автореферат диссертации по металлургии, 05.16.01, диссертация на тему:Износоустойчивость высокоуглеродистых сплавов в зависимости от характера легирования и режимов термической обработки

На правах рукописи

Нигусе Тадеге Демеке

ИЗНОСОУСТОЙЧИВОСТЬ ВЫСОКОУГЛЕРОДИСТЫХ СПЛАВОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ХАРАКТЕРА ЛЕГИРОВАНИЯ И РЕЖИМОВ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

Специальность 05.16.01 — «Металловедение и термическая обработка металлов»

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Челябинск 2006

Работа выполнена на кафедре физического металловедения и физики твёрдого тела Южно-Уральского государственного университета.

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Корягин Ю.Д.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Емелюшин А.Н.; кандидат технических наук, доцент Протопопов В. А.

Ведущее предприятие — ОАО «Научно-исследовательский институт металлургии», г. Челябинск.

Защита состоится 6 декабря 2006 г., в 14 часов, на заседании диссертационного совета Д 212-298.01 при Южно-Уральском государственном университете по адресу: 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76, ЮУрГУ, Учёный совет университета; тел. (351) 267-91-23.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Южно-Уральского

государственного университета.

Автореферат разослан « 2 » ноября 2006 г.

Учёный секретарь

диссертационного совета доктор физико-математических наук, профессор

Мирзаев Д.А.

Актуальность работы. Повышение срока службы быстроизнашивающихся деталей машин является одной из главных задач современного машиностроения. Из известных в настоящее время видов износа наиболее разрушительным считается абразивный износ. Ему подвержены многие детали машин металлургической, энергетической, строительной, горнорудной, угольной и других отраслей промышленности, связанных с переработкой и транспортировкой высокоабразивного сырья.

В условиях интенсивного абразивного износа срок службы отдельных узлов оборудования составляет всего несколько часов, а ремонт и замена изношенных деталей машин требуют больших затрат труда, средств и времени.

За последние годы з результате многочисленных исследований Хрущова М.М., Бабичева М.А., Кащеева В.В., Савицкого К.В., Коршунова Л.Г., Филиппова М.А. и других авторов получены ценные данные, раскрывающие общие закономерности абразивного изнашивания. Разработано большое количество специальных сталей и сплавов для разнообразных условий нагружения.

Тем не менее, некоторые вопросы остаются невыясненными до конца и не получили теоретической и экспериментальной разработки. Например, недостаточно исследован вопрос о влиянии состава и. структуры высокоуглеродистых сплавов на износоустойчивость при различном абразивном воздействии в зависимости от метода выплавки, скорости охлаждения при кристаллизации и последующей термической обработки. Практически отсутствуют данные по износу высокоуглеродистых высоколегированных сплавов абразивными частицами различной степени закреплённости. Не достаточно полно изучены их теплостойкость, кинетика разупрочнения при длительных нагревах и износостойкость, что не позволяет обоснованно выбрать оптимальные составы и режимы термической обработки сплавов для изготовления инструмента, и деталей, подвергающихся воздействию абразивных частиц различной степени закреплённости.

Цель работы. Изучить основные закономерности структурных изменений в высокоуглеродистых и высоколегированных сплавах при тепловых обработках, оптимизировать составы и определить рациональные режимы их термической обработки, обеспечивающие высокую абразивную износостойкость. В связи с этим в работе были поставлены следующие задачи;

— изучить закономерности формирования структуры и свойств литых высокоуглеродистых сплавов с различным содержанием углерода, марганца, хрома и ванадия с целью оптимизации состава и режимов термической обработки;

— исследовать особенности процессов в хромованадиевых сплавов, протекающих при отпуске, и последующих высокотемпературных (500...600 °С) длительных нагревах;

— определить возможность дополнительного повышения абразивной износостойкости хромованадиевых сплавов изменением условий кристаллизации и модифицированием церием;

— оценить особенности поведения термически обработанных сплавов в условиях изнашивания абразивным частицами различной степени закреплённости.

Научная новизна. Изучены основные закономерности формирования структуры и свойств высокоуглеродистых сплавов в зависимости от их химического состава и режимов термической обработки.

Показано влияние температуры закалки и последующего отпуска на фазовые превращения, механические свойства и износостойкость при абразивном изнашивании высокоуглеродистых сплавов.

Изучена стабильность структурного состояния и кинетика разупрочнения высокохромистых сплавов при длительных высокотемпературных нагревах.

Предложена методика и осуществлено прогнозирование изменения фазового состава и твёрдости исследованных сплавов в зависимости от температуры нагрева под закалку.

Исследована износостойкость хромованадиевых сплавов в условиях изнашивания частицзми различной степени закреплённости и установлена зависимость износостойкости от структуры сплава и характера изнашивающей среды.

Получены новые данные о влиянии условий кристаллизации и модифици ровании церием на структуру и износостойкость исследованных сплавов при абразивном изнашивании.

Впервые установлено, что в хромованадиевых сплавах при охлаждении после высокого отпуска наряду с мартенситным имеет место бейнитное превращение.

Практическая ценность к реализация работы в промышленности. Обоснована и показана возможность эффективного использования изученных сплавов для изготовления деталей, подвергающихся абразивному изнашиванию.

Получены результаты, расширяющие существующие представления о закономерностях влияния стабильности аустенита в высокоуглеродистых высоколегированных сплавах на механические свойства и износостойкость.

Предложен состав высокоуглеродистого хромованадиевого сплава для отливок пресс-форм и режим термической обработки, обеспечивающие в промышленных условиях повышение износостойкости инструмента при прессовании металлокерамики.

Основные результаты, выносимые на защиту.

1. Результаты исследования фазовых превращений в сплавах с двумя процентами углерода различной легированности, оценка их твёрдости и износоустойчивости.

2. Закономерности формирования структуры, твёрдости и износоустойчивости литых высокоуглеродистых сплавов с 14% и 20% хрома и 3% ванадия, закалённых на максимальную твёрдость.

3. Результаты исследования структуры, твёрдости, теплостойкости и износоустойчивости литых хромованадиевых сплавов, обработанных на вторичную твёрдость.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены: на 56-58 научно-технических конференциях Южно-Уральского государственного университета (Челябинск, 2004—2006 гг.), международной конференции «Современные проблемы электрометаллургии» (Челябинск, 2003 г.), XXIV Российской школе по проблемам науки и технологий (Миасс,ч2006 г.), международной научно-практической конференции «Снежинск и наука» (Снежинск, 2006 г.).

Публикация. По теме диссертаций опубликовано 9 печатных работ.

Структура я объём диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав и общих выводов и содержит 161 страницу машинописного текста, 69 рисунков, 18 таблиц и список литературы из 136 наименований.

Основное содержание диссертации

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулирована цель, научная новизна и практическая ценность результатов исследования.

В первой главе представлен аналитический обзор имеющихся в литературе основных теорий трения, изложена общая классификация различных видов изнашивания. Проанализировано влияние характеристик изнашивающей среды, химического состава, структурных составляющих (металлической основы, карбидной фазы) и термической обработки высокохромистых легированных сплавов

на их абразивную износостойкость. В конце главы обоснованы задачи исследования.

Во второй главе приведены составы изученных сплавов, а также сведения о методах исследования. -

Высокохромистые сплавы с ванадием были выплавлены в индукционной печи ИСТ-0,06. Шихтовыми материалами при плавке служили низкоуглеродистая сталь (0,17...0,24% углерода), безуглеродистый феррохром ФХ-001, среррована- . дий ФВА-35В и электродный трафит ЭГ-0. Разливку металла проводили в оболочковые керамические. и песчано-глинистые формы, а также в металлические кокили.

Фазовые превращения при нагреве и охлаждении изучали на дилатометре Шевенара и магнитометре Д.С.Штейнберга, с помощью которого оценивали также количество а-фазы. Фазовый состав сплавов определяли рентгеноструктур-ным анализом образцов или карбидных осадков после анодного растворения соответствующих образцов.

Структурные исследования осуществляли на оптическом микроскопе «Не-офот-2», электронном сканирующем микроскопе «Тез1а В5-301» и электронном микроскопе «Тез1а В 8-540».

Распределение, элементов между металлической основой и карбидами, а также химический состай структурных составляющих изучали на установке МБ-46 фирмы «Сатеса».

