Сплав на основе железа Советский патент 1985 года по МПК C22C38/26 

1 Изобретение относится к литейно производству, в частности к разработке новых износостойких сплавов с повышенными эксплуатационными ха рактеристиками, работающих в узлах трения скольжения в водной среде при скорости скольжения 0,5-2 м/с и удельном давлении 1-5 МПа, Цель изобретения - повьшение из носостойкости. Поставленная цель достигается тем, что сплав на основе железа, содержащий углерод и хром, дополни тельно содержит ниобий при следующем соотношении компонентов, мас.% Углерод 1,1-1,3 Хром14,0-16,0 .Ниобий 0,02-0,4 Железо Остальное Содержание углерода в пределах 1,1-1,3% обеспечивает получение на поверхности трения упрочненного сл с повьшенной твердостью, а также обеспечивает в сплаве наличие 12-1 карбидов, которые делают сплав бол термостойким и способньш сопротивляться воздействию абразива, наход щегося в водной среде. Введение хрома в пределах 14-16 делает сплав достаточно коррозионностойким. Хром препятствует росту зерна, что увеличивает объемную прочность материала. Ниобий при введении в сплав ока зывает модифицирующее и микролегирующее влияние, Его модифицирующее влияние проявляется в измельчении зерна и устранении транскристаллизации. Известно., что уиеличение дисперсности структурных составляющих повышает износостойкость из-за уве личения препятствий движению дисло каций . Введение ниобия менее 0,02% не оказывает достаточного эффекта на изм.ельчение зерна и устранение транскристаллизации, так как он весь растворяется в твердом раство ре. Введение ниобия в количестве 0,02 мас.% вызывает увеличение износостойкости в 2 раза, при этом н основании локального рентгеноспектральногб анализа установлено, что 782 ниобий в таких количествах, не образует своих карбидов, растворяясь в матрице и карбидной .фазе типа , тем самым упрочняя матрицу и карбидную фазу. С -увеличением содержания ниобия до 0,09% в сплаве появляется карбид NbC, износостойкость остается на прежнем уровне, количество карбидов NbC еще недостаточно, чтобы оказать существенное влияние на износостойкость. Дальнейшее увеличение содержания ниобия (свьш1е 0,09%) приводит к уменьшению износа, так как в данном случае выделение карбидов по плоскостям скольжения препятствует продвижению дислокаций и противодействуетПластической деформации, имеющей место при трении и тем самым уменьшает износ. Введение ниобия свьш1е 0,4% приводит к обеднению матрицы углеродом и износостойкость несколько уменьшается, позтому нерационально введение ниобия свьш1е 0,4 мас.%, В качестве примесей присутствуют Мп до 0,3% и кремния - 0,18%. Для определения оптимального состава сплава по изобретению проводят опытные плавки и исследуют свойства сппава по сравнению с известным сплавом. .Металл выплавляют в 13-килограммовой индукционной печи с основной футеровкой. Заливку металла производят в сухие песчатые формы. Термообработку осуществляют на печи сопротивления типа СШОЛ по следующему режиму; закалка 1060 080°С в масле и отпуск при . Все опь1тные сплавы и известный сплав подвергались испытанию на износостойкость при трении скольжения в водной среде по схеме вал-. вкладьш при скорости скольжения 1 м/с и удельной нагрузке 5 МПа-на машине трения М22. Химический состав и результаты испытаний на износостойкость (закалка от и отпуск при ) приведены в таблице. Твердость сплава по изобретению составляет 40-42 HRC, ударная вяз-, кость без надреза н I ,4-1,6 кГ-м/см

СПЛАВ .НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА, содержащий углерод и хром, отличающий с я тем, что, с целью повыщения износостойкости, он дополнительно содержит ниобий при следующем соотношении компонентов, мас.%: Углерод 1,1-1,3 Хром 14,0-16,0 Ниобий 0,02-0,4 Железо Остальное