SU1447917A1

SU1447917A1 - Сплав на основе железа

Info

Publication number: SU1447917A1
Application number: SU864055032A
Authority: SU
Inventors: Алексей Николаевич Харитонов; Виктор Петрович Тихомиров; Вячеслав Александрович Татаринцев; Александр Иванович Бондарев; Валерий Дмитриевич Цветков
Original assignee: Брянский Институт Транспортного Машиностроения
Priority date: 1986-04-11
Filing date: 1986-04-11
Publication date: 1988-12-30

Abstract

Изобретение относитс к металлургии сплавов дл изготовлени инструмента , используемого при деформации выдавливанием изделий из алюмини и его сплавов. Цель изобретени - повышение предела прочности и твердости при уменьшении хрупкого али- тированного сло , образующегос при вьщавливании алюмини и его сплавов. Сплав содержит, мас.%: углерод 1,8- 2,8 молибден 1,1-3,0; хром 8,0-9,5; ванадий 6,0-7,5; кремний-1,8-3,5} марганец 0,5-2,5; никель 2,0-3,7; бор 0,01-0,2; железо остальное. Сплав имеет следующие свойстваi d 640- 685 Ша, КСИ 62-71 кДж/м, HRC 61-65, глубина алитированного сло 0,005- 0,01 мм. 1 табл. (О

Description

4 Ч

11А

Изобретение относитс к металлургии , в частности к разработке сплавов дл изготовлени инструмента, используемого при обработке- вьщавли- ванием изделий из алюмини и его сплавов.

Цель изобретени - повьппение предела прочности, твердости при уменьшении хрупкого аЛИТИрОВаННОГО сло .

Предлагаемый спл.ав на основе железа содержит компоненты в. .следующем соотношении, мас.%:

Углерод 1,8-2,8

Кремний 1,8-3,5

Марганец 0,5-2,5:

Хром8,0-9,Т

. Молибден 1,1-3,0

Ванадий 6,0-7,5

Никель 2,0-3,7

Бор0,01-0,2

Железо Остальное

Содержание углерода вьше указанного верхнего предела увеличивает количество карбидов в структуре сапава что уменьшает в зкость, снижает способность противосто ть ударным рузкам и ухудшает обрабатываемость резанием. При содержании углерода меньше нижней границы уме ньшаетс ко- личество карбидов, измен етс- их фор ма, сиижаетс прочность металлической основы, что отрицательно сказываетс на эксплуатационных свойствах сплава.

Молибден в указанных границах по- давл ет образование перлита при ох- .лаждении детали, что повьшает прочность металлической матрицы и улучшает прокаливаемость сплава. Влагопр и- тное .вли ние; молибдена на свойства сплава сказываетс при его содержан ш больше 1,-1%. Увеличение содержани молибдена больше 3% не приводит к существенному изменению свойств и

микроструктуры сплава.

Присутствие в составе сплава хрома в указанных пределах обеспечивает оптимальное количество карбидной фазы и повышает ее микротвердость.

Ванадий .способствует образованию 50 карбидов ванади . Содержание ванади выше верхней границы приводит к образованию в структуре сплава карбидов типа (Сг,V) ,что снижает износостойкость; При уменьшении содержани 55 ванади ниже 6,0% при кристаллизации образуетс преимущественно .вид автактики , содержащий кроме карбидов ванади карбиды Ме7С, что приводит к

Q

5

0

5 Q

0

5

0 5

снижению ударной в зкости и зксплуа- тационных свойств сплава.

Кремний в указанных пределах обес- печивает жидкотекучесть сплава, способствует образованию карбидов и пре- вьш1ению стабильного аустенита в мар- 1тенсит после закалки.

Присутствие марганца в указанных пределах стабилизирует содержание остаточного высоколегированного аустенита после термообработки в оптимальном количестве. При содержании его меньше 0,5% в структуре сплава снижаетс дол метастабильного аустенита , что повышает хрупкость и снижает стойкость сплава. Содержание марганца вьше верхнего предела приводит к увеличению количества ста- бильно го аустенита и снижению износостойкости .

