Износостойкость и микроструктура

Цементацией повышают твердость и износостойкость поверхности стальных деталей. Для. цементации применяют низкоуглеродистые или легированные стали с малым содержанием углерода (0,15—0,25% С). После цементации концентрация углерода на поверхности повышается до 0,8—1% она плавно снижается по мере приближения к сердцевине до значений, соответствующих исходным. В соответствии с концентрацией изменяется и микроструктура цементационного слоя. Перлитно-цементитная структура на поверхности постепенно переходит в сердцевинных зонах в перлитно-ферритную с уменьшением перлитной составляющей. [c.127]

Исследования в области механики контактных взаимодействий, химических и диссипативных процессов в поверхностных и приповерхностных слоях трущихся материалов показывают, что материал в указанных зонах в процессе трения резко изменяет свое физическое состояние, меняя механизм контактного взаимодействия. Происходят существенные изменения в суб- и микроструктуре приповерхностных микрообъемов. Изучение кинетики структурных, фазовых и диффузионных превращений, прочностных и деформационных свойств активных микрообъемов поверхности, элементарных актов деформации и разрушения, поиск численных критериев оптимального структурного состояния, оценок качества поверхности должны быть фундаментальной основой в поисках материалов и сред износостойких сопряжений. В настоящее время исследованы закономерности распределения пластической деформации по глубине поверхностных слоев металлических материалов, кинетика формирования вторичной структуры, процессы упрочнения, разупрочнения, рекристаллизации, фазовые переходы, которые, в свою очередь, зависят от внешних механических воздействий, состава, свойств трущихся материалов и окружающей среды. Важное значение в физике поверхностной прочности имеет определение связи интенсивности поверхностного разрушения при трении и величины развивающейся пластической деформации. Сложность указанной проблемы заключается в двойственности природы носителей пластической деформации. Дислокации, дисклинации и другие дефекты структуры являются концентраторами напряжений, очагами микроразрушения. В то же время движение дефектов (релаксационная микропластичность) приводит к снижению уровня напряжений концентратора, следовательно, замедляет процесс разрушения. Условия деформации при трении поверхностных слоев будут определять преобладание одного из указанных механизмов, от которого будет зависеть интенсивность поверхностного разрушения. Межатомный масштаб связан с характерным сдвигом, производимым элементарными носителями пластической деформации (дислокациями). В легированных металлических системах величина межатомного расстоя- [c.195]

Шарикоподшипниковые стали (ГОСТ 80—78) по химическому составу должны быть высокоуглеродистыми (0,95...1,05% С), низколегированными (Сг, Si, Мп и др.). Жесткие требования (ГОСТ 801—78 и ГОСТ 21022—75) предъявляются к чистоте по неметаллическим включениям, карбидной сетке, карбидной ликвации, рыхлости и пористости металла. Микроструктура стали в рабочем состоянии — мелкоигольчатый (скрытокристаллический) мартенсит с равномерно распределенными округлыми включениями карбидов. Основные потребительские свойства этих сталей — повышенные твердость (61...65 HR ), износостойкость и сопротивление контактной усталости. [c.177]

Физико-механические свойства обработанных поверхностей определяются в основном химическим составом данного, металла, микроструктурой, прочностью, твердостью, остаточными напряжениями, износостойкостью и коррозионной устойчивостью. [c.65]

Типичные структуры серых чугунов с различной металлической основой приведены на рис. 179. В микроструктуре заметны также участки фосфидной эвтектики, влияющей не только на механические, но и на литейные свойства чугуна. Они немного повышают износостойкость и улучшают жидкотекучесть. [c.261]

Стали Х17 и Х28 не претерпевают превращений при нагреве и охлаждении, и так как хром замыкает у-область, то эти стали, содержащие большое количество хрома, относятся к ферритному классу. Микроструктура сталей Х17 и Х28 — феррит с небольшим количеством карбидов хрома. Измельчение микроструктуры в этих сталях возможно только горячей механической обработкой. Стали Х17 и Х28 являются стойкими против коррозии в различных средах, в том числе в азотной и уксусной кислотах, против износа и против окисления при высоких температурах. Поэтому они применяются как кислотоупорные, износостойкие и жаростойкие. В соляной и серной кислотах хромистые нержавеющие стали неустойчивы. [c.312]

