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.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛ ИСТИЧ Е СКИХ
РЕСПУБЛИК (51)5 С 22 С 38/18
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4651120/02 (22) 02.01,89 (46) 15.03.92. Бюл. М 10 (71) Днепропетровский металлургический институт (72) В.И.Мовчан, А.П.Бачурин, В,В,Владимирова, Л.Г,Педан, В.И.Иваница, А,С;Ковзель, А.Л.Степанов, Т.Н,Одинченко и
Н.И. Климова (53) 669,13.018 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР
hL 510527, кл. С 22 С 38/18, 1975.
Авторское свидетельство СССР
М 1178793, кл. С 22 С 38/18, 1984.
Изобретение относится к производству иэносостойких сталей для изготовления оснастки для литья под давлением и штампов.
Известен сплав следующего химического состава, мас,g:
Углерод 2, 1-2,3
Марганец 0,6-1,2
Хром 19-20,5
Алюминий 0,4-0,7 примеси:
Кремний до 0,6
Сера до 0,06
Фосфор до 0,06
Железо Остальное
Недостаток сплава — повышенная хрупкость, обусловленная высоким содержанием углерода.
Известен сплав на основе железа, содержащий, мас. $:
Углерод 1,1-1,3
Хром 14-16
„„!Ы„, 1719456 А1 (54) ИЗНОСОСТОЙКИЙ СПЛАВ (57) Изобретение относится к производству износостойких сталей для изготовления оснастки для литья под давлением и штампов.
Целью изобретения является повышение износостойкости сплава после химико-термической обработки, Предложенный сплав содержит, мас,$: углерод 0,01-0,1; хром 1725; железо остальное. Предлагаемый сплав позволяет снизить трудоемкость изготовления штампов при одновременном повышении их стойкости. 2 табл.
Марганец 0,7-1,5
Железо Остальное Я
Недостатком сплава является значительная карбидная неоднородность, характерная для литой структуры, что приводит к сравнительно невысокому уровню износостойкости. евй
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является сплав
ЭЖ17, содержащий, мас. :
Ql
Углерод 0,12
Кремний н.б. 0,8 0 .Марганец н.б. 67 )
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.
1719456
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 0,1ф, 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 (Fe,Ñã)2çÑ6 и (Fe,Сг)7Сз, которые при температуре химико-термической обработки (зависящей от содержания хрома в сплаве и определяемой по иэотермическому сечению диаграммы состояния Fe-Cr-С сплавов таким образом, чтобы содержание хрома в сплаве находилось против угла конодного треугольника— области сосуществования фаэ а+у+ k) образуют композиционное упрочнение диффузионного слоя — карбидные волокна и пластины, пронизывающие аустенитную матрицу, Содержание хрома в сплаве ниже 17ф, 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
257 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
5 сплавы со средним и запредельными значениями компонентов.
Химический состав сплавов приведен в табл, 1.
Выплавляли также сплав-прототип. Ис10 следованию подвергали базовый сплав износостойкий чугун следующего химического состава,.мас.)I: С 3,53; Cr 1,96; Мп 4,04; SI
2,14; Ni 2,5; Си 0,67; П 0.2; $0,06; Р 0,12; Fe остальное, 15 Перед окончательной .термической обработкой образцы сплавов подвергали цементации в твердом карбюризаторе при
960-1250 С в зависимости от содержания
20 хрома (табл,2).
После цементации образцы закаливали с температурь цементации и отпускали при
200 С1ч. Этот стандартный низкий отпуск нужен для снятия напряжений.
25 Металлографический анализ образцов показал, что в сплавах 2-4 (см.табл.2) происходит рост карбидо-аустенитных пластиночно-стержневых колоний. 8 сплаве 1 в науглероженном слое много аустенита и
30 карбиды расположены в отдельных участках, 8 сплаве 5 на поверхности происходит оплавление при температуре ХТО.
Результаты сравнительных испытаний износостойкости сплавов приведены в табл, 35 2.
Иэ приведенных данных видно, что величина абразивного износа образцов иэ предлагаемого сплава на порядок ниже, чем сплава-прототипа и базового объекта — из40 носостойкого чугуна.
В табл. 2 представлены предлагаемые сплавы 2-4; сплав 6 — прототип; сплав 7— базовый объект.
Предлагаемый спл в по сравнению с
45 прототипом и базовым объектом характеризуется повышенной иэносостойкостью, что обусловливает достижение положительного эффекта.
Формула изобретения
50 Износостойкий сплав преимущественно для цементуемых деталей, содержащий углерод. хром и железо, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения износостойкости деталей после химикотермообработ55 ки, он содержит компоненты в следующем соотношении, мвс,,;
Углерод 0,01-0,1
Хром 17-25
Железо Остальное
1719456
Таблица 1
Таблица 2
Составитель Г.Дудик
Техред М,Моргентал
Редактор С.Лисина
Корректор Э.Лончакова
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Заказ 742 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35; Раушская наб.; 4/5