Механические испытания на изгиб проводили на машине УМЭ-1 ОТ в соответствии с ГОСТ24804-81. Твёрдость измеряли на приборах ТК-2 (шкала С) и ТП (по Виккерсу). Микротвёрдость структурных составляющих определяли на микротвердомере ПМТ-3 при нагрузке 0,191 и 0,49 Н.

Испытание на абразивную износостойкость при трении нежёстко закрепленными (полузакреплёнными) абразивными частицами проводили по методу Бринеля. Изнашивание образцов осуществлялось электрокорундовыми частицами, прижимаемыми к образцу вращающимся со скоростью 250 об/мин резиновым роликом. Сила прижатия ролика к образцу составляла 100 Н.

Испытания сплавов на износостойкость при трении о закреплённые абразивные частицы проводились на установке, по принципу действия аналогичной машине Х4Б, сконструированной и изготовленной на кафедре физического металловедения и физики твердого тела. ЮУрГУ.(рис. 1). Эталоном служил образец из стали ПОП3Л.

4 — конические зубчатые зацепления; 5 — червячная передача; б — цилиндрическая зубчатая передача; 7 — электродвигатель Рис. 1. Схема установки для изнашивания образцов закреплёнными абразивными частицами

При всех видах испытаний относительную износостойкость (К) определяли как отношение потери массы эталона и исследуемого образца, а также по изменению их линейных размеров. ,

В третьей главе приведены результаты исследования фазовых превращений, структуры, твёрдости и износоустойчивости низко- и среднелегированных сплавов с двумя процентами углерода: 215Г2Л, 200Х2М2Л, 200Х4М2ГЛ и 200Х12МЛ (табл. 1). ..

Исследованием фазовых превращений установлено, что сплав 215Г2Л имеет невысокую устойчивость аустенита. С повышением температуры аустенитиза-ции от 780 до 995 °С наблюдается лишь небольшое (на 30...40 °С) понижение температурного интервала диффузионного превращения при охлаждении на воздухе образцов диаметром 4 мм.

В сплаве 200X2M2J1 температура начала диффузионного превращения понижена на 100...110 °С по сравнению со сплавом 215Г2Л. Даже после нагрева до 810 °С при охлаждении на воздухе дилатометрических образцов происходит не

Таблица 1

Химический состав исследованных сплавов

Марка сплава Содержание элементов, мае. % •

С Сг Мо Мп Б! Б Р

215Г2Л 2,17 0,054 — 1,62 0,524 0,100 0,0255

200Х2М2ГЛ 1,98 2,15 1,66 0,642 ОД37 0,012 0,0279

200Х4М2ГЛ 2,01 3,69 1,59 0,708 0,276 -0,014 0,0283

200X12МЛ 2,17 12,6 0,64 0,555 0,225 0,100 0,0241

только диффузионное, но и мартенситное превращение с М5 = 265 °С. Последовательное повышение температуры аустенитизации сопровождалось снижением М5 (до 120 °С после .нагрева до 1040 °С) и значительным увеличением количества остаточного аустенита. Закалка в воде, подавляя выделение карбидов из аустени-та, существенно снижает М8 по сравнению с охлаждением на воздухе и сплав приобретает аустенито-карбидную структуру без мартенсита.

Аустенит сплава 200Х4М2ГЛ существенно более устойчив, чем аустенит сплава 200Х2МЛ. После нагрева до 800„.900 °С температура начала диффузионного превращения при охлаждении на воздухе понижена на 40...50 °С, а дилатометрические эффекты в несколько раз меньше, то есть основной объём превращения приходится на долю образования мартенсита.

В сплаве 200X12МЛ диффузионное превращение практически полностью подавлено даже при самых низких температурах аустенитизации.

Износоустойчивость всех исследованных сплавов с двумя процентами углерода экстремально зависит от температуры нагрева под закалку, тогда как твёрдость сплавов 215П2Л, 200Х2М2Л и 200Х4М2ГЛ непрерывно снижается с повышением температуры закалки в пределах выбранного диапазона изменения закалочных температур. Только твёрдость сплава 200X12МЛ изменяется по кривой с максимумом, располагающимся при той же температуре закалки (980 °С), что и максимум износоустойчивости. Таким образом, наибольшая износоустойчивость остальных, названных выше, сплавов достигается при температурах, соответствующих нисходящим участкам кривых Ш*^,«). Из этого следует, что наибольшей износоустойчивости каждого из них соответствует определённое количество метастабильного остаточного аустенита.

НУ 800 700 600 500 400 300 200

а) < ----1----1 —•— 215Г2Л

-о— 200Х2М2Л _

Д —■—200Х4М2ГЛ "

\\ —*— 200X12МЛ -

-

• , 1 ... 1., _ .« ____1- ____

0

2,5 -

2,0 -

1.5 -

800 900 1000 1100 Температура закалки, "С

1.0

1200 800

—215Г2Л —о— 200Х2М2Л —200Х4М2ГЛ —х— 200X12МЛ

900 1000 1100 Температура закалки, °С

1200

Рис. 2. Влияние температуры закалки на твёрдость (а) и коэффициент износостойкости (б) сплавов 215Г2Л, 200Х2М2Л, 200Х4М2ГЛ и 200Х12МЛ

Наиболее высокая износоустойчивость в исследованной серии сплавов, в 2,6 раза превышающая износоустойчивость эталона из стали 110Г13Л, была достигнута на сплаве 215Г2Л с 2,17% С (рис. 2).

Экстремальная зависимость К(НУ) наблюдалась на сплавах 215ПШ, 200Х2М2Л и 200Х4М2ГД на которых не был обнаружен максимум НУ^а*)- Напротив, на сплаве 200X12МЛ, несмотря на ярко выраженные экстремумы НУ^а*) и К^ак), не наблюдали максимум К(НУ) — износоустойчивость непрерывно возрастает с повышением твёрдости (рис. 3). Эта особенность объясняется «геометрическим фактором» — характером расположения экспериментальных точек в различных координатах.

В четвертой главе рассмотрены закономерности формирования структуры и свойстз литых термически обработанных на максимальную твёрдость хромова-надиевых сплавов с различным содержанием углерода и хрома при 3% ванадия. Определены фазовый состав, мартенситные точки и оценена структура сплавов.

Установлено, что карбидная фаза большинства изученных сплавов представлена, в основном, комплексным хромистым карбидом типа М7С3. Вместе с тем, в сплавах с 14% хрома при 4,2% углерода и 3% ванадия обнаружены карбиды цементитного типа М3С, а при 20% хрома (1,5....2,5% углерода, .3% ванадия)

11 1-- ■('■■'-г : 215Г2Л

;115°>1100 1 .1 -------- 1 1 1 860°С" .,,. _____

--— , - ------ 200X12МЛ -)-,--г -----—--г——т 980°С "

- 1150 1100__ ■ 1 ■ -* ._!_______ 1 1040_ 1...., ____1 -"920 • ,1 . . 1

200 300 400 500 600 700 800 Твёрдость НУ

Рис. 3. Зависимость износоустойчивости исследованных сплавов от твёрдости (числа у кривых — температура нагрева под закалку, °С)

наблюдаются хромистые карбиды типа М^Св . Микрорентгеноспектральные исследования показали, что повышение содержания хрома в сплаве с 14% до 20% сопровождается увеличением концентрации хрома в карбидах типа М7С3 от 40,..45 до 50...55% при одновременном снижений в них железа от 40...45 до 30...35%. Для сплавов исследованного состава содержание ванадия 3% является достаточной концентрацией, при которой он находится не только в твёрдом растворе и входит в состав комплексного карбида (Сг, Ре, У^Сз в количестве 7... 10%, но и образует самостоятельные карбиды УС, оказывающие положительное влияние на абразивную износостойкость хромованадиевых сплавов.

Металлографическим анализом определено, что увеличение концентрации углерода более 3,5% для сплавов с 14% хрома и 3,3% для сплавов с 20% хрома сопровождается появлением в структуре крупных заэвтектических карбидов, снижающих предел прочности при изгибе сплавов и оказывающих в ряде случаев неблагоприятное влияние на абрззивную износостойкость.

На основании экспериментов установлена количественная зависимость объёма карбидной фазы от содержания углерода и хрома в сплавах с 3% ванадия после закалки на максимальную твёрдость, которая описывается уравнением:

Рк= 10,05-%С + 0,833-%Сг-10,36. Данное уравнение адекватно экспериментальным данным с доверительной вероятностью 95%.

