Зносостійкий сплав на основі заліза

Зносостійкий сплав на основі заліза, що містить бор, титан, нікель, хром і залізо, який відрізняється тим, що співвідношення компонентів складає, мас. %: бор 6,1-8,2 хром 20,4-27,1 нікель 10,1-20,2 титан 12,7-16,4 залізо решта. (19) (21) u200709513 (22) 21.08.2007 (24) 12.11.2007 (72) ПАНАРІН ВАЛЕНТИН ЄВГЕНОВИЧ, UA, КІНДРАЧУК МИРОСЛАВ ВАСИЛЬОВИЧ, UA, МАНСУР ДЖАМАЛЬ ІБРАГІМ, UA, ФЕДОРЧУК СВІТЛАНА ВОЛОДИМИРІВНА, UA, ПОГОРЕЛАЯ ВАЛЕНТИНА ВІКТОРІВНА, UA (73) НАЦІОНАЛЬНИЙ АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ, UA, ІНСТИТУТ МЕТАЛОФІЗИКИ ІМ. Г.В. КУРДЮМОВА НАН УКРАЇНИ, UA 3 27849 4 дисперсною структурою. Завдяки утворенню такої залізної матриці. Збільшення в ній вмісту нікелю евтектики у патентованому складі сплаву, він призводить до стабілізації g-Fe, яке, як відомо, має набуває одночасно високої зносостійкості при більш високу жаростійкість, ніж a-Fe, що складає підвищених температурах на повітрі та основу залізної матриці прототипу (сплав №1, жаростійкості. таблиці 1, 2). Як наслідок в патентованих сплавах Для одержання сплаву було виготовлено сім зменшується швидкість окислювання у порівнянні сумішей компонентів, склади яких наведено у з прототипом та утворюються оптимальні окисні таблицях 1 і 2. З цих сумішей було виготовлено плівки. сплави методом дугової плавки в лабораторній З даних таблиці 1 видно, що максимальну електродуговій печі, на мідному водожаростійкість мають сплави, в яких охолоджуваному поді в атмосфері захисного газу співвідношення компонентів таке як у патентованій (Аr) вольфрамовим невитрачальним електродом. області. Зменшення вмісту компонентів Наприклад, сплав №4 виготовлявся введенням призводить до зниження жаростійкості сплавів за бору у вигляді лігатури складу FeB, а інші рахунок появи твердого розчину на основі a-Fe з компоненти вводилися в сплав у чистому вигляді, низькою жаростійкістю. Їх перевищення також в кількості, яка вказана в таблицях 1, 2. Так само зменшує жаростійкість, але вже внаслідок виготовлялися і інші сплави, склади яких наведено утворення інтерметалідів. Така поведінка сплавів в таблицях 1, 2. Патентований сплав може бути при високих температурах на повітрі суттєво виготовлений як в лабораторних так і в впливає на їх триботехнічні характеристики, промислових умовах. зокрема зносостійкість. Високотемпературне окислювання сплавів За високої температури (600°С) знос сплавів досліджувалася на термостатичній установці ТМна повітрі відбувається переважно за рахунок 50 у повітряному середовищі при температурі видалення виникаючих окисних плівок. Окисна 600°С з витримкою зразків протягом 6 годин. плівка, що утворюється, повинна бути оптимальної Випробування на тертя та знос за схемою товщини, складу, щільності, адгезії. Склад сплаву, сухого односпрямованого тертя ковзання що патентується, має підвищену жаростійкість у проводилося на установці М-22М в наступних порівнянні із прототипом, і, як наслідок, умовах: температура - 600°С, навантаження утворюються оптимальні оксидні плівки меншої 3МПа, швидкість ковзання - 0,1м/с, контр-тіло товщини, що позитивно впливає на знос. З таблиці загартована сталь 45HRC 43...48. 2 видно, що високотемпературний знос Всі сплави мали наступні характеристики патентованих сплавів на повітрі (сплави 2-6) жаростійкості та високотемпературної суттєво нижче, ніж у прототипу. зносостійкості, які наведено в таблицях 1 і 2. При зменшенні концентрацій компонентів сплаву нижче зазначених в формулі корисної Таблиця 1 моделі та наведених у таблиці 2 (сплав №1) їх високотемпературна зносостійкість зменшується. Окислювання У сплаві №1 (прототипі) утворюються товсті, пухкі сплавів оксидні плівки, які інтенсивно видаляються із Хімічний склад сплаву в масових частках, %: зазору при терті. Dm ; мг/см2 Зміна ваги, № сплаву вмісту компонентів над Fe Ni Ті Сr Перевищення В S патентованою кількістю (сплав №7), як 1 решта 9,4 12,0 19,0 5,8 3,1 вказувалося вище, призводить до зниження 2 решта 10,1 12,7 20,4 6,1 2,0 жаростійкості, що також збільшує кількість окисних 3 решта 14,2 13,1 22,4 6,7 1,2 плівок і призводить до зниження зносостійкості. 4 решта 17,9 15,0 21,5 7,0 0,5 Зменшення кількості компонентів ніж у 5 решта 19,1 16,1 25,4 7,2 0,7 патентованих сплавах зазначених у таблицях 1, 2 6 решта 20,2 16,4 27,1 8,2 1,75 (сплав №1) знижує високотемпературну 7 решта 21,1 17,1 28,1 9,0 зносостійкість, а перевищення 3,3 також знижує її, № п/п сплаву 1 2 3 4 5 6 7 внаслідок, ймовірно, утворення інтерметалідних Таблиця 2 фаз, що характеризуються низькою жаростійкістю й високою крихкістю. В процесі тертя вони Знос сплавів викришуються і покидають зазор між зразком та контр-тілом. Хімічний склад сплаву в масових частках, %: Висока зносостійкістьзнос, I, мг/см за 1000м при підвищених Приведений Fe Ni Ті Сrтемпературах на повітрі патентованого сплаву, В решта 9,4 12,1 19,8 5,8 дозволяє подовжити термін29,1 служби деталей решта 10,1 12,7 20,4 6,1 виготовлених з нього, які 24,7 в процесі роботи решта 14,2 13,1 22,4 6,7 одночасно піддаються зносу 18,5 і впливу високих решта 17,9 15,0 21,5 7,0 10,1 температур на повітрі. решта 19,1 16,1 25,4 7,2 10,5 решта 20,2 16,4 27,1 8,2 13,0 решта 21,1 17,1 28,1 9,0 20,6 Високотемпературне окислювання на повітрі патентованого квазіпотрійного евтектичного сплаву, в основному, визначається жаростійкістю