Что такое микроструктура металла Если вырезать образец рельсовой стали, отшлифовать его, протравить раствором азотной кислоты в спирте, а затем рассмотреть этот шлиф через микроскоп, то будет видна его микроструктура. Она может быть различной то равномерное или неравномерное распределение черных и белых пятнышек, то какое-то игольчатое строение и т, д. При этом различают структуры аустенит, мартенсит, сорбит и т, д. Оказывается, что качество рельсов значительно возрастает после их закалки. Лучшими свойствами (износостойкостью и вязкостью) обладают структуры сорбит закалки и троостит закалки. [c.37]

Основные требования, предъявляемые к станинам, аналогичны требованиям к корпусным деталям. В отличие от них к станинам предъявляются более высокие требования к допустимым отклонениям размерных параметров, точности изготовления комплекта основных баз. К материалу станин предъявляются требования по химическому составу, физико-механическим свойствам, однородности и плотности материала, особенно в наиболее ответственных местах. С целью обеспечения высокой износостойкости повышенные требования предъявляются к микроструктуре и твердости поверхностного слоя направляющих. [c.230]

Неметаллические включения (сульфиды, оксиды, силикаты и др.) являются главным пороком микроструктуры стали. В конструкционной стали они вызывают значительное понижение пластичности, главным образом относительного сужения, ударной вязкости, усталостной прочности. Наличие в стали неметаллических фаз понижает ее коррозионную стойкость, износостойкость, а главное—они являются причиной концентрации напряжений, особенно опасной для деталей, работающих под действием переменных напряжений и ударной нагрузки. [c.23]

Для обеспечения высокой износостойкости инструментальной легированной стали проверяют глубину обезуглероживания поверхностного слоя, микроструктуру по 10-балльной эталонной шкале (см. приложение I к ГОСТу 5950—63), карбидную неоднородность по 10-балльной шкале (см. приложения 2 и 3 к ГОСТу 5950—63). [c.26]

Микроструктура наплавок № 38, 39, 40 и 41 представлена на микроснимках. Их структура характеризуется наличием избыточных карбидов, боридов и эвтектики. Микротвердость твердой фазы повышенная, от 1450 до 2000 кГ/мм . Ударная вязкость этих наплавок очень низкая. Наплавки № 37 и 38 имеют высокую износостойкость при испытаниях обоими методами — на машинах Х4-Б и ИК. [c.42]

Гильзы блока цилиндров (табл. 35—37). Износостойкость гильз из серого чугуна и их способность противостоять задирам определяется микроструктурой чугуна, которая зависит от химического состава чугуна, сечения отливки и технологии ее изготовления. [c.98]

Износостойкость чугуна при абразивном воздействии зависит от его микроструктуры (микротвердости, формы, взаимного расположения и количества структурных составляющих). Основные структурные составляющие чугуна располагаются по возрастанию микротвердости в следующем порядке графит, феррит, перлит, аустенит, мартенсит, цементит, легированный цементит, специальные карбиды хрома, вольфрама, ванадия и других элементов, бориды. Износостойкость находится в сложной зависимости от количественного соотношения и распределения твердой. [c.170]

Подвергая поверхность трения исследуемых образцов микрострук-турному анализу, можно проследить за качественным изменением поверхности трения. Рассматривая изменение микроструктуры по глубине и определяя изменение микротвердости, можно установить некоторые зависимости свойств образующих поверхностей с износостойкостью. [c.124]

Такое влияние качества и состояния поверхностного слоя на эксплуатационные свойства деталей объясняется тем, что этот слой в результате концентрации технологических и эксплуатационных напряжений в первую очередь подвержен разрушению. Начало разрушения детали в большинстве своем зарождается в поверхностном слое. Поэтому прочность и износостойкость во многом зависит от состояния микроструктуры этого слоя. Во многих случаях необязательно изменять микроструктуру на значительную глубину, или по всему сечению, как это делается при термообработке. Достаточно изменить микроструктуру только поверхностного слоя. [c.266]

При контакте легкоплавких жидких металлов с твердыми материалами наблюдаются также явления коррозии материалов и диффузии атомов жидкого металла в твердый, что может привести к снижению прочности и увеличению износа. В микроструктуре испытанных образцов не наблюдалось признаков коррозии, однако она могла иметь место в тончайших поверхностных слоях трущихся образцов. Вероятность развития этих процессов в среде аргона с парами натрия уменьшается, что может быть причиной меньшей износостойкости образцов в среде жидкого натрия. [c.76]

Многослойные электролитические покрытия получают, последовательно наращивая на детали разные металлические покрытия в различном сочетании. Многослойные покрытия имеют положительные свойства различных электролитических осадков. Такие покрытия применяют для увеличения прочности связи между поверхностью детали и слоем покрытия, более равномерного отложения покрытия на деталях сложной формы, защиты от воздействия химически активной среды, получения благоприятной микроструктуры и повышения износостойкости. Обычно применяют многослойные покрытия из меди, никеля и хрома. [c.188]