В работе показано, что твёрдость сплавов в зависимости от температуры аустенитизации изменяется по кривой с максимумом, что обусловлено увеличением количества остаточного аустенита по мере растворения карбидов (рис. 4).

На основании расчёта химического состава аустенита и карбидных фаз при температуре нагрева, а также мартенситной точки и количества остаточного аустенита было осуществлено прогнозирование твёрдости сплавов в зависимости от температуры закалки.

Влияние химического состава и структуры сплавов на их износостойкость изучалось в условиях изнашивания нежёстко закреплёнными и закреплённым абразивными частицами.

Рис. 4. Зависимость твёрдости и количества остаточного аустенита от температуры аустенитизации хромованадиевых сплавов: 1 - сплав ЗООХ14ФЗ, 2 — 350X1403,3 - 420Х14ФЗ

Испытания показали, что при изнашивании сплавов, обработанных на максимальную твёрдость, нежёстко закреплёнными и закреплёнными абразивными частицами их износостойкость меняется по кривой с максимумом в зависимости от содержания углерода (рис. 5). Показано, что износостойкость закалённых сплавов с доэвтектической и эвтектической структурами возрастает с увеличением концентрации углерода, то есть в соответствии с изменением твёрдости и количества карбидной фазы независимо от условий изнашивания. Снижение износостойкости наблюдается при появлении в структуре сплавов крупных заэвтекти-ческих карбидов. Наибольшей, износостойкостью обладают сплавы, содержащие 3,3% углерода, 20% хрома и 3% ванадия.

В этой же главе проводятся результаты исследования влияния условий кристаллизации и модифицирования церием на структуру и свойства хромованадие-вых сплавов. Влияние скорости охлаждения при кристаллизации на структуру и износостойкость изучали на образцах сплава 300X2003, полученных отливкой в подогретые керамические оболочки и песчано-глинистые формы. Средняя скорость охлаждения отливок (в интервале температур 1400...1100 °С) в подогретых керамических формах составляла 0,06 °С/с, в песчано-глинистых — 0,1 °С/с, в металлическом кокиле — 20 °С/с. Влияние условий кристаллизации на размер карбидов, твердость и износостойкость (К) сплава 300X2003 в литом и закаленном состояниях показано в табл. 2.

Содержание углерода, % Рис. 5. Износостойкость хромованадиевых сплавов с 14 и 20%Сг в условиях изнашивания нежёстко закреплёнными (а) и закреплёнными (б) абразивными частицами

Как видно, закалка сплавов существенно повышает их твердость и износостойкость. В работе показано, что твердость сплавов является важным, но не единственным критерием износостойкости. Так, сплавы с меньшей твердостью, но более диспергированной структурой (отлитые в металлический кокиль, без термической обработки) превосходят по износостойкости сплавы аналогичного состава с большей твердостью, но более грубой структурой (отлитые в керамическую форму и подвергнутые закалке). Модифицирование хромованадиевых сплавов церием также привело к диспергированию структуры (рис. 6) и повышению абразивной износостойкости, хотя и менее значительному, чем увеличение скорости охлаждения.

Таблица 2

Влияние скорости охлаждения при кристаллизации на размер карбидов и свойства сплава 300X2ОФЗ

Форма для заливки Литое состояние Термически обработанное состояние

Средний размер карбидов, мкм HR.Cs К

сечение длина НК.С, К

Керамическая 7,40 23,48 54 2,65 67 2,92

Песчан о-глинистая 5,81 18,56 57 2,70 68 3,13

Кокиль - 2,01 9,16 61 3,12 69 3,61

Рис. 6. Микроструктура сплава 300Х20ФЗ, модифицированного церием, отлитого в песчано-глинистые формы: а - без церия, б - 0,2% церия, в - 0,3% церия. х100

Проведенные металлографические исследования показали, что модифицирование хромованадиевых сплавов церием (0,2...0,3%) приводит к утонению осей дендритов и их дроблению. Наблюдается также изменение формы эвтектических карбидов, которая становится близкой к округлой. Закалка сплавов не оказывает существенного влияния на характер микроструктуры. С изменением количества вводимого церия (0,1...0,5%) твердость и микротвердость мартенситной матрицы сплава 300X2003 меняются незначительно, а прочностные свойства (а„) и относительная износостойкость (К) изменяются по кривым с максимумами.

Наиболее существенное повышение прочности (на 16... 18% до уровня 940 МПа) достигается при введении церия 0,2...0,3%. Этой же концентрации церия соответствует минимальный усредненный размер карбидных частиц (Л=3,09, мкм, /=12,86 мкм) и максимум износостойкости (К увеличивается на 7%). Установлено, что введение церия благоприятно сказывается на износостойкости сплавов, отлитых в керамические формы, повышая ее на 9... 10% по сравнению с не-модифицированными сплавами.

Экспериментальные данные, изложенные в настоящей главе, были положены в основу разработки состава хромованадиевош сплава, из которого были изготовлены литые матрицы для прессования металлокерамики. Промышленное опробование матриц из сплава ЗООХ1ФФЗ показало их высокую износостойкость.

В пятой главе приводятся результаты исследования структуры, фазового состава и свойств хромованадиевых сплавов, обработанных да вторичную твердость. Установлено, что после закалки сплавов от повышенных температур (1150..,1200 °С) лри последующем высоком отпуске обнаруживается подъем твердости в области температур 450...550 °С) (рис. 7).

Наблюдаемое увеличение твердости сплавов связано как с выделением мелкодисперсных карбидов при температуре отпуска из а- и у-фаз, так и с превращением остаточного аустенита в мартенсит. О развитии процессов старения в сплавах судили по изменению параметра решетки у-фазы, который существенно уменьшается в интервале температур отпуска 450...550 °С, и по изменению «кажущейся» теплоемкости при нагреве закаленных образцов.

Анализ результатов измерения твердости отпущенных образцов показал, что при обработке на вторичную твердость температура отпуска сплавов должна быть не ниже 500...520 °С. Для определения верхней границы отпуска оценивалась устойчивость остаточного аустенита в интервале температур 500...650 °С. В результате исследования установлена температурная граница отпуска хромована-

65 60 55' 50'

45

65

60 55 50 45

1 1 <0 т----------г --1— ■■ -о- 1

-

V

- -0-2-

^v-3

... ±. -. 1 и . -----j— _____i. 1

200

1 1 ---1-----1------1—

б)

_

Ж ь

Zs s

л

1.1,1

300 400 500 600 Температура отпуска, °С

Рис. 7. Влияние температуры отпуска на твёрдость хромованадиевых сплавов 250Х14ФЗ (/), ЗООХ14ФЗ (2) и ЗООХЮФЗ (3), закалённых от температуры 1150 °С (а) и 1200 °С (б)

диевых сплавов (для сплавов с 14% хрома 550 °С, с 20% хрома 560 °С), при которой в течение 1 ч диффузионный распад аустенита получает минимальное развитие (2...5%). Твердость сплавов, подвергнутых высокотемпературной закалке и двукратному часовому отпуску при оптимальных температурах, составляет НКСэ 64...65,5. Отметим, что обработка на вторичную твёрдость сопровождается перераспределением элементов между карбидами и металлической основой. Содержание хрома в карбидной фазе сплавов 300X14ФЗ и 300Х20ФЗ при закалке от повышенных температур (1150 °С) уменьшилось по сравнению с концентрацией хрома в карбидной фазе сплавов, обработанных на максимальную твёрдость, от 10.8 до 7,4 и от 13,8 до 12,2 соответственно. Последующий двукратный отпуск при температуре 530...550 °С привёл к увеличению содержания хрома в карбидной фазе сплава ЗООХ14ФЗ до 9,2%, а в сплаве 300Х20ФЗ - до 13,5%.

При анализе магнитометрических и дилатометрических кривых охлаждения образцов от температур отпуска 530...550 °С выявлена особенность хромо-ванадиевых сплавов - наличие бейнитного превращения остаточного аустенита, которое предшествует мартенситному у—кх-переходу и реализуется в температурном интервале 370...250 °С (рис. 8).

