Износостойкий сплав Советский патент 1992 года по МПК C22C38/18 

Описание патента на изобретение SU1719456A1

Изобретение относится к производству износостойких сталей для изготовления оснастки для литья под давлением и штампов.

Известен сплав следующего химического состава, мае.%:

Углерод.2,1-2,3

Марганец0, б-1,2

Хром19-20,5

Алюминий0,4-0,7

примеси:

КремнийДо 0.6

Сера, Д° °.°6

ФосфорД° О Об

ЖелезоОстальное

Недостаток сплава - повышенная хрупкость, обусловленная высоким содержанием углерода.

Известен сплав на основе железа, содержащий, мас.%:

Углерод1,1-1,3

Хром14-16

Марганец0,7-1,5

ЖелезоОстальное

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 ЭЖ17, содержащий, мас.%:

Углерод0,12

Кремний н.б.0,8

Марганец н.б.6,7

Хром16-18

ЖелезоОстальное

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.

со

С

2

СЛ О

Кроме того, к недостаткам следует отнести наличие зоны, требующей дополнительной сошлифовки и возможности внутреннего окисления, приводящих к трещинообразо- ванию 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.%:

Углерод0,01-0,1

Хром17-25

ЖелезоОстальное

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 (Ре.СфзСе и (Ре.СфСз, которые при температуре химико-термической обработки (зависящей от содержания хрома в сплаве и определяемой по изотермическому сечению диаграммы состояния Fe-Cr-C сплавов таким образом, чтобы содержание хрома в сплаве находилось против угла конодного треугольника - области сосуществования фаз а +у+ k) 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 анализ предлагаемого сплава, прототипа и базового объекта. Для экспериментальной проверки предлагаемого сплава были выплавлены сплавы со средним и запредельными значениями компонентов.

Химический состав сплавов приведен в табл.1.

Выплавляли также сплав-прототип. Ис- следованию подвергали базовый сплав износостойкий чугун следующего химического состава, мас.%: С 3,53; Сг 1,96; Мп 4,04; Si 2,14; NI 2,5; Си 0,67; TI 0,2; S 0,06; Р 0,12; Fe остальное.

Перед окончательной термической обработкой образцы сплавов подвергали цементации в твердом карбюризаторе при 960-1250°С в зависимости от содержания хрома (табл,2).

После цементации образцы закаливали с температурь1 цементации и отпускали при 200°С 1ч. Этот стандартный низкий отпуск нужен для снятия напряжений. Металлографический анализ образцов показал, что в сплавах 2-4 (см.табл.2) происходит рост карбидо-аустенитных пластиноч- но-стержневых колоний. В сплаве 1 в науглероженном слое много аустенита и карбиды расположены в отдельных участках. В сплаве 5 на поверхности происходит оплавление при температуре ХТО.

Результаты сравнительных испытаний износостойкости сплавов приведены в табл. 2.

Из приведенных данных видно, что величина абразивного износа образцов из предлагаемого сплава на порядок ниже, чем сплава-прототипа и базового объекта - из- носостойкого чугуна.

В табл. 2 представлены предлагаемые сплавы 2-4; сплав 6 - прототип; сплав 7 - базовый объект.

Предлагаемый по сравнению с прототипом и базовым объектом характеризуется повышенной износостойкостью, что обусловливает достижение положительного эффекта.

Формула изобретения 0 Износостойкий сплав преимущественно для цементуемых деталей, содержащий углерод, хром и железо, отличающий- с я тем, что, с целью повышения износостойкости деталей после химикотермообработ- 5 ки, он содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:

