Наименование характеристики	Х28Л	Х34Л
Температура плавления, °С	1450	1350
Плотность, кг/м3	7400-7700	7300-7600
Коэффициент линейного расширения, мм/мм °С 10/в степени -6/	9-10	9-10
Предел прочности при изгибе, Па	540-685	690-540
Стрела прогиба (мм) при длине 600 мм	6-8	5-6
Твердость, НВ	220-300	250-400
Ударная вязкость, Дж/м2 (без надреза)	0,039-0,069	0,029-0,049

Теплопроводность, Вт/Мк	16,7-17,6	16,7-17,6
Удельное электрическое сопротив­ ление, см • м 10 /в степ. -4/	14-22	14-22
Магнитная проницаемость, Гн/м • 10~6	1-250	1-250
Жидкотекучесть	Низкая	Хорошая
Линейная усадка, %	1,5-1,8	1,5-1,8
Обрабатываемость	Удозлет.	Плохая
Склонность к образованию: трещин горячих	Большая	Большая
трещин холодных усадочных раковин	Небольшая Большая	Большая Большая

 

       Характеристики высокохромоуглеродистых сплавов определяются в основном типом и свойствами карбидной фазы. Легирование интен­сивными карбидообразующими, может сопровождаться растворением их в кубическом и тригональном карбидах (4), что повышает их термо­стойкость, а следовательно и жароизносостойкость сплавов.

        Интенсивность карбидообразующих тем сильнее и устойчивость карбидных фаз тем больше, чем менее достроена с/-полоса у металли­ческого атома [5]. Следовательно при наличии в сплаве одновременно хрома и молибдена в первую очередь образуются карбиды молибдена, а при наличии одновременно ванадия и молибдена в первую очередь образуются карбиды ванадия (в равновесных условиях).

       С целью изучения влияния хрома и углерода, а также дополнительно легирующих молибдена и ванадия на физико-механические характерис­тики высокохромоуглеродистых сплавов были проведены серии опыт­ных и опытно-промышленных плавок (36 плавок).

       Результаты стандартных и специальных методов исследования подвергли статистической обработке с применением ЭВМ. Парные зависимости между исследуемыми характеристиками и содержанием того или иного химического элемента искали в виде наиболее типичных уравнений (12 видов) для исследуемой области, а выбиралась зависи­мость с максимальным корреляционным отношением (табл. 2), по которой и строился график влияния содержания элемента на опреде­ленную характеристику (см. рис. 1).

       По общепринятым методикам проводили исследования предела прочности на сжатие при 20 °С и 800 °С, окалиностойкости. С целью более точной оценки эксплуатационных характеристик материалов усовершенствовали методику затухающего износа, разработанную М.Г.Морозовым. По мнению ряда исследователей, подобного типа испытания характеризуют не только жароизносостойкость, но и жаро­прочность материалов.

       Затухающий термоциклический износ отличается периодичностью контакта образцов с истирающим контртелом. Контртело нагрето до 600 °С, а образцы при разрыве контакта с истирающим контртелом охлаждаются водой со скоростью 300 - 400 °С/мин, или воздухом соскоростью 100 - 150 °С/мин. Этот метод позволяет производить срав­нительную оценку термоизносостойкости исследуемых сплавов. Оценка степени интенсивности затухающего износа проводилась не по диаметру, как предлагает А.М.Баранников, а по площади пятна износа. Это позволяет полнее отразить физическую сущность процесса из­нашивания. Испытания проводили при постоянной нагрузке (672Н w = = 343 Н), поэтому при увеличении пятна износа S удельное давление уменьшается и темп износа п снижается. Аналитическая зависимость имеет вид:

        где п - угловой коэффициент, интенсивность износа, S0 - начальная площадь пятна, постоянная для данного материала, мм2.

         Анализируя влияние содержания элементов в сплавах на предел прочности на сжатие установили, что молибден и ванадий при содержа­нии до 0,4 % способствуют повышению предела прочности на сжатие при 800 С (см. рис. 1). С повышением температуры испытаний интен­сивность отрицательного воздействия молибдена и ванадия снижается, также как хрома и углерода, что связано с образованием более тепло­стойких карбидов (Ме7С3 - Ме23С6) и их легированием.