Рис. 8. Дилатометрические кривые закалённого от 1150 °С сплава ЗООХ14ФЗ при нагреве до температуры отпуска, часовой выдержке и охлаждении (цифры у кривых — порядковый номер отпуска)

. Теплостойкость хромованадиевых сплавов оценивали по ГОСТ 19265-73. Исследования показали, что теплостойкость сплавов, содержащих 2,5...3,5% углерода, 14...20% хрома и 3% ванадия, обработанных на вторичную твердость, составляет 560...580 °С и значительно (на 80...100 °С) превосходиТтеплостойкость аналогичных сплавов, закаленных на максимальную твердость, а также теплостойкость стали Х12Ф1. Сплавы, модифицированные церием (0,2%) и содержащие 2% кобальта, после четырех часового отпуска при 580 °С имеют твердость, близкую к твердости стали PI8 (HRC, 60,5...61).

Учитывая, что при длительной эксплуатации и изнашивании при повышенных температурах детали могут разогреться до 500...600 °С, в работе изучали процессы разупрочнения сплавов при нагревах продолжительностью до 50 ч в интервале температур 520...620 °С. Наиболее подробно исследовали сплавы 300X14ФЗ и 300Х20ФЗ. Установлено, что указанные сплавы сохраняют высокую твердость (выше HRC, 60) при температурах 520...540 °С и выдержках до 20 ч. После 20-часового нагрева при 560 °С сплавы имеют твердость HRC, 57,5 ...58,0, а при 580 °С твердость сплавов снижается до HRC, 54,5...55,0.

Изучение кинетики разупрочнения сплавов показало, что при длительных (20 ч и более) высокотемпературных (560 °С и выше) нагревах сплавы с 20% хрома не имеют преимущества в твердости перед сплавами с 14% хрома. Это может быть связано с ускорением процессов коагуляции карбидов в сплавах более богатых хромом, вследствие большего количества карбидных частиц и меньшей протяженности диффузионных путей.

Износостойкость сплавов, обработанных на вторичную твердость, оценивалась в условиях износа закрепленными и полузакрепленными абразивными частицами (табл. 3).

Установлено, что наибольшей износостойкостью при данных видах изнашивания обладают сплавы 300Х20ФЗ и 300Х20ФЭ+0,2%Се. Износостойкость указанных сплавов превышает на 20...24% износостойкость сталь PI8 и составляет 70...79% от износостойкости твердого сплава ВК8.

Таблица 3

Износостойкость (К) хромованадиевых сплавов, обработанных на вторичную твердость

Марка сплава HRÇ» Относительная износостойкость К

износ нежёстко закреплёнными абразивными частицами износ закреплёнными абразивными частицами

250X14ФЗ 64,0 2,95 2,55

ЗООХ14ФЗ 65,5 336 3,05

350Х14ФЗ 65,0 3,41 3,00

420X14ФЗ 63,0 3,40 2,98

250Х20ФЗ 64,0 2,У8 2,70

300Х20ФЗ+0,2%Се 65,5 3,71 3,22

300Х20ФЗ 65,0 3,61 3,15

350Х20ФЭ 64,5 3,52 3,02

ВК8 4,55 4,52

Р18 64,5 2,69 • 2,58

Заключение

Проведено систематическое исследование структуры и свойств высокоуглеродистых износостойких сплавов в зависимости от их химического состава и термической обработки. Изучена стабильность их структурного состояния и кинетика разупрочнения при длительных высокотемпературных нагревах.

Основные результаты работы могут быть сформулированы следующим образом.

1. Установлено, что для сплавов с 2% углерода 215Г2Л, 200Х2М2Л, 200Х4М2ГЛ, 200X12МЛ характерна экстремальная зависимость износоустойчивости от температуры нагрева под закалку. При этом лишь для сплава 200Х12МЛ имеет место корреляция между изменениями износоустойчивости и твёрдости. Максимум износоустойчивости остальных сплавов по сравнению с максимумом твёрдости наблюдается при более высоких температурах закалки, когда образуется повышенное количество остаточного метастабильного аустенита.

2. Для высокохромистых сплавов выявлена закономерная связь твёрдости с их химическим составом и температурой аустенитизации. Твёрдость закалённых сплавов, содержащих 1,5-4,0%С,14~20%Сг и 3%V, при повышении температуры аустенитизации от 850 до 1200 °С меняется по кривой с максимумом. Наибольшая твёрдость сплавов с 14%Сг достигается при содержании в них 3,5 %С и температуре закалки 960 °С, а для сплавов с 20%Сг - при 3,3%С и температуре закалки 1050 °С.

3. Предложена модель изменения фазового состава и осуществлено прогнозирование изменения твёрдости высокоуглеродистых хромованадиевых сплавов в зависимости от температуры нагрева под закалку.

4. Показано, что при изготовлении инструмента и деталей, эксплуатирующихся до 200 °С в условиях изнашивания нежёстко закреплёнными и закреплёнными абразивными частицами, следует применять высокохромистые (14...20%Сг) сплавы с мартенситной основой, содержащие 3,3...3,5% углерода.

5: Абразивная износостойкость хромованадиевых сплавов может быть повышена применением ускоренного охлаждения при кристаллизации и модифицированием церием в количестве ОД.. .0,3% вследствие изменения формы и дисперсности частиц карбидной фазы.

6. Впервые установлено, что в хромованадиевых сплавах при охлаждении . после высокого отпуска наряду с мартенситным имеет место бейнитное превра-

щение остаточного аустенита, которое реализуется в интервале температур 370...250 °С.

71 Показано, что хромованадиевые, сплавы, обработанные на вторичную твёрдость, обладают высокой износоустойчивостью в условиях изнашивания при длительных нагревах до 520 °С, что позволяет рекомендовать их для изготовления инструмента, работающего при повышенных температурах.

8. Предложен состав высокоуглеродистого хромованадиевого сплава для отливок пресс-форм и режим его термической обработки, обеспечивающие повышенную износостойкость инструмента при прессовании металлокерамики.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах.

1. Корягин Ю.Д., Демеке Нигусе Тадеге. Влияние условий кристаллизации на структуру и свойства высокоуглеродистых легированных сплавов // Современные проблемы электрометаллургии: Материалы XII Международной конференции. - Челябинск: ЮУрГУ, 2004. - С. 178-179.

2. Корягин Ю.Д., Демеке Нигусе Тадеге. Влияние модифицирования церием на структуру свойства литых высокоуглеродистых легированных сплавов // Современные проблемы электрометаллургии: Материалы XII Международной конференции. - Челябинск: ЮУрГУ, 2004. - С. 180-181.

3. Журавлёв Л.Г., Демеке Нигусе Тадеге, Корягин Ю.Д. Особенности методики испытаний высокоуглеродистых легированных сплавов с литой структурой на износостойкость при трении о закрепленные абразивные частицы // Современные проблемы электрометаллургии: Материалы XII Международной конференции. - Челябинск: ЮУрГУ, 2004. - С. 181-182. ■

4. Корягин Ю.Д., Демеке Нигусе Тадеге. Влияние условий кристаллизации и модифицирования церием на структуру и износоустойчивость высокоуглеродистых сплавов // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Металлургия». - 2004. - Вып. 4. - № 8 (37). - С. 82-84.

5. Корягин Ю.Д., Демеке Нигусе Тадеге. Структура и свойства литых высокоуглеродистых хромованадиевых сплавов, обработанных на вторичную твёрдость // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Металлургия». - 2005. - Вып. 6. - № 10 (50). - С. 55-57.

6. Журавлёв Л.Г., Корягин Ю.Д., Демеке Нигусе Тадеге. Износоустойчивость литых высокоуглеродистых сталей при абразивном изнашивании // Вестник

Южно-Уральского государственного университета. Серия «Металлургия». — 2005.-Вып. 6.-№>10 (50).-С. 58-60.

7. Окишев К.Ю., Корягин Ю.Д., Демеке Нигусе Тадеге. Прогнозирование структуры и твёрдости закаленных высокоуглеродистых легированных сплавов // Снежинск и наука — 2006г Трансфер технологий, инновации, современные проблемы атомной отрасли: Сб. науч. тр. — Снежинск: Изд-во СГФТА, -2006. — С. 267-269.