ЧУГУН ИЗНОСОСТОЙКИЙ - чугун, микроструктура и хим. сост. к-рого обусловливают высокую сопротивляемость изнашиванию, т. е. разрушению, возникающему при контакте трущихся поверхностей. Характер разрушения при изнашивании определяется видом трения, зависящим от условий сопряжения деталей в эксплуатации трение скольжения или качения металла по металлу со смазкой или без нее, а также сочетание обоих видов трения влажное или сухое трение скольжения металла по неметаллу или по абразиву, те же условия при трении качения и при сочетании его с трением скольжения трение металла о жидкости, пары или газы, вызывающее эрозионное воздействие их на поверхность металла, и др. Нередко изнашивание чугуна происходит в условиях воздействия агрессивной среды, в этих случаях Ч, и, должен быть одновременно и коррозионностойким. [c.439]

Качество обработанной поверхности характеризуется точностью ее изготовления в соответствии с размерами, задагшыми конструктором, ее физико-механическими свойствами и шероховатостью, полученными в результате обработки. Физико-механические свойства обработанных поверхностей определяются в основном химическим составом данного металла, микроструктурой, прочностью, твердостью, остаточными напряжениями, износостойкостью и коррозионной стойкостью. [c.56]

Авторами работ [83, 92] предложена и развивается теория усталостного изнашивания, в рамках которой проводится аналогия между процессами разрушения поверхностей при трении и усталостью материалов. Разрушение при абразивном изна-пшвании может рассматриваться как предельный случай, когда число циклов нагружений до разрушения равно единице. Особенности микроструктуры материалов в условиях абразивного изнашивания менее существенны, что позволило М. М. Хрущову сформулировать известное соотношение о пропорциональности износостойкости и твердости. Однако более поздние исследования [182] показали, что даже в условиях абразивного изнашивания важно, каким образом достигнут заданный уровень твердости материала (рис. 1.3). Лишь в случаях чистых отожженных металлов и хрупких материалов типа керамик реализуется пропорциональность между твердостью и износостойкостью. [c.8]

Одним из эффективных способов повышения эксплуатационной надежности рабочих деталей штампов является комбинированная термическая обработка, заключающаяся в обычной объемной закалке и отпуске с последующей закалкой рабочей поверхности ТВЧ. Так, например, если используемые для инструмента холодной объемной штамповки стали ШХ15 или Х12 закалить до твердости HR 60—65, то они проявляют склонность к хрупкому разрушению. Снижение твердости до HR 58 приводит к уменьшению прочности поверхностного слоя. Если деталь закалить и отпустить до твердости HR 56—58, а затем ее рабочую поверхность дополнительно закалить ТВЧ до твердости HR 60—65, то прочность этой поверхности повышается и в ней создаются внутренние сжимающие напряжения, совпадающие по направлению с напряжениями, возникающими при штамповке. Кроме того, иа границе закалки ТВЧ и объемной закалки возникают растягивающие напряжения, обеспечивающие упругую деформацию инструмента при штамповке. Микроструктура поверхностного слоя — мелкоигольчатый бесструктурный мартенсит. Все это в совокупности обеспечивает значительное повышение прочности, износостойкости и срока службы штампового инструмента. [c.174]

Легирование цементованной стали производится главным образом с целью улучшения ее механических и технологических свойств. Химический состав цементуемой стали мало сказывается на ее износостойкости при условии одинаковой поверхностной твердости и микроструктуры. Наличие в мартенситовой основе цементованного слоя мелких глобулярных карбидов несколько повышает износостойкость стали, а присутствие значительного количества остаточного аустенита понижает износостойкость. [c.247]

Обеспечение износостойкости направляющих в основном осуществляется за счет подбора твердости и микроструктуры чугуна. Повышение твердости в большинстве случаев приводит к повышению износостойкости. Так, для станин токарных станков, работающих при большой степени загрязненности смазки, повышение твердости направляющих от 140 НВ до 180 НВ снижает износ до 1,5 раз. Существенно, хотя и менее интенсивно, сгшжается износ направляющих при дальнейшем увеличении твердости. Аналогичная зависимость имеет место и для деталей, работающих при малой степени загрязненности смазки. [c.31]