       На окалиностойкость существенное влияние оказывает в основном хром. Молибден только свыше 0,5 % незначительно повышает окали­ностойкость, а ванадий, имеющий большое сродство к кислороду, незначительно снижает окалиностойкость (рис. 2). Это и понятно, т.к. хром способствует образованию самой жароупорной окисной пленки (Тпл = 22 75 °С) высокой плотности (2200 - 2600 кг/м3).

      Наибольший интерес представляют данные о влиянии содержания легирующих элементов на термоизносостойкость, определяемую по

     методике затухающего термоциклического износа (рис. 3). При повьи шении содержания углерода термоизносостойкость падает, а с повы­шением содержания хрома - увеличивается. Это, по-видимому, объяс­няется тем, что хром способствует образованию более теплостойких карбидов Ме23С6, а углерод - Ме7С3. Влияние ванадия и молибдена более сложно, введение их до 0,4 % увеличивает термоизносостой­кость, которая при больших содержаниях ванадия и молибдена сни­жается. Положительное влияние молибдена и ванадия на физико-ме- ханические характеристики, объясняется легированием ими сложных карбидов [ Ре21(Мо, \02С6; (Сг, Те, Мо, \023 С6 ] согласно данным рентгеноструктурного и карбидного химического анализов (табл. 3), а также образованием самостоятельных карбидов (Мо2С и УС), обна­руженных электронномикроскопическим анализом. Отрицательное влияние повышенного содержания молибдена и ванадия на термоиз­носостойкость связано как со стабилизацией хромом остаточного аустенита, так и с образованием хрупких, твердых, выкрашивающихся соединений. Так в сплавах с пониженной термоизносостойкостью, содержащих молибден больше оптимального количества, найден нитрид Мо2,1Ч, кроме этого обнаружен в сплавах и остаточный аустенит.

Зависимости влияния молибдена и ванадия на термоизносостой­кость носят экстремальный характер, как и их влияние на износостой­кость в высокохромоуглеродистых чугунах (200 х 20) при увеличении содержания молибденом более 2,0 %, а ванадия - более 1,0 %. Отме­тим, что именно со стабилизацией остаточного аустенита связывают авторы [6] экстремальный характер влияния молибдена и ванадия, в то время как В.И.Тихонович считает, что снижение износостойкости при легировании молибденом более 2,0 % связано с образованием значи­тельного количества выкрашивающейся интерметаллидной Х-фазы [7]. Это согласуется со сделанным нами заключением о причинах отрицательного влияния значи ильных содержаний молибдена и вана­дия на термоизносостойкость в высокохромоуглеродистых сплавах. Образованием хрупких, твердых, выкрашивающихся соединений объясняется, по-видимому, и отрицательное влияние молибдена и ванадия при содержании более 0,4 и 0,65 % соответственно на предел прочности при сжатии - при 20 и 800 °С.

Выведенные зависимости позволяют глубже понять механизм влияния ряда легирующих элементов и выбрать их оптимальное содер­жание для износожаростойких высокохромоуглеродистых сплавов.

 

 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

 

             1. Горшков A.A. Отливки металлургического оборудования. - М.: Машгиз, 1947. - 284 с.

             2. Машиностроительные материалы: Краткий справочник./Под редакцией В.М.Рас- катова. - М.: Машиностроение, 1980. - 511 с.

           3. Maratray F. Contribution о letude de Billages Fe-Cr-Mo-C. "Bult Corele etuemetal". 1973, [12], p. 11 - 54.

            4. Гуляев Б.Б. Литейные процессы. - Москва - Ленинград: Машгиз, 1966. - 416 с.

            5. Химушин Ф.Ф. Нержавеющие стали. - М.: Металлургия, 1967. - 798 с.

           6.Кириевский Б.А., Смолякова Л.Г., Костинская Н.Я. Влияние лигирующих элемен­тов на структуру и стойкость высокохромистого чугуна при абразивном изнаши- вании.//Литые износостойкие материалы: Темат. сб. научн. тр./ИПЛ АН УССР. Киев: 1978, с. 53-57.

           7. Тихонович В.И., Горский В.В., Коваленко О.И., Иванова Е.К. Карбидные фазы и распределение хрома в сплаве 130 х 15, дополнительно легированном ванадием, ниобием, молибденом и вольфрамом://Литые износостойкие материалы: Темат. сб. научн. тр. Киев:/ИПЛ АН УССР, 1978, с. 25 - 31.