postgraduate student of Chair of Metallography
аспирант кафедры металловедения
Doctor of Sciences (Engineering), Professor, professor of Chair of Metallography
доктор технических наук, профессор, профессор кафедры металловедения
PhD (Engineering), Associate Professor, assistant professor of Chair of Metallography
кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры металловедения
The most common type of mechanical wear the machines and aggregates of mining, construction and road industries and transport are exposed to is the abrasive wear. The development of new wear-resistant materials and modes of thermal treatment against this type of wear is one of the most important issues of material science. Wear-resistant materials within various conditions of mechanical wear should have a structure with the metastable austenite developing into disperse austenite while in operation.
The paper studies the influence of structural changes on a working surface on the wear resistance of H12ML steel during the process of production, thermal treatment and abrasive wear of parts.
It is determined that when quenching from temperatures of 850–1000 °C, the martensite is formed in the structure of high-chromium H12ML steel that ensures high hardness, however, maximum wear resistance is not achieved within the abrasive wear conditions. The rise of heating temperature for the following quenching up to 1170 °C causes the decrease in the initial hardness that is associated with the carbides solution and the increase in the retained austenite quantity; however, it is accompanied by the significant increase of wear resistance during the abrasive wear. The retained austenite produced in the result of high-temperature quenching (from 1170 °C) is metastable and develops into deformation marten-site during wear process; it results in the maximum wear resistance of steel due to the high capacity for frictional hardening of a working surface. Martensite formed on a working surface of H12ML steel during the abrasive wear process has the nanocrystalline structure and periodic distribution.
Наиболее распространенным видом механического изнашивания, которому подвержены машины и агрегаты горнодобывающей, строительно-дорожной промышленности и транспорта, является абразивное изнашивание. Разработка новых износостойких материалов и режимов термической обработки для борьбы с этим видом изнашивания остается одной из важнейших проблем материаловедения. Износостойкие материалы в различных условиях механического изнашивания должны обладать структурой с метастабильным аустенитом, превращающимся в дисперсный мартенсит в процессе эксплуатации.
В работе изучается влияние структурных изменений на рабочей поверхности на износостойкость стали Х12МЛ в процессе изготовления, термической обработки и абразивного изнашивания деталей.
Установлено, что при закалке от температур 850–1000 °C в структуре высокохромистой стали Х12МЛ образуется мартенсит, что обеспечивает высокую твердость, однако при этом в условиях абразивного изнашивания не достигается максимальная износостойкость. Повышение температуры нагрева под закалку до 1170 °C приводит к снижению исходной твердости, что связано с растворением карбидов и увеличением количества остаточного аустенита, однако это сопровождается значительным ростом износостойкости при абразивном изнашивании. Остаточный аустенит, полученный в результате высокотемпературной закалки (от 1170 °C), является метастабильным и в процессе изнашивания превращается в мартенсит деформации, это придает стали максимальную износостойкость благодаря высокой способности к фрикционному упрочнению рабочей поверхности. Мартенсит, образующийся на рабочей поверхности стали типа Х12МЛ в процессе абразивного изнашивания, имеет нанокристаллическое строение и периодическое распределение.