справочник (550668), страница 33
Текст из файла (страница 33)
ЗО. Отвеснтельнав абразнвная нзцесестейкесть отдельных фаз днффузиенных слева, нелученвыз нри различных андах зимние-термвчсскей ебрабеткв (р 1 МПа, г 30 и/с) Фазоаыа аостав слоя Вцл обработан Борнрованне двухфазное (в расплаве ВС+)Ч ВО) Борвроваянс олвсфвзное (в расцлаве НС + !ЧазВ~Ог) Хромврованне Снлццнровацце Хромосмлнцнровзнне Алюмосвлнццрован не Тнпцгоалцтцрозамяе Ваналнйалцтяроаанне П р н и е ч а н н е. Износостойкость закаленной сталя 45 прнвпц рваной 1. 3.4. Материалы, устойчивые к изнашиванию в условннх больших давлений и ударных нагрузок При повышенных ншрузквх, особенно при ударном ее прмложенин, износ н повреждения поверхностей трения будут определяться не только видом материала н его свойствами, но и специфическими условиями работы: теплонапрлженностью, уровнем динамических воздействий, шрсссивиостью среды, маличием абразива и др.
При ударном конзцктнроаании поверхностей различают 19! следующие виды изнашивания: ударно- абразивное, ударно-гндроабразивное, ударно-усталостное и ударно-тепловое. Разрушение металла при ударно-абразивном изнашивании осуществляется в результате малоцикловой усталости микрообьемов металла вследствие циклического прнложеннв нагрузки при упругопластнческом контакте. Ударно-абразивное изнашивание связано с внедренмем в металл твердых частиц. Критерием язносостойкости, как правило, являклся значения твердости. Чем выше твердость, тем выше сопротивляемость изнашиванию.
При ударно-гидроабразивном нзнашмвании соударение металлических поверхностей происходит при наличии жидкости и твердых частиц. При зтом изнашивание есть результат связанного с ударом внедрения частиц н относительного нх перемещения (последнее приводят к мнкрорезанню). 173 45 45 1О !О У8 Уб 20 Уб 20 У8 1О 1О 45 Уб У8 Уб Уб РеВ РсзВ РеВ РезВ РеВ Р В Р В РсзВ СгпС~~ + СгрСз СгзгСе + СггСз а'.фаза а-фаза СгпСг+ СггСг СгпСь + СггСг Рез(А! 8!) (Ре, Т!) А! + (Ре, Т!)з А! (Рс, У)з А! 6,75 2,24 5,00 2,07 6,10 1,76 2,65 2,49 4,48 1,56 0,98 5,17 6,75 1,56 2,17 1,68 Ударно-усталостное изнашивание осуществляется при многократном соударении поверхностей в отсутствии абразивных частиц.
В основе этого механизма изнашивания лежит многократная деформациа поверхностного слоя, приводацш к наклепу, охрупчиванию и последующему отделению часпщ. Износостойкость существенно снижастса с увеличением энергии удара. Дзя ударно-теплового изнашивания характерно соударенне поверхностей, которые по условиям работы нспьпывают значнгельный объемный нагрев.
При таком виде износа отделение часпщ происходит в результате многократного пластического деформирования нли среза объемов металла при внедрении твердых частиц. К материалам, устойчивым при работе в условиях больших давлений н ударных нагрузок, предьзвлюотся следующие требования: повышенная твердость и одновременно определенный запас по пластичности; повышенная теплостойкость и высокая коррозиоинал стойкосп . В России и за рубежом основными материалами для эксплуатации в условиях высоких давлений н ударных нагрузок являются инструментальные стали [24].
В результате термической обработки они приобретает высокую твердость, прочность и износостойкость. Многие инструментаяьные стали обладают также теплостойкостью. Износостойкость материалов, работающих в условиях больших ншрузок, при ударном их приложении зависит от многих факторов [9, 24, 25, 36, 63, 64, 70]. При ударно-абразивном и ударно-гидроабразивном изнашивании основным крите'рием интенсивности изнашивания является твердость [63]. М.М. Тененбаум [64] оценивает способность абразивных частиц внедряться в поверхностный слой н разрушать его при перемещении по отношению значений мнкротвердости испытуемого материала Н и абразива Н,: К,=Н/Н,.
При критическом значении коэффициента К, 0,5...0,7 возможно разрушение металла при однократном воздействии абразивной частицы (мнкрорезание); при К, > 0,7 процесс изнашивания переходит в многоцикловой (частицы износа отделаютса в результате многократного деформированил металла) с резко снижающейся интенсивностью изнашивания по мере увеличения значения К,. При микрорезании интенсивность изнашивания обратно пропорциональна твердости, а при многоцнкловом разрушении зта зависимость не является линейной.
При одинаковой твердости стали интенсивность изнашивания уменьшаетсз по мере увеличения содержания остаточного аустенита [64]. По существу, это стали с мстастабильным аусгенитом. В процессе разрушения мнкрообъемов металла происходит превращение аустеинта в мартенсит; при этом достигается определенное упрочнение поверхностного слоя, создаются сжимающие внутренние напряжения, выдеапотся мелкоднсперсные карбиды по плоскостям скольжения. При ударно-абразивном изнашивании линейная связь между износостойкостью и твердостью сохраняется до определенного значения энергии удара [64], прн превышении которого наблюдается либо увеличение темпа интенсивности изнашивания при возрастании твердости, либо твердость в определенном интервале вообще не влияет на износостойкость.