8. Корягин Ю.Д., Демеке Нигусе Тадеге. Износостойкость высоколегированных литых сплавов // Снежинск и наука — 2006. Трансфер технологий, инновации, современные проблемы атомной отрасли: Сб. науч. тр. — Снежинск: Изд-во СГФТА, 2006. - С. 265-267. ;

9. Корягин Ю.Д, Демеке Нигусе Тадеге. Износоустойчивость высокоуглеродистых сталей при изнашивании закреплёнными абразивными частицами // Проблемы науки и технологии: Тезисы докладов XXVI Российской школы. — Миасс, 2006. — С. 58.

Нигусе Тадеге Демеке

ИЗНОСОУСТОЙЧИВОСТЬ ВЫСОКОУГЛЕРОДИСТЫХ СПЛАВОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ХАРАКТЕРА ЛЕГИРОВАНИЯ И РЕЖИМОВ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

Специальность 05 Л 6.01 — «Металловедение и термическая обработка металлов»

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Издательство Южно-Уральского государственного университета

Подписано в печать 24,10.2006. Формат 60x84 1/16. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,25. Уч.-изд. л. 1. Тираж 100 экз. Заказ 335/370.

Отпечатано в типографии издательства ЮУрГУ. 454080, г. "Челябинск, пр. им. В Л. Ленина, 76.

ОГЛАВЛЕНИЕ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Износ и износостойкость материалов.

1.2. Механизм и основные закономерности абразивного изнашивания.

1.3. Выбор износостойких материалов для работы в условиях абразивного и ударно-абразивного изнашивания.

1.4. Особенности фазовых превращений при охлаждении и деформировании в сплавах Fe-Mn-C и Fe-Cr-C.

1.5. Влияние химического состава и термической обработки на свойства высокохромистых сплавов.

1.6. Постановка задачи исследования.

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Материал исследования и его обработка.

2.2. Методика исследования.

2.2.1. Исследование фазовых превращений.

2.2.2. Структурные исследования.

2.3. Механические испытания.

ГЛАВА 3. ИЗНОСОУСТОЙЧИВОСТЬ ВЫСОКОУГЛЕРОДИСТЫХ НИЗКО- И СРЕДНЕЛЕГИРОВАННЫХ СПЛАВОВ.

3.1. Предварительные исследования.

3.2. Фазовые превращения.

3.3. Износоустойчивость закалённых сплавов.

3.4. О зависимости износоустойчивости отпущенной стали от её твёрдости при трении об абразивную поверхность.

Выводы.

ГЛАВА 4. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ЛИТЫХ ХРОМОВАНАДИЕВЫХ СПЛАВОВ, ЗАКАЛЁННЫХ НА МАКСИМАЛЬНУЮ ТВЁРДОСТЬ.

4.1. Структура и свойства литых хромованадиевых сплавов.

4.2. Фазовые превращения в хромованадиевых сплавах.

4.2.1. Влияние состава сплавов на критические точки и температуру Ms.

4.2.2. Влияние химического состава и температуры аустенйтизации на структуру и свойства хромованадиевых сплавов.

4.2.3. Влияние углерода и хрома на мартенситное превращение.

4.3. Расчёт зависимости твёрдости хромованадиевых сплавов от температуры нагрева под закалку.

4.4. Износостойкость хромованадиевых сплавов при изнашивании абразивными частицами различной степени.закреплённости.

4.5. Влияние условий кристаллизации и модифицирования церием на структуру и износоустойчивость высоколегированных высокоуглеродистых сплавов.

4.6. Технология изготовления и промышленное опробование износостойких деталей из хромованадиевых сплавов.

Выводы.

ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ, ФАЗОВОГО СОСТАВА И СВОЙСТВ ЛИТЫХ ХРОМОВАНАДИЕВЫХ СПЛАВОВ,

ОБРАБОТАННЫХ НА ВТОРИЧНУЮ ТВЕРДОСТЬ.

5.1 Исследование явления вторичной закалки в высокоуглеродистых хромованадиевых сплавах.

5.2. Исследование структуры, фазового состава и разупрочнения хромованадиевых сплавов, обработанных на вторичную твердость.

5.2.1 Структура и теплостойкость сплавов после обработки на вторичную твердость.

5.2.2. Разупрочнение хромованадиевых сплавов при длительных нагревах.

5.3. Износостойкость хромованадиевых сплавов, обработанных на вторичную твёрдость.

Выводы.

Актуальность работы. Повышение срока службы быстроизнашивающихся деталей машин является одной из главных задач современного машиностроения. Из известных в настоящее время видов износа наиболее разрушительным считается абразивный износ. Ему подвержены многие детали машин металлургической, энергетической, строительной, горнорудной, угольной и других отраслей промышленности, связанных с переработкой и транспортировкой высокоабразивного сырья.

В условиях интенсивного абразивного износа срок службы отдельных узлов оборудования составляет всего несколько часов, а ремонт и замена изношенных деталей машин требуют больших затрат труда, средств и времени.

За последние годы в результате многочисленных исследований Хрущова М.М., Бабичева М.А., Кащеева В.В., Савицкого К.В., Коршунова Л.Г., Филиппова М.А. и других авторов получены ценные данные, раскрывающие общие закономерности абразивного изнашивания. Разработано большое количество специальных сталей и сплавов для разнообразных условий нагружения.

Тем не менее, некоторые вопросы остаются невыясненными до конца и не получили теоретической и экспериментальной разработки. Например, недостаточно исследован вопрос о влиянии состава и структуры высокоуглеродистых сплавов на износоустойчивость при различном абразивном воздействии в зависимости от метода выплавки, скорости охлаждения при кристаллизации и последующей термической обработки. Практически отсутствуют данные по износу высокоуглеродистых высоколегированных сплавов абразивными частицами различной степени закреплённости. Не достаточно полно изучены их теплостойкость, кинетика разупрочнения при длительных нагревах и износостойкость, что не позволяет обоснованно выбрать оптимальные составы и режимы термической обработки сплавов для изготовления инструмента, и деталей, подвергающихся воздействию абразивных частиц различной степени закреплённости.

Цель работы. Изучить основные закономерности структурных изменений в высокоуглеродистых и высоколегированных сплавах при тепловых обработках, оптимизировать составы и определить рациональные режимы их термической обработки, обеспечивающие высокую абразивную износостойкость. В связи с этим в работе были поставлены следующие задачи:

- изучить закономерности формирования структуры и свойств литых высокоуглеродистых сплавов с различным содержанием углерода, марганца, хрома и ванадия с целью оптимизации состава и режимов термической обработки;

- исследовать особенности процессов в хромованадиевых сплавов, протекающих при отпуске, и последующих высокотемпературных (500.600°С) длительных нагревах;

- определить возможность дополнительного повышения абразивной износостойкости хромованадиевых сплавов изменением условий кристаллизации и модифицированием церием;

- оценить особенности поведения термически обработанных сплавов в условиях изнашивания абразивным частицами различной степени закреплённости.

Научная новизна. Изучены основные закономерности формирования структуры и свойств высокоуглеродистых сплавов в зависимости от их химического состава и режимов термической обработки.

Показано влияние температуры закалки и последующего отпуска на фазовые превращения, механические свойства и износостойкость при абразивном изнашивании высокоуглеродистых сплавов.

Изучена стабильность структурного состояния и кинетика разупрочнения высокохромистых сплавов при длительных высокотемпературных нагревах.

Предложена методика и осуществлено прогнозирование изменения фазового состава и твёрдости исследованных сплавов в зависимости от температуры нагрева под закалку.

Исследована износостойкость хромованадиевых сплавов в условиях изнашивания частицами различной степени закреплённости и установлена зависимость износостойкости от структуры сплава и характера изнашивающей среды.

Получены новые данные о влиянии условий кристаллизации и модифицировании церием на структуру и износостойкость исследованных сплавов при абразивном изнашивании.

Впервые установлено, что в хромованадиевых сплавах при охлаждении после высокого отпуска наряду с мартенситным имеет место бейнитное превращение.

Практическая ценность и реализация работы в промышленности.

Обоснована и показана возможность эффективного использования изученных сплавов для изготовления деталей, подвергающихся абразивному изнашиванию.

Получены результаты, расширяющие существующие представления о закономерностях влияния стабильности аустенита в высокоуглеродистых высоколегированных сплавах на механические свойства и износостойкость.

