ВЛИЯНИЕ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА СТРУКТУРУ И ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ СТАЛЕЙ ПЕРЛИТНОГО КЛАССА
- Авторы: Филиппов М.А.1, Ягудин Г.А.1, Легчило В.В.1, Эстемирова С.Х.1,2
-
Учреждения:
- Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина
- Институт металлургии, Уральского отделения Российской академии наук
- Выпуск: № 1 (2018)
- Страницы: 83-89
- Раздел: Технические науки
- URL: https://vektornaukitech.ru/jour/article/view/124
- DOI: https://doi.org/10.18323/2073-5073-2018-1-83-89
- ID: 124
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Высокомарганцовистые аустенитные стали типа 110Г13Л являются нежелательными в производстве с экологической точки зрения из-за большого выделения в атмосферу окислов марганца при плавке в дуговых электропечах, газо-кислородной резке и сварочных операциях. Другой недостаток сталей этого класса - их низкая исходная твердость, что является причиной расклепываемости рабочих частей отливок в условиях действия динамических нагрузок. Кроме того, данные стали плохо поддаются механической обработке.
В работе приведены результаты сравнительного изучения взаимосвязи структуры, формирующейся в процессе термической обработки, с абразивной износостойкостью сталей двух структурных классов - высокомарганцевой аустенитной стали 110Г13Л и стали перлитного класса 70Х2ГСМЛ. Широкое использование стали 110Г13Л для изготовления деталей, работающих в условиях ударно-абразивного изнашивания и многократного контактноударного нагружения, обусловлено высокой способностью к фрикционному упрочнению стабильного марганцевого аустенита с низкой энергией дефектов упаковки в сочетании с хорошей ударной вязкостью. Недостатки стали 110Г13Л: высокая температура закалки, плохая экологичность и экономические соображения - обусловливают в ряде случаев необходимость заменять ее перлитными сталями. Изучение износостойкости стали перлитного класса 70Х2ГСМЛ в зависимости от температуры отпуска после нормализации показало, что эта сталь может быть использована для отливки сменных литых деталей дробильно-размольного оборудования, работающих в условиях абразивного воздействия без значительных ударных нагрузок после нормализации и высокого отпуска. Износостойкость образцов из стали 70Х2ГСМЛ со структурой сорбита отпуска составляет при испытании по закрепленному абразиву 55-60 % от уровня, обеспечиваемого образцами из стали 110Г13Л, однако менее высокая стоимость, технологичность в изготовлении и проблемы экологии могут решить вопрос в ряде случаев в пользу применения перлитной стали. Дополнительные резервы повышения износостойкости стали 70Х2ГСМЛ заключаются в закалке от высоких температур вследствие получения структуры остаточного аустенита, который в процессе абразивного изнашивания превращается в мартенсит деформации на рабочей поверхности, повышая способность стали к фрикционному упрочнению.
Ключевые слова
Об авторах
М. А. Филиппов
Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина
Автор, ответственный за переписку.
Email: filma1936@mail.ru
доктор технических наук, профессор, профессор кафедры металловедения
РоссияГ. А. Ягудин
Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина
Email: clone-94@mail.ru
магистр, студент кафедры металловедения
РоссияВ. В. Легчило
Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина
Email: Leg_1@mail.ru
аспирант кафедры металловедения
РоссияС. Х. Эстемирова
Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина; Институт металлургии, Уральского отделения Российской академии наук
Email: esveta@mail.ru
заведующий лабораторией кафедры металловедения, старший научный сотрудник
РоссияСписок литературы
- Давыдов Н.Г., Ситнов В.В. Свойства, производство и применение высокомарганцевой стали. М.: Машиностроение, 1996. 232 с.
- Гуляев А.П. Металловедение. М.: Металлургия, 1986. 544 с.
- Филиппов М.А., Филиппенков А.А., Плотников Г.Н. Износостойкие стали для отливок. М.: Металлургия, 2009. 358 с.
- Даляева Л.И., Гуляев А.П. Образование мартенсита деформации при наклепе стали 120Г13 // Повышение качества отливок из стали Г13Л: сб. трудов ЦНИИТМАШ. Вып. 106. М.: Машгиз, 1963. С. 193199.
- Плотников Г.Н., Шадров И.Ш., Красильникова Н.И. Износостойкие стали для дробильно-размольного оборудования // Литейное производство. 1994. № 1. С. 18-19.
- Тушинский Л.И., Батаев А.А., Тихомирова Л.Б. Структура перлита и конструктивная прочность стали. Новосибирск: Наука, 1993. 280 с.
- Счастливцев В.М., Мирзаев Д.А., Яковлева И.Л., Окишев К.Ю., Табатчикова Т.И., Хлебникова Ю.В. Перлит в углеродистых сталях. Екатеринбург: УрО РАН, 2006. 311 с.
- Сорокин Г.М. Трибология сталей и сплавов. М.: Недра, 2000. 317 с.
- Сорокин Г.М. О критериях выбора износостойких сталей и сплавов // Заводская лаборатория. 1991. № 