phosphorus content is less than 0.03%, the increase in hardness is not observed due to the absence of phosphide eutectic. An increase in the phosphorus content of more than 0 to 5% leads to an increase in the brittleness of the alloy.

Введение в сплав кремни в пределах 0,05-0,55% повышает твердость и износостойкость сплава. При содержании кремни выше 0S55% повышаетс температура эвтектической кристаллизации , расшир етс интервал эвтектического превращени , что преп тствует переохлаждению, уменьшаетс прокаливаемость сплава. Содержание кремни ниже 0,05% способствует увеличению количества рассе нных пор и, следовательно , снижению износостойкости сплава.The introduction of silicon in the alloy in the range of 0.05-0.55% increases the hardness and wear resistance of the alloy. When the silicon content is above 0S55%, the temperature of eutectic crystallization increases, the range of eutectic transformation increases, which prevents overcooling, and the hardenability of the alloy decreases. The silicon content below 0.05% increases the number of scattered pores and, consequently, decreases the wear resistance of the alloy.

Введение в сплав бари позвол ет измельчать карбиды, придать им компактную форму, способствует их равномерному распределению в матрице.The introduction of barium into the alloy makes it possible to grind carbides, give them a compact form, and contributes to their uniform distribution in the matrix.

Така форма карбидов и их распределение в матрице согласно принципу Шарпи привод т к увеличению износостойкости снижению внутренних напр жений и повышению прочности сплава. Благодар измельчению крупноблочных остроугольных карбидов значительно улучшаетс обрабатываемость резанием сплава вследствие менее интенсивного затуплени резца.Such a form of carbides and their distribution in the matrix according to the Charpy principle leads to an increase in wear resistance to a decrease in internal stresses and an increase in the strength of the alloy. Due to the grinding of large block acute carbides, the machinability of the alloy due to the less intense blunting of the cutter is significantly improved.

При содержании бари ниже 0,02% из- ёльчение карбидов происходит незначительно и не наблюдаетс эффекта улучшени свойств. При содержании бари выше 0,05% в сплаве образуетс дендритна структура, что ведет к ухудшению износостойкости и обрабатываемости резанием.When the barium content is below 0.02%, the carbides do not improve slightly, and no effect of improved properties is observed. When the barium content is higher than 0.05%, a dendritic structure is formed in the alloy, which leads to a deterioration of wear resistance and machinability.

В таблице приведены значени химического состава сплавов и их свойства .The table shows the chemical composition of the alloys and their properties.

71544835 ч871544835 ch8

Ф о р м1 у л а изобретени жнт кремний и барий при следующемФ о м м1 у л and inventions silicon and barium at the next

. соотношении компонентов, мас.%:. the ratio of components, wt.%:

Износостойкий сплав содержащий.Углерод2,0-3,6Wear-resistant alloy containing. Carbon 2.0-3.6

углерод, хром, никель, молибден, фос-Хром12,0-24,0carbon, chromium, nickel, molybdenum, phos-Chromium 12.0-24.0

фор, серу, железо, отличаю-Никель0,1-0,7odds, sulfur, iron, distinguish-Nickel-0.1-0.7

|Ц и и с тем, что, с целью повыше-Молибден0,1-0,7| Ti and with the fact that, with the aim of higher-molybdenum0,1-0,7

Ни твердости, обрабатываемости реза-Фосфор0,03-0,5Neither the hardness, the machinability of the cut-phosphorus 0.03-0.5

|шем, предела прочности при изгибе,Сера0,03-0,5| shem, flexural strength, sulfur 0.03-0.5

Износостойкости1 при гидроабразивном JQКремний0,05-0,55Wear resistance1 with hydro-abrasive JQ Silicon 0.05-0.55

Изнашивании, он дополнительно содер-Барий0,02-0,05Wear, it additionally contains Barium 0.02-0.05

ЖелезоОстальноеIronErest

Claims

Claim

Wear-resistant alloy containing carbon, chromium, nickel, molybdenum, phosphorus, sulfur, iron, characterized in that, in order to increase hardness, machinability, tensile strength, bending, Wear resistance · when waterjet Wear, it additionally contains silicon and barium at the following ratio of components, wt.%:

Carbon 2.0-3.6 from Chromium 12.0-24.0 5 Nickel 0.1-0.7 Molybdenum 0.1-0.7 Phosphorus 0.03-0.5 Sulfur 0.03-0.5 10 Silicon 0.05-0.55 Barium 0,02-0,05 Jelly zo Rest