Предложен состав высокоуглеродистого хромованадиевого сплава для отливок пресс-форм и режим термической обработки, обеспечивающие в промышленных условиях повышение износостойкости инструмента при прессовании металлокерамики.

Основные результаты, выносимые на защиту.

1. Результаты исследования фазовых превращений в сплавах с двумя процентами углерода различной легированности, оценка их твёрдости и износоустойчивости.

2. Закономерности формирования структуры, твёрдости и износоустойчивости литых высокоуглеродистых сплавов с 14% и 20% хрома и 3% ванадия, закалённых на максимальную твёрдость.

3. Результаты исследования структуры, твёрдости, теплостойкости и износоустойчивости литых хромованадиевых сплавов, обработанных на вторичную твёрдость.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены: на 56-58 научно-технических конференциях Южно-Уральского государственного университета (Челябинск, 2004-2006 гг.), международной конференции «Современные проблемы электрометаллургии» (Челябинск, 2003 г.), XXIV Российской школе по проблемам науки и технологий (Миасс,2006 г.), международной научно-практической конференции "Снежинок и наука" (Снежинск, 2006 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и содержит 161 страницу машинописного текста, 69 рисунков, 18 таблиц, список литературы из 136 наименований и приложения.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Установлено, что для сплавов с 2% углерода 215Г2Л, 200Х2М2Л, 200Х4М2ГЛ, 200X12МЛ характерна экстремальная зависимость износоустойчивости от температуры нагрева под закалку. При этом лишь для сплава 200X12МЛ имеет место корреляция между изменениями износоустойчивости и твёрдости. Максимум износоустойчивости остальных сплавов по сравнению с максимумом твёрдости наблюдается при более высоких температурах закалки, когда образуется повышенное количество остаточного метастабильного аустенита.

2. Для высокохромистых сплавов выявлена закономерная связь твёрдости с их химическим составом и температурой ауетенитизации. Твёрдость закалённых сплавов, содержащих 1,5-4,0%С, 14-20%Сг и 3%V, при повышении температуры ауетенитизации от 850 до 1200°С меняется по кривой с максимумом. Наибольшая твёрдость сплавов с 14%Сг достигается при содержании в них 3,5%С и температуре закалки 960°С, а для сплавов с 20%Сг - при 3,3%С и температуре закалки 1050°С.

3. Предложена модель изменения фазового состава и осуществлено прогнозирование изменения твёрдости высокоуглеродистых хромованадиевых сплавов в зависимости от температуры нагрева под закалку.

4. Показано, что при изготовлении инструмента и деталей, эксплуатирующихся до 200°С в условиях изнашивания нежёстко закреплёнными и закреплёнными абразивными частицами, следует применять высокохромистые (14.20%Сг) сплавы с мартенситной основой, содержащие 3,3.3,5% углерода.

5. Абразивная износостойкость хромованадиевых сплавов может быть повышена применением ускоренного охлаждения при кристаллизации и модифицированием церием в количестве 0,2.0,3% вследствие изменения формы и дисперсности частиц карбидной фазы.

6. Впервые установлено, что в хромованадиевых сплавах при охлаждении после высокого отпуска наряду с мартенситным имеет место бейнитное превращение остаточного аустенита, которое реализуется в интервале температур 370,.250°С.

7. Показано, что хромованадиевые сплавы, обработанные на вторичную твёрдость, обладают высокой износоустойчивостью в условиях изнашивания при длительных нагревах до 520°С, что позволяет рекомендовать их для изготовления инструмента, работающего при повышенных температурах.

8. Предложен состав высокоуглеродистого хромованадиевого сплава для отливок пресс-форм и режим его термической обработки, обеспечивающие повышенную износостойкость инструмента при прессовании металлокерамики.

Автор считает своим долгом выразить искреннюю благодарность сотрудникам кафедры физического металловедения и физики твёрдого тела ЮУрГУ за моральную поддержку и особенно профессору, доктору технических наук Корягину Юрию Дмитриевичу за научное руководство диссертацией и постоянную помощь, а также профессору, доктору технических наук Журавлёву Льву Григорьевичу за помощь в проведении исследования и обсуждении научных результатов.

1. Hornbogen Е. Microstructure and wear // Metal 1. Aspects of wear Pap. Met. Bad Pyrmont. Oct. - 1979. - P. 23 - 49.

2. Любарский И.М., Белый B.A. Роль структурных поверхностных слоев в процессе трения твердых тел. Минск: Наука и техника, 1969. - 68 с.

3. Коршунов Л.Г. Износостойкость и структурные превращения нестабильных аустенитных сталей при трении. Контактная прочность метастабиль-ных металлических сплавов: Межвуз. сб. Свердловск. Изд-во УПИ, 1972. № 210.-С. 72-86.

4. Рыбакова A.M., Куксенова Л.И. Трение и износ. Металловедение и термическая обработка: Итоги науки и техники ВИНИТИАН СССР // 1985,т. 19.-С. 150-243.

5. Любарский И.М., Палатник Л.С. Металлофизика трения М.: Металлургия, 1976.- 176 с.

6. Костецкий Б.И. Структура и поверхностная прочность материалов при трении // Проблемы прочности, 1981. № 3. - С. 88 - 90.

7. Крагельский И.В. Трение и износ М.: Машиностроение, 1968. -480 с.

8. Dastur Y.N., Leslie W.C. Mechanism of work hardening in Hadfield manganese stiel. Het. Trans. A12, 1981. № 5. P. -749 - 759.

9. Запорожец В.В., Варюхно В.В. Взаимосвязь силы трения и свойств вторичных структур // Трение и износ, 1983, т.4. С. 58 - 67.

10. Гудремон Э. Специальные стали М.: Металлургиздат, 1959, т.1.952 с.

11. Алексеев Н.М., Кузмин Н.Н. О природе трения деформируемых тел Физика дефектных поверхностных слоев материалов // Л. ФТИ 1989. С. 8-68.

12. Костецкий Б.И. Износостойкость материалов М.: Машиностроение, 1980.-52 с.

13. Филиппов М.А., Литвинов B.C., Немировский Ю.Р. Стали с метаста-бильным аустенитом-М.: Металлургия, 1988. 255с.

14. Потехин Б.А. Вклад мартенситного превращения при деформации в пластичность метастабильных аустенитных сталей // ФММ, 1979, т. 48.-№ 5. С. 1065- 1075.

15. Коршунов Л.Г., Черненко Н.Л. Влияние марганца на износостойкость марганцовистых метастабильных аустенитных сталей //Трение и износ, 1984, т. 5. -№ 1. С. 106-112.

16. Попов С.М. Исследование износостойкости стали в абразивной среде //МиТОМ, 1982.-№ 10.-С. 44-45.

17. Коршунов Л.Г. Структурные превращения в зоне фрикционного контакта и их влияние на износостойкость метастабильных сплавов железа

18. Автореф. дис. докт. техн. наук, Свердловск, 1991. 40 с.

19. Schumann Н. Anwendung von Phasenumwandlung in Eisenlegierungen //Universitet Rostok, 1970. S. 59 - 80.

20. Schumann H., Chemische Triebkraft // Das Industrieblat, 1964. 7. -S. 250-254.

21. Schumann H., Mathematisch-Natorwissenschaftlich Reihe

22. Wissenschaffliche Zeitschrift der Universitet Rostok, 1965. S. 56 - 61.

23. Циммерман Р.Гютмер К. Металлургия и металловедения М.: Металлургия, 1982.-480 с.

24. Белозерова Т.А. и др. Исследование возможности замены стали Гад-фильда метастабильными сталями /Т.А. Белозерова, Г.И. Плотников, М.А. Филиппов // Литейное производство. 2002. № 6. - С. 11-12.

25. Филиппов М.А. Разработка новых износостойких и немагнитных сталей на основе исследования кинетики фазовых превращений в марганцевом ау-стените // Диссертация, Екатеринбург, 1993. 667 с.

26. Богачев И.Н., Еголаев В.Ф. Структура и свойства железомарганцевых сплавов М.: Металлургия, 1973. - 296 с.

27. Филиппов М.А., Студенок Е.С. Разработка новых износостойких сталей на основе марганцевого аустенита // МиТОМ, 1991. № 6.-С. 41-45.

28. Филиппов М.А. Метастабильный марганцевый аустенит как структурная основа сталей с высокой стойкостью в условиях динамического контактного нагружения МиТОМ, 1995.-№10.-С.12-15.