При ударио-гилроабразнвном изнашивании повышение содержания углерода а соответственно твердости в зависимости от энерпги удара неоднозначно влияет на интенсивность изнашивания. 174 При ударно-усталостном изнашивании из- ом Ь1Па носостойкие материалы выбирают не только по критерию твердости. Динамический характер 1 приложения нагрузок не позволяет использовать инструментальные стали, обладающие высокой твердостью (60 — 63 НКС,).
У этих сталей 2100 7'! 1.2 низкая пластичность, не способствует перераспределению напряжений на участках их кон- 1400 ! центрацнй. Позтому сопротивляемость изнашиванию, связаннвл с накоплением повреждений 700 при цикл!!ческом на!Ружеини будет сннжвзьсл 25 35 45 55 65 НКС~ у сталей, ие обладающих определенным запа- Рне. З.З.
Изменение временного сосом пластичности. В связи с зтим работа на зарождение трепцшы а "лавиос Работа' зазря" лей в зависимости от твердости лрн чнваемая на ее развитие, у сталей, имеющих Растяжении лля НКС, до 52-53 н лрн высокую твердость, но малый запас пластич- изгибе лля НКС, > 54-55. Штриховые ности, невелика. линни указывают зависимости, полу- Для сталей с мартенснтной структурой и чеииые в Результате перегрева лрн твердостью более 52-54 НКС не наблюдается закалке: прямой зависимости между твердостью и проч- 2- силь е 1,2 $~» С; 1,7 ЗЬ %; 0,7 ЗЬ Сг н 1 ЗЬ З1; носгью.
При перегреве в процессе закалки, несмотря на высокую твердость, прочность резко падает (рис. 3.3) 124]. При термической обработке необходимо достичь благоприатного сочетания высоких твердости и прочности с удовлетворительной пластичностью. Снижение твердости с 68 до 55 НКС, мало изменяет показатели пластичности. Существенное возрастание зтих покшателей происходит при снижении твердости до 45-4$ НКС, благодаря коагуащии карбидов.
Пластичность возрастает в большей степени у сталей, содержащих меньшее количество карбидов с болыпей способностью к ковгуляции (карбиды МезС, МеззСь), н в меньшей степени дяа более ле!ированных сталей с карбидами типа МееС. 6 рекомендуются следующие интервалы значений твердости для сталей различного назначения: более 59-66 НКС, (высокий) — для мешллорежуших инструментов и штампов холодного деформирования (твердость, близкую к верхнему значению, устанав- г пинают для инструментов чнстового резание, а также для штампов для прессованна и вытяжки); 42-50 НКС, (умеренный) — дла штампов горячего 7 деформирования, в первую очередь для созданиа высокой сопротивляемости термической усталости; штампов 200 300 400 0 С холодного дсформировання (например, высвдочных), работающих вусловияхударных шцрузок;некоторыхдере- Рнг.
3.4. Влияние температуры аообрабатывающих и слесарно-монтажных инструментов. отпуса на опюсвтельную изно. Износостойкость сталей по мере увеличения темпе- сссюшк!сть Углероллсгнх сшлей: рвтуры отпуска (рис. 34) снижается (9). Темп снюкения 1-емаьезг-спи щгз-емпь уз 175 износостойкости у сталей одинаков, хотя общий уровень износа существенно ниже у стали У8. Разрушение в условиях ударно-усталостного изнашивания проявляется наиболее полно при работе штампового инструмента при холодной деформации металла. Износ легированных н углеродистых сталей при одинаковой твердости различен [9!. Легированные стали оказываются более износостойкимн, чем углеродистые.
Так, сталь У12 имеет в 2-3,2 раза меньшую износостойкость, чем Х! 2М [91. Сложные карбиды в легмг рованной стали положительно влияют на износостойкость при малой (5Дж/см ) энергии г удара. С увеличением энергии удара до !4 Дж/см карбидная фаза способствует ускорению изнашивания. Она является своеобразным концентратором напряжений и способствует выкрашнванню отдельных микрообъемов.
Для ппамповых сталей содержание углерода ограничивается 0,3-0,5 4А. Чем меньше углерода, тем большее содержание легируюших элементов в стали допускается. Прн ударно-тепловом изнашивании надежность инструментов определяется прежде всего сопротивляемостью термической усталости. Эта характериспша определяется теплостойкостью — способностью сплавов при ншреве рабочей части, возникающем в процессе эксплуатации, сохранять структуру и свойства, необходимые для прохождения рабочего процесса (резание, деформирование н др.). Теплостойкость сталей с карбидным упрочнением связана больше всего со свойствами твердого раствора; чем выше температура фазового превращения, тем теплостойкость больше. У сталей с иитермегаллидным упрочнением теплостойкость определяется выделяющимися часпщами фаз-упрочнителей, которые могут эффективно задерживать общее разупрочнение вследствие большей дисперсности, отличного типа кристаллической решетки н большей сопротивляемости к коагуляцни при нагреве, чем твердого раствора.
Сопротивление термической усталости характеризуется также разгаростойкостью— сопротивлаемостью стали образованию поверхностных трещин при многократном на~реве — охлаждении. Особенно зто существенно для ппамповых теплостойких и полугеплостойких сталей. На разгаростойкость влияют структурное состояние, запас пласгичности, чувствительносп к окислению и другие факторы. При твердости стали в готовом нпампе 45-50 НйС, структура трооститная, Слабыми участками в таких сталях являются отдельные включения феррита н карбиды.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