Т15К6 — при 250 м/мин. Таким образом, из опытов следует, что максимальная износостойкость и скорость трения, при которой она имеет место, для различных инструментальных материалов различны и определяются их химическим составом и микроструктурой. [c.176]

Микроструктура инфильтрированных сталей, спеченных по режиму 1150°С, 4 ч, представлена на рис.1. В случае использования порошка ПЖР 3,200.28 (ПА-ЖГр1,5ХН) наблюдали больший разброс микротвердости. Микротвердость структурных составляющих материала на основе порошка ПЖР 3.200.28 - 470 (троостит), 680 (мартенсит + остаточный аустенит) на основе ПЖР 2.200.28 - 240 (сорбит, перлит), 430 (мартенсит+аустенит). Основная структурная составляющая стали ПА-ЖГр1,5Х4НЗ -аустенит с микротвердостью 300 HVo.os. встречаются участки с перлитной и мартенситной структурой. Большая доля аустенита в инфильтрированной стали с 20% лигатуры стабильна, и при термообработке количество Аост,.. износостойкость и физикомеханические свойства остаются практически на одном уровне. Сталь с 10% лигатуры имеет промежуточный структурный состав небольшое количество участков с перлитной структурой, аустенито-мартенситная структура с микротвердостью 600 HVo.os- [c.266]

Высокохромистые чугуны марок 4X28, 4X32 обладают высокой химической стойкостью в ряде агрессивных сред азотной, серной, фосфорной кислотах, в растворах щелочей, солей, морской воде и др. Хром при таких концентрациях (28%, 32%) образует защитную шюнку СггОз. Микроструктура этих чугунов соответствует микроструктуре доэвтектических белых чугу-нов Наряду с высокой коррозионной стойкостью, чугун имеет высокую износостойкость, жаропрочность, окалиностойкость. При 30% хрома она достигает 1200 с, при 1100 с детали из этого чугуна могут работать до 3000 часов. Прочность не изменяется до 500 С, затем резко падает. [c.62]

Модификация структуры основывается на влиянии изменений параметров микроструктуры (размер зерна, кристаллографическая текстура, плотность дислокаций) на механические свойства и износостойкость материалов. Примерами структурной модификации приповерхностного слоя являются дробеструйная обработка, накатывание роликом, вибрационное накатывание, ультразвуковая упрочняющая обработка, алмазное выглаживание, электромеханическое упрочнение 13]. Известно, ч го поверхностная закалка после нагрева приводит к уменьшению размера зерен вблизи поверхности и увеличению локального напряжения течения. Поэтому поверхностный нагрев с применением направленных источников энергии, таких, как лазер и электронный луч, может использоваться для оплавления и последующего быстрого затвердевания (кристаллизации) поверхностного слоя. Названные мегоды обработки вызывают yny4nJ HHe размеров зерна, формирование мелкой, субзеренной структуры, увеличивают концентрацию выделений и упрочнение, приводят к появлению новых полезных фаз. растворению или удалению инородных включений [19]. Перечисленные эффекты структурной модификации делают ее весьма перспективной, а развитие метода входит в число актуальных задач гриботехнологии. [c.39]

Высокие скорости нагрева и охлаждения в зоне обработки при использовании методов второй группы позволяют формировать слои с различающейся микроструктурой. Обработка в режиме плавления приводит к структурно-фазовым превращениям как в жидкой, так и в твердой фазе, в результате чего структура и фазовый состав поверхностных слоев существенно отличаются от структуры обрабатываемого материала. Превышение определенных значений плотности мощности инициирует образование аморфных и аморфноподобных структур, что может кардинально изменить свойства обрабатываемого материала, и в частности повысить его износостойкость. [c.258]

А. Н. Волковым проведены очень интересные исследования, в результате которых выяснено, что в условиях трения об обра-зивную поверхность модифицированные церием марганцовистые чугуны (5,6—12,9% Мп), имеющие практически одинаковые микроструктуры аустенита, карбидов и содержащие малые количества мартенсита и шаровидного графита, обладают одинаковой износостойкостью [19]. [c.28]

При испытании чугунов, содержащих 10—30% Сг и 1,5—3,5% С определено, что механизм их разрушения зависит не только от мор фологии и содержания карбидов, но и от микроструктуры матри иы. Важное значение при производстве износостойких чугунов имеет технология выплавки. [c.58]