29. Бабичев М.А. и др. Влияние марганца на абразивное изнашивание стали с 1 % С и сплавов с железом /М.А. Бабичев, А.А. Великанова, Л.Б Кра-пошина // М.: Институт машиноведения, 1970. С. 11 - 30.

30. Воинов Б.А. Износостойкие сплавы и покрытия. М.: ашиностроение, 1980.- 119 с.

31. Хрущов М.М., Бабичев М.А. Абразивное изнашивание. М.: Наука, 1970.-252 с.

32. Хрущов М.М. Закономерности абразивного изнашивания.// Износостойкость. М.: Наука, 1975. - С. 5 - 28.

33. Хрущов М.М. Основные вопросы теории изнашивания.// Развитие теории трения и изнашивания. М.: АН СССР, 1957. - С. 27 - 35.

34. Крагельский И.В, Трение и износ. М.: Машгиз, 1962. - 384 с.

35. Тененбаум М.М. Сопротивление абразивному изнашиванию. М.: Машиностроение, 1976.-271 с.

36. Картышов А.В. и др. Износостойкость деталей земснарядов /А.В. Кар-тышов, А.С.Пенкин, Л.И.Погодаев. Л.: Машиностроение, 1972. - 160 с.

37. Kleis I., Unemois Н. Untersuchung des strahlverscheibmechanismus von Metallen //Zatschrift Werkstofftechnik. -1974. H7. - S. 381- 389.

38. Sin H. Sako N. Abrasive wear mechanisms and the grit Size effect //Wear.- 19 79.-Vol. 55.-N1.-P. 163- 190.

39. Richardson R.S. Wear in agricultural machineri the relenance of study of the wear of materials against bonded abrasive. -1. and Proc.Inst. Agric.Engrs. 1963.- 19. N2.-P.66-79.

40. Averi H.S. Description et classification de 1 usure par abrasion //Industie mineral, 1976. Numero special, 15/IIL P. 24 - 50.

41. Костецкий Б.И. Износостойкость деталей машин. М.: Машгиз, 1950.- 167 с.

42. Хрущов М.М., Бабичев М.А. Исследование влияния твёрдости абразивных частиц на изнашивание материалов// Износ и антифрикционные свойства материалов: Сб.науч.тр.- 1968.-С.12- 17.

43. Хрущов М.М., Бабичев М.А. Исследование изнашивания металлов. -М.: АН СССР, I960.-351 с.

44. Износостойкость и структура твёрдых наплавок /Под ред. М.М. Хру-щова. М.: Машиностроение, 1971. - 96 с.

45. Филиппов М.А. и др. Износостойкость углеродистых метастабльных аустенитных сталей при абразивном изнашивании / М.А., Филиппов, В.Е Луговых, Н.Б. Адрановская // МиТОМ. 1989. - № 5. - С. 55-56.

46. Попов B.C., Брынов Н.Н, Нагорный П.Л. Упрочнение сплавов при абразивном изнашивании. Физ.хим. механика материалов. 1971, 4. - С. 61-65.

47. Попов С.М., Попов B.C. Превращение в поверхностном слое при абразивном износа. МиТОМ, 1973, 3. С. 60-62.

48. Попов B.C., Брынов Н.Н. Структурные изменения в нестабильно-аустенитных сталях при абразивном изнашивании. // МиТОМ, 1971, 9. С. 5455.

49. Попов B.C., Луняка В.Л. Изменения в поверхностном слое сплава при абразивном изнашивании. // МиТОМ, 1974, 9. С. 77-78.

50. Металловедение и термическая обработка стали. Справочник. Том 1. Изд. 2-ое. Под ред. М.Л., Бернштейн и А.Г. Рахштадта. - М: Металлургиздат, 1961.-747 с.

51. Попов А.А., Нагорнов Н.П. // Сб. Проблемы конструкционный стали. — М.-Л.: Машгиз, 1949.

52. Зюзин В.И., Садовский В.Д., Баранчук С.И. Влияние легирующих элементов на положение мартенситной точки, количество остаточного аустенита и стойкость его при отпуске. Металлург, № 10-11, 1939. С. 12-16.

53. Виницкий А.Г., Янениский Н.И. Влияние структуры на износостойкость штампов из сталей Х12М // МиТОМ, 1971, № 2. С. 74-77.

54. Бокштейн С.З. Строение и свойства металлических сплавов М.: Металлургия, 1971.- 496 с.

55. Сорокин Г.М., Бобров С.Н. Основы выбора сталей по результатам испытаний на изнашивание // МиТОМ, 1998. № 2. - С.28 - 30.

56. Гарбер М.Е. Отливки из белых износостойких чугунов. М.: Машиностроение, 1972. - 110 с.

57. Цыпин И. И. Белые износостойкие чугуны. М.: Металлургия, 1983.175 с.

58. Сильман Г.И. и др., Разработка и исследование износостойких комплексно-легированных белых чугунов /Г.И. Сильман, М.С. Фрольцов, А.А. Жуков //МиТОМ. 1978. -№ 3. - С. 22 - 27.

59. Белый износостойкий ванадиевый чугун /В.А.Шалошов, Г. И. Сильман, Ю.Н.Таран и др. // Литейное производство. 1970. - № 6. - С. 7 -10.

60. Китайгора Н.И. Исследование износостойкости высокохромистых чугунов при ударно-абразивном износе // МиТОМ. 1975. - № 5. - С. 49 - 52.

61. Штейнберг М.М. и др. Явление вторичной закалки в хромистом чугуне /М.М., Штейнберг, Н.М. Мирзаева, Е.В. Кондратенко // Вопросы производства и обработки стали: Сб. науч. тр. ЧПИ. Челябинск, 1975. - № 188. - С. 146 - 153.

62. Емелюшин А.Н. и др. Износостойкость литых инструментов из легированных хромистых чугунов, обработанных на вторичную твердость /А.Н. Емелюшин, Н.М. Мирзаева, Д.А. Мирзаев и др.// Теория и практика производства метизов. Свердловск, 1982. - С. 103 - 108.

63. Потапова М.С. и др. Вторичная твёрдость легированных белых чугунов / М.С. Потапова, И.Г. Морозова, И.Я. Сокол //МиТОМ. 1985. - № 7. - С. 18-20

64. Norman Т., Solomon A., Doam P. Martensitic white irons for abrasion resistant castings //Modern Castings. 1959. - 35, №4. - P. 242 - 256.

65. Parent-Simonin Simone Arnould, A.Jean, Schissler J.-M. Les fontes blanches an chrone vanadium leur interet pour la resistance a unsure //Fonderie. -1978,- 33. -№3.-75.-P. 43 -53.

66. Katavic I. , Uetz E., Sommer K. Widerstand gegen abrasiven Verschleiss und dymamische Bruch Zahigkeit weisser Vanadin-gusseisen //Wear. 1983. - 87. -N3.-P. 251-260.

67. Meckelburg B. Kampf dem Verschleiss //Technica. 1977. - Vol. 26. -N14.-S. 1065- 1078.

68. Агапова Л.И. и др. Особенности структуры и свойств белого деформируемого чугуна, легированного ванадием, ниобием, титаном /Л.И. Агапова, Т.С. Ветрова, А.А. Жуков // МиТОМ. 1982. - № 5. - С. 55 - 58.

69. Сильман Д.И. Особенности микроструктуры и распределения элементов в комплексно легированных белых чугунах /Д.И. Сильман, М.С. Фрольцев, А.А. Жуков и др. II МиТОМ. 1983. - № 1. - С. 53 - 55.

70. Steganescu М., Dinescu L.A., Haltrich К. La place des fontes blanches Cr-V dans la famille des fontes resistantes a l'usure abrasive II Internation Foundry Congress. Budapest, 1978. - Report N35. - S. 26.

71. Dumitrescu D., Bojin D., Ionita Dh. Aspecte structural ale fontelar albe inalt aliate, rezistente lauzare//Metalurgia. 1983. - 35. -N4. - S. 180- 184.

72. Мирзаева H.M. Изыскание материала и режимов термообработки литого инструмента для резания графита: Автореферат на соискание учёной степени канд. техн. наук: 05.16.01. Челябинск, 1976. - 18 с.

