износостойкий спеченный материал
Классы МПК: | C22C33/02 порошковой металлургией |
Автор(ы): | Куимов С.Д., Перельман О.М., Деркач Н.Д., Рабинович А.И., Мельников М.Ю., Куприн П.Б., Трясцын И.П., Дорогокупец Г.Л. |
Патентообладатель(и): | Рабинович Александр Исаакович |
Приоритеты: |
подача заявки:
1997-11-24 публикация патента:
10.10.1998 |
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к материалам высокой стойкости к абразивному износу и коррозии в условиях агрессивных сред. Технический результат - повышение коррозионной стойкости при одновременно повышенной износостойкости в условиях абразивных и агрессивных сред. Для этого в износостойкий спеченный материал, содержащий железо, хром, молибден, углерод и карбид хрома, введена дополнительно медь при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,6-0,2; хром 12-14; молибден 1,5-2,5; карбид хрома 10-20; медь 5-15; железо остальное. 1 табл.
Рисунок 1
Формула изобретения
Износостойкий спеченный материал, содержащий железо, хром, молибден, углерод и карбид хрома, отличающийся тем, что он дополнительно содержит медь при следующем соотношении компонентов, мас.%:Углерод - 0,6-0,2
Хром - 12-14
Молибден - 1,5-2,5
Карбид хрома - 10-20
Медь - 5-15
Железо - Остальноее
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности, к материалам высокой стойкости к абразивному износу и коррозии в условиях агрессивных сред, и может быть использовано, например, при изготовлении рабочих органов погружных центробежных насосов. Известен износостойкий материал (авт. св. N 305201, кл. С 22 С 33/02, 29.10.71 г.), содержащий железо, хром, молибден, углерод, карбид титана, никель при следующем соотношении компонентов, мас.%:Карбид титана - 30 - 35
Молибден - 5,2 - 5,6
Хром - 2,6 - 2,8
Никель - 1,3 - 1,6
Углерод - 0,52 - 0,56
Железо - Остальное
Недостатком известного материала является плохая механическая обрабатываемость, недостаточная пластичность и нестабильная коррозионная стойкость в условиях агрессивных серосодержащих сред. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому материалу является износостойкий спеченный материал (патент N 2044099, кл. C 22 C 33/02, 1992 г.), содержащий железо, хром, молибден углерод и карбид хрома при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Карбид хрома - 10 - 20
Молибден - 1,5 - 2,5
Хром - 12 - 14
Углерод - 0,6 - 2,0
Железо - Остальное
Недостатком известного материала также является плохая механическая обрабатываемость, недостаточная пластичность и нестабильная коррозионная стойкость в условиях агрессивных серосодержащих сред. Изобретение решает задачу создания материала, обладающего повышенной коррозионной стойкостью при одновременно повышенной износостойкости в условиях абразивных и агрессивных сред, удовлетворительной пластичностью и механической обрабатываемостью. Для получения указанного технического результата в износостойкий спеченный материал, содержащий железо, хром, молибден, углерод и карбид хрома, введена дополнительно мель при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углерод - 0,6 - 0,2
Хром - 12 - 14
Молибден - 1,5 - 2,5
Карбид хрома - 10 - 20
Медь - 5 - 15
Железо - Остальное
Предлагаемое техническое решение характеризуется следующими примерами конкретного выполнения. Пример. Шихту получали механическим смешением компонентов в смесителе двухконусного типа. Прессование образцов в форме цилиндров размером d = 15 - 20 мм проводили при давлении 0,7 - 0,8 (7 - 8 т/см2) МПа. Полученные образцы спекали в электропечи в защитно-восстановительной среде при ступенчатом режиме. При получении беспористого материала образцы d = 15 - 20 мм подвергали горячей деформации при температуре 900 - 1000oC и последующей термической обработке (нагрев до температуры 1100oC с охлаждением в масле) с твердостью до HRCэ = 40 - 65. Для экспериментальной проверки заявляемого материала были изготовлены 27 составов образцов d = 15 - 20 мм с различным соотношением углерода, карбида хрома и меди. Составы материала и результаты их испытаний по определению их физико-механических свойств представлены в таблице. Ударные образцы изготовлялись размером 10х10х55 мм и испытывались по ГОСТ 9454-78. Для проведения испытаний образцов на износостойкость и коррозионную стойкость выбрали материал с оптимальным содержанием мас.% (по твердости и технологичности) углерода 1,5 карбида хрома от 5 до 20 и меди от 5 до 15. Износостойкость (абразивный износ) определяли на установке по методике фирмы "Синдс Дефибратор". Испытание проводили при следующих условиях:
Частота вращения диска - 250 об/мин
Частота вращения державки с закреплением образов - 52 об/мин
причем направление вращения противоположно направлению вращения диска. Испытание осуществлялось методом торцевого истирания образцов d = 15 - 20 мм по водостойкой шлифовальной шкуре зернистостью 150 - 200 мм при давлении на образец 9,110-2 (9,1 г/см2). Подача воды на шлифовальной диск составляла 100 мл/мин. Испытания на коррозионный износ осуществляли также методом торцевого испытания образца по резиновому диску с подачей в зону трения рабочей жидкости (0,5 мас.% раствор H2SO4 = 1,4 с добавлением мелкодисперсной окиси алюминия в пропорции 12,5 г/л жидкости). Удельное давление на образец составляло 2,510-2 МПа (2,5 г/мм2). Анализ результатов экспериментов (см. табл.) показали, что предлагаемое техническое решение - предложенный износостойкий материал превосходит по коррозионной стойкости, более технологичен по механической обработке, чем известный (2). Примечание:
1. Содержание (мас.%) углерода менее 0,6 и более 2,0 нецелесообразно: в первом случае - низкая твердость, во втором - низкая ударная вязкость и плохая обрабатываемость. 2. Содержание (мас.%) карбида хрома более 20 нецелеообразно из-за плохой обрабатываемости и нетехнологичности (при прессовании появляются трещины). Карбид хрома влияет на износостойкость в зависимости от требований условий изделий. Содержание его может колебаться от 0 до 20%. 3. Содержание (мас.%) меди менее 5 и более 15 нецелесообразно: в первом случае - не позволяет повысить и стабилизировать коррозионную стойкость и пластичность, во втором - неэкономичность и не дает повышения коррозионной стойкости и пластичности.
Класс C22C33/02 порошковой металлургией