Никель расшир ет г-область, подавл ет перлитное превращение и способствует поБЬшению прочности металлической матрицы. При этом существенно уменьшаетс диффузи алюмини и снижаетс глубина диффузионного интерме- таллидного сло , образующегос при трении сплава по алюминию. При содержании никел ниже нижней границы заметного уменьшени диффузионного . сло не наблюдаетс . Превьш1ение верхней границы привод| т к ухудшению обрабатываемости, сплава резанием. -Бор способствует измельчению карбидной фазы, ее равномерному распределению и повьшение микротвердости,

Вли: ние бора на микротвердость карбидной фазы про вл етс при его содержании больше 0,01%. При введении бора больше О,2% повышаетс содержание боридов, что ведет к охруп- чиванию сплава и снижению эксплуатационной стойкости.

Положительное вли ние никел и бора св зано с повышением твердости и степени измельченности карбидов, ПОВЫШ61НИИ прочности металлической основы, что преп тствует продавлива- нию хрупкого диффузионного сло под действием больших рабочих давлений и сни сает веро тность возникновени поверхностных трещин.

Пример. Дл изучени структуры и свойств предлагаемого сплава были выплавлены сплавы предлагаемого состава с различным содержанием ингредиентов и известного состава со средним содержанием компонентов.

314

Выплавку сплавов производ т в индукционной печи емкостью 30 кг с основным тиглем. Компоненты ввод т в расплав при температуре 1450-1500 С в виде ферросплавов. Заливку в сухие песчано--глинистые формы производ т при 1380-1430°С, Отливали заготовки диаметром 55 мм.

Заготовки отжигают по режиму: нагрев до с выдержкой 1,5 ч и охлаждение с печью. После отжига /твердость была не выше HRC 30,

После токарной обработки испытуемый образец подвергаетс термической обработке по режиму: закалка с 1170- в индустриальном масле и двухкратный отпуск от 520-540°С с выдержкой в течение 30-40 мин.

При этом достигаетс твердость 61-65 HRC. Затем образец из исследуемого сплава довод т шлифовкой до нужных размеров.

По изложенной технологии изготав- ливают опытные образцы из предлагаемого и известного.сплавов и провод т их сравнительные испытани на машине трени СМЦ-2. Колодку изготавливают из. алюминиевого сплава АЛ-4,.а диск - из исследуемого сплава. Рабочую поверхность диска шлифуют, а затем полируют до чистоты не ниже ,63.

Результаты испытаний на машине трени , а также химический состав

917

и механическт1е свойства образцов из предлагаемого 1 - 3 и известного 4 составов сплава приведены в таблице,

Из таблицы видно, что предлагаемый с остав сплава имеет более высокие значени комплекса механических свойств, определ ющих его эксплуатационную стойкость - предела

0 прочности и твердости.

Claims

Формула изо бретени

Сплав на основе железа преимущест- 5 венно дл инструмента, предназначенного дл изготовлени штамповкой изделий из алюмини и его сплавов, содержащий углерод, кремний, марганец , хром, молибден, ванадий, никель 0 и бор, отличающийс тем, что, с целью повышени предела прочности , твердости при уменьшении хрупкого алитированного сло , он содержит компоненты в следующем соотко- 5 шенки, мас,%:

0

Углерод

Кремний

Марганец

Хром

Молибден

Ванадий

Никель

Бор

Железо

1,8-2,8

1.8-3,5

0,5-2,5

8,0-9,5

1,1-3,0

6,0-7,5

2,ОгЗ,7

0,01-0,2

Остальное

Пред

гаешй .. ..

i . ВихЕий 1, 8,006,00 t,80 0,50 2,00 0,0t Заколка 640 7t«t 0.01

- воеот 1170 ,1190°С

8 масло

г Средв й 2,30 2,05 ,ТЗ 2,65 t.50 2.6S 0.105 - -2-крлттЛ 66S 6863

.отпуск от

--520-540 С

.ti saaaa 2,80 3,00 9,50 7,50 3,50 2.50 3.70 0,92 - -30-40 мт 685 6265 0,005

ftsre- . . .,.. ,

еттй

4 Срвщпй 3,3 t,11 0,350.25 1,12 0,84 1,130,22. .Змсалкв 570 6252 С,015

..от 1170 .;-.1190°с

. .. масло

CtgMpcHiHii мет 1.11JHtpaTtM

-.,. отпуск от - . .530-5«а с .

30-40 м