73. Тихонович В.И. и др. Износостойкость модифицированных хромистых и хромомолибденовых чугунов / В.И. Тихонович, Б.И Кириевский, А.И. Козаченко и др. // Литые износостойкие материалы Киев: ИПЛ СССР. - 1972. -С.5-9.

74. Попов B.C., Нагорный П.П. Абразивный износ хромистых сплавов. // Литейное производство. 1970. - № 3. - С. 27 - 29.

75. Рожкова Е.В. и др. Влияние марганца на превращение аустенита белых хромистых чугунов / Е.В. Рожкова, М.Е. Гарбер, И.И. Цыпин // МиТОМ. -1981.-№ 1.-С. 48-51.

76. Рожкова Е.В., Романов О.М. Оптимизация состава износостойких хромистых чугунов по углероду и марганцу. // Металловедение и термическая обработка металлов. 1982. -№ 6. - С. 36 - 38.

77. Bumgardt К., Kunze Е., Horn Е. Untersuchungen iiber der Aufbau des Systems Eisen-Chrom-Kohlenstoff // Archiv fur das Eisenhuttenwesen. 1959. -N 3. -S. 193 -203.

78. Самсонов Г.В. и др. Физическое материаловедение карбидов / Г.В. Самсонов, Г.Ш.Упадхая, В.С.Непшор. Киев: Наукова думка, 1974. - 455 с.

79. Самсонов Г.В. Тугоплавкие соединения. -М.: Металлургия, 1976. -558 с.

80. Гудремон Э. Специальные стали. Т. 1: Пер. с нем. М.: Металлургия, 1959.-952 с.

81. Бунин К.П., Малиночка Я.Н. Основы металлографии чугуна. М.: Металлургия, 1969.- 415 с.

82. Schissler J.-M., Arnould I., Perant-Simonins. Influence du traitement ther-mique sur 1'evolution structurale des alliages Fe-C-Cr-V // Fonderie. 1978. -33, N 380.-S. 209-223.

83. Katavie Ivo. Zeliwo biale odporne na scieranie о zwi^kszonej plastycznosci //Prz. odlew. 1985. - 35, N5. - S. 119 - 121.

84. Иткин В.П. и др. .А. Исследование физических свойств металлов /В.П. Иткин, Б.М. Могутнов, И.А. Шварцман // ДАН СССР 1965. - Т. 161 - № 5.-С.1073 - 1077.

85. Салтыков С.А. Стереометрическая металлография. М.: Металлургия, 1970.-415 с.

86. Лашко Н.Ф. и др. Физико-химический фазовый анализ сталей и сплавов /Н.Ф. Лашко, Л.В. Заславский, М.Н. Козлова и др. М.: Металлургия, 1978. -334 с.

87. Горелик С. С., Расторгуев Л.Н., Скаков Ю.А. Рентгенографический и электроннооптический анализ. -М.: Металлургия, 1976. 236 с.

88. Масленников С.Б. Применение микрорентгеноспектрального анализа. -М.: Металлургия, 1968. 237 с.

89. Методика испытаний горных пород на абразивность. М.: Институт Горного дела АН СССР, I960. - 12 с.

90. Хрущов М.М., Сороко-Повидная JI.A. Сопротивление абразивному изнашиванию углеродистых сталей. //Известия АН СССР, отделение технических наук. №12, 1945.

91. Геллер Ю.А. Инструментальные стали. Издание 4-е.- М.: Металлургия, 1975.-584 с.

92. Трение и износ в машинах. Сборник 1. АН СССР. 1941. Хрущов М.М., Бабичев М.А. Исследования изнашивания сталей при трении об абразивную поверхность. //Трение и износ в машинах. Сборник 9. АН СССР, 1954.

93. Белозёрова Т.А. Повышение износостойкости высокоуглеродистых и высокоазотистых сталей со структурой метастабильной аустенита: автореферат дис. канд. тех-наук / Белозёрова Т.А. Екатеринбург: Изд.УГТУ - УПИ, 2004. -23 с.

94. Хрущов М.М., Бабичев М.А. Методика испытаний металлов на износ при трении об абразивную поверхность. //Трение и износ в машинах. Сборник 1. АН СССР. 1941.

95. Хрущов М.М., Бабичев М.А. Испытания на изнашивание чистых металлов и антифрикционных сплавов при их трении об абразивную поверхность // Трение и износ в металлах. Сборник 1. АН ССР, 1941.

96. МацубараЯ. Эвтектические структуры высокохромистого литейного чугуна // Имоно 1976. - Т. 48. - № 11. - С. 706 - 711.

97. Корягина Т.И., Поволоцкий В.Д. Влияние термической обработки на структуру и теплостойкость хромованадиевых сплавов // Новое в металловедении и термической обработке сплавов и металлов. Тез. докл. Всесоюзной конф. -Челябинск, 1983.-С. 18.

98. Zeiber F., Koch W., Schurmann E. Ablaut der Austauschreaktionen und Gleichgewichtsanstellung in Fe-Cr-V-Legierungen in Temperaturbereich der Per-litstufe //Archiv Eeisenhuttenwessen. 1971. - Bd. 42, N2. - S. 106 - 110.

99. Hoffmeister H., Schurmann E. Grundsatzliche Uberlegungen zur Entste-hung der Kristallseigerung und der eutektischen Zweiphasenausscheidung in Dreis-toffsystemen //Archiv fur das Eisenhiittenwesen. 1972. - Bd.45, N5. - S. 379 - 387.

100. B. Arzanov Materials Science. — Mir Publishers, Moscow, 1989. p.439.

101. Геллер Ю.А. Инструментальные стали. M.: Металлургия, 1975.584 с.

102. Лев И.Е. Карбидный анализ чугуна. — Харьков: Металлургиздат, 1968.- 180 с.

103. Гуляев А.П. Термическая обработка стали. — М.: Машгиз, 1960.496 с.

104. Koistinen D.P., Marburger R.E. A General Equation Prescribing the Extent of the Austenite-Martensite Transformation in Pure Iron-Carbon Alloys and Plain Carbon Steels. // Acta Metallurgies 1959, v. 7. No. 1. - PP. 59 - 60.

105. Журавлёв B.H., Николаева О.И. Машиностроительные стали: Справочник. / 4-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1992. - 480 с.

106. Блантер М.Е. Мартенситные превращения и механическое состояние фаз.//МиТОМ, 1975.-№5.-С. 7-11.

107. Лившиц Л. С. и др. Основы легирования наплавленного металла /Л.С.Лившиц, Н.А.Гринберг, Э.Г.Куркумелли. -М.: Машиностроение, 1969.-188 с.

108. Фрумин И.И. Автоматическая электродуговая наплавка. Харьков: Металлургиздат, 1961.-421 с.

109. Щулепникова А. Г. Абразивный износ и микроструктура стали // МиТОМ. 1962. - № 10. - С. 5 - 8.

110. Katavie I. Uber das Verhalten karbidischer Gusseisen bei verschiedenen Verschleissbeanspuchungen // 46 International Foundry Congress. Madrid, 1979. -S. 361 -369.

111. Ицкович Г.М. Раскисление стали и модифицирование неметаллических включений. М: Металлургия, 1981. - 296 с.

112. Плющенко В.А., Кондратюк A.M. Микролегированная судовая сталь. -Киев: Знание, УССР, 1986. -21 с.

113. Шульте Ю.А., Беркун М.И. Влияние легирования и модифицирования на свойства высокохромистых чугунов и литейное производство. 1971. № 4.-С. 33-35.

114. Крещанский Н.С., Сидоренко М.Ф. Модифицирование стали. М.: Металлургия, 1970. 296.

115. Белоус М.В., Черепин В. Т., Васильев М.А. Превращение при отпуске стали. М.: Металлургия, 1973. - 232 с.

116. Дворядкин Ю.С., Косько З.К. Отпуск закалённой высокохромистой стали 3X13 // Металлургическая и горнорудная промышленность. Днепропетровск: Проминь, 1973. -№ 8. - С. 81 - 82.

117. Меськин В.Е. Основы легирования стали. М.: Металлургия, 1964. -684 с.

118. Металловедение и термическая обработка стали: Справ, изд. 3-е изд., перераб. и доп. в 3-х т. Т.П // Основы термической обработки / Под ред. Бернштейна M.JL, Рахштадта А.Г. -М.: Металлургия. - 1983. - 368 с.