Легирование титаном стали, содержащей до 3% Сг, в литом состоянии приводит к значительному повышению твердости и устойчивости против истирания (см. табл. 9). Микроструктура плавки Л Ь 249 представляет собой аустенит, крупноигольчатый мартенсит и участки троостита. По границам зерен располагается тонкая це-ментитная сетка. Высокая твердость стали сохраняется как в закаленном состоянии, так и после отпуска однако коэффициент относительной износостойкости сталей в закаленном состоянии невелик и находится в пределах 3,45—3,58 (см. табл. 8). [c.103]

На рис. 4 (см. вклейку) представлены микрофотографии изломов образцов, спеченных при различных температурах. Температуре спекания 670° С соответствует материал в стеклообразном состоянии с закрытыми порами (рис. 4, а), в котором отмечено появление мелких единичных кристаллов (по-видимому, низкотемпературной формы метабората цинка). Однако рентгенографически кристаллических фаз в материале не обнаружено (рис. 3, а). В процессе спекания при 670° С мелкие поры мигрируют в более крупные, пористость снижается и наблюдается усадка. Спекание при температуре 685° С приводит к кристаллизации а-метабората цинка, но стеклофаза по-прежнему преобладает (рис. 4, б). При температуре 710 С материал формируется в плотное мелкокристаллическое тело с однородной микроструктурой (рис. 2, б). Кристаллическая фаза здесь в основном представлена кристаллами неправильной вытянутой формы размером 7— Ъ мкм. Материал, полученный при данной температуре, обладает высокой механической прочностью (оизг = 750—800 кПсм ) и повышенной износостойкостью. Присутствие в материале а-метабората цинка в качестве основной кристаллической фазы обеспечивает необходимый коэффициент термического расширения, примерно равный коэффициенту расширения алмаза а о-ьжс, = 29,3 10 град [3]. [c.119]

Г у т е р м а н В. М. и Тененбаум М. М. Влияние микроструктуры на износостойкость углеродистых сталей при абразивном изнашивании. — Металловедение и обработка металлов , 1956, Л" 11. [c.106]

Для повышения износостойкости в условиях абразивного износа при выборе термической обработки стали следует руководствоваться получением наибольшей твердости при достаточной вязкости (из условий прочности). Следует также учитывать иапболее рациональную для абразивного изнашивания микроструктуру стали. При выборе материалов для узлов трения, работающих в условиях абразивного износа, надо учитывать влияние нагрузки, скорости скольжения, температуры и агрессивности абразивной среды. На скорость изнашивания при трении качения влияет степень проскальзывания трущихся поверхностей. [c.214]

Низкая износостойкость цементированных втулок из стали 20Г при абразивном изнашивании объясняете отсутстщем карбидной фазы в цементованном слое и низкой твердостью сердце-вины,-микроструктура которой состоит из мартенсита и феррита — структурных составляющих, подверженных наиболее быстрому изнашиванию. [c.12]

Твердые наплавки представляют собой в основном сплавы, неоднородные по микроструктуре. Микротвердость таких сплавов легко определяется по отпечаткам, захватывающим достаточно большой объем, при этом число твердости в разных участках сплава повторяется с малыми отклонениями, но для структурно неоднородных сплавов связь макротвердости с физическими свойствами материала и количеством структурных компонентов не выяснена. Сопоставим макротвердость, определенную по Виккерсу при нагрузке 30 кГ, с относительной износостойкостью. [c.33]

Микроструктуры крупнозернистого релита РЭ (наплавка № 104) и мелкозернистого РЭМ (наплавка № 105) показаны на микроснимках. В структуре крупнозернистого релита, состоящей из карбидов W2 и леде- буритной эвтектики, между зернами карбидов разной величины и формы видны крупные раковины и поры, которые можно наблюдать даже при визуальном осмотре шлифа. Количество раковин и пор на поверхности образца неодинаково. Большое расхождение в показателях относительной износостойкости на машинах Х4-Б и НК объясняется применением на машине Х4-Б образца с меньшим количеством пор и раковин. Структура мелкозернистого релита отличается более тонким строением, состоит из карбидов W2 в ледебурите. Карбиды имеют форму пластин и игол. Количество пор незначительно, раковин па поверхности шлифа нет. [c.47]

Влияние микроструктуры материала на его износостойкость при гидроабразивном износе можно видеть и на примере испытаний сплавов цветных металлов [106]. Все исследованные литые и пластифицированные медные сплавы (медь, оловяни-стая бронза, специальная латунь, алюминиевая бронза) оказались по износостойкости ниже обычной углеродистой стали, при этом их сопротивляемость истиранию совершенно не зависит от твердости. Например, чистая медь (НВ 60) по износостойкости равна самой твердой алюминиевой бронзе (НВ 326). [c.101]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...