Углерод0,01-0,1

Хром17-25

ЖелезоОстальное

Таблица 1

Похожие патенты SU1719456A1

название год авторы номер документа
Способ химико-термической обработки деталей из низкоуглеродистых легированных сталей 1990
  • Мовчан Владимир Иванович
  • Бачурин Анатолий Павлович
  • Владимирова Валентина Викторовна
  • Третьяк Владимир Иванович
  • Грицаенко Наталья Николаевна
SU1786181A1
Способ термической обработки низкоуглеродистых легированных сталей 1987
  • Мовчан Владимир Иванович
  • Владимирова Валентина Викторовна
  • Педан Людмила Григорьевна
  • Иваница Валерий Иванович
  • Ковзель Анатолий Степанович
  • Степанов Анатолий Леонидович
  • Одинченко Татьяна Николаевна
  • Грицаенко Леонид Николаевич
SU1629349A1
ЛИТАЯ ИЗНОСОСТОЙКАЯ СТАЛЬ ДЛЯ КРУПНЫХ ДЕТАЛЕЙ ГОРНО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА 2004
  • Стадничук Александр Викторович
  • Стадничук Виктор Иванович
  • Меркер Эдуард Эдгарович
RU2288294C2
Способ цементации изделий из низкоуглеродистых быстрорежущих сталей 1989
  • Мовчан Владимир Иванович
  • Степанов Анатолий Леонидович
  • Педан Людмила Григорьевна
  • Иваница Валерий Иванович
  • Ковзель Анатолий Степанович
SU1715883A1
ЛИТАЯ ВЫСОКОМАРГАНЦЕВАЯ СТАЛЬ 2007
  • Гришин Андрей Анатольевич
  • Стадничук Виктор Иванович
  • Стадничук Александр Викторович
RU2371509C2
КОНСТРУКЦИОННАЯ СТАЛЬ 1993
  • Уткина А.Н.
  • Шалькевич А.Б.
  • Беляков Л.Н.
  • Некрасова Л.С.
  • Тарасенко Л.В.
  • Титов В.И.
  • Борисов М.В.
  • Волчкова В.С.
  • Терехова И.А.
  • Зуев В.В.
  • Жегина И.П.
  • Бабаков Г.А.
  • Шеманская О.В.
  • Аксенов А.С.
  • Второва Л.А.
  • Мелькумов И.Н.
  • Сидорина Т.Н.
  • Каханов А.Д.
RU2040584C1
Сталь 1983
  • Андрющенко Лидия Захаровна
  • Филиппов Михаил Александрович
  • Довгопол Виталий Иванович
  • Филиппенков Анатолий Анатольевич
  • Карклин Владимир Фрицевич
SU1108129A1
Штамповая сталь 1990
  • Колесников Михаил Семенович
  • Корниенко Эрнст Николаевич
  • Трошина Людмила Васильевна
  • Кенис Михаил Семенович
  • Жданов Анатолий Германович
  • Столяр Олег Юрьевич
SU1724723A1
Сталь 1990
  • Колокольцев Валерий Михайлович
  • Долгополова Любовь Борисовна
  • Гостев Анатолий Алексеевич
  • Конюхов Виктор Васильевич
  • Добровольский Анатолий Михайлович
  • Кирюшкин Валерий Иванович
  • Кутуева Рауза Якубовна
  • Науменко Виктор Данилович
SU1721115A1
Сталь 1990
  • Глазистов Анатолий Григорьевич
SU1763510A1

Реферат патента 1992 года Износостойкий сплав

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.

Формула изобретения SU 1 719 456 A1

Таблица 2

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1992 года SU1719456A1

Сплав на основе железа 1972
  • Горбатый Владимир Моисеевич
  • Дмитриев Игорь Пантелеевич
  • Добринский Глеб Кириллович
  • Доценко Павел Васильевич
  • Кошеленко Геннадий Петрович
  • Нахабин Вадим Васильевич
  • Оболенцев Федор Дмитриевич
  • Челпанов Борис Васильевич
  • Шемпер Леонид Исаакович
SU510527A1
Машина для добывания торфа и т.п. 1922
  • Панкратов(-А?) В.И.
  • Панкратов(-А?) И.И.
  • Панкратов(-А?) И.С.
SU22A1
Сплав на основе железа 1984
  • Тихонович Вадим Иванович
  • Новицкий Виктор Григорьевич
  • Коваленко Оксана Ивановна
SU1178793A1
Машина для добывания торфа и т.п. 1922
  • Панкратов(-А?) В.И.
  • Панкратов(-А?) И.И.
  • Панкратов(-А?) И.С.
SU22A1

SU 1 719 456 A1

Авторы

Мовчан Владимир Иванович

Бачурин Анатолий Павлович

Владимирова Валентина Викторовна

Педан Людмила Григорьевна

Иваница Валерий Иванович

Ковзель Анатолий Степанович

Степанов Анатолий Леонидович

Одинченко Татьяна Николаевна

Климова Наталья Ильинична

Даты

1992-03-15Публикация

1989-01-02Подача