Композиційний сплав на основі заліза

Композиційний сплав на основі заліза, що вміщує вуглець, хром, залізо, який відрізняється 40146 призводить до погіршення фізико-механічних властивостей сплаву. Введення свинцю в межах 0,5-4,0% за масою призводить до додаткового легування як матриці сплаву, так і високомідистих виділень (e-фази). У матриці сплаву свинець розподіляється рівномірно. У високомідистій (e-фазі) свинець розташовується по межах зерен міді у вигляді евтектики і частина свинцю відтісняється зростаючими кристаликами міді і концентрується відокремленими ділянками. Концентрація свинцю у матриці сплаву досягає 2,5% за масою, а концентрація свинцю в e-фазі досягає 3,8% за масою в межах зерен міді і 78% за масою в вигляді відокремлених ділянок в e-фазі. Наявність свинцю різко знижує твердість e-фази, тим самим підвищує її пластичні якості. Так, якщо мікротвердість мідного включення без свинцю складає 164 кг/мм 2, то свинець знижує мікротвердість e-фази в 2 рази. Враховуючи низьку температуру плавлення евтектики, яка містить мідь і свинець (3270С), на створення захисного шару в зоні контакту затрачується меньше часу, а диссипація енергії тертя проходить більш інтенсивно внаслідок більш високої теплопровідності пластифікованого шару в зоні контакту, тим самим не створюються великі градієнти температур між температурами (спалаху, поверхневої та об'ємної) в зоні контакту, що сприяє зменшенню зносу контактуючи х деталей. Введення свинцю менше 0,5% за масою в сталь не забезпечує необхідної пластифікуючої дії на e-фаз у, а легування сплаву свинцем більше 4% за масою, призводить до ліквації свинцю і переважному розташуванню в верхній частині відливки, що не дозволяє отримати стабільні результати при випробуванні на тертя та знос.Легування титаном в кількості 0,2-1,0% є необхідна технологіч добавка, яка сприяє рівномірному розподілу по розрізу відливки e-фази. Легування титаном менше 0,2% не призводить до ефекту рівномірного розподілу e-фази, а введення титану більше 1,0% призводить до коагуляції карбідів та карбонітридів і, як наслідок, до нерівномірного розподілу частинок міді, що негативно відбивається на зносостійкості сплаву. Сплав виплавляли в індукційній печі типу ІСТ-0,06. Як шихтові матеріали використовували однорідний стальний лом з відомим хімічним складом і ГОСТівські феросплави. Заливку розплаву проводили в сухі піщані форми. Дослідні сплави і прототип досліджували на зносостійкість в умовах сухого тертя. Швидкість ковзання складала 1 м/с, питоме навантаження 5 МПа. Хімічний склад сплавів і результати досліджень наведені в таблиці 1. Таким чином, отримані результати показують, що, в порівнянні з прототипом, запропонований сплав має в 6-7 разів більшу зносостійкість в умовах сухого тертя ковзання. Таблиця Хімічний склад і фізико-механічні характеристики сплавів № пп С Cr 1 1,1 16,0 2 3 4 5 6 0,6 1,3 0,95 0,5 1,4 13,0 19,0 16,0 12,0 20,0 Інтенсівність зношування г/км Прототип за патентом Японії 54-35168 С22С38/18 решта 1,3 Сплав, що пропонується 8,0 0,5 0,2 решта 0,21 20,0 4,0 1,0 решта 0,18 14,0 2,25 0,6 решта 0,20 7,0 0,4 0,1 решта 0,35 21,0 5,0 1,1 решта 0,32 Cu Pb Ti Fe __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 2 HRCэ, литий стан 32-34 39 45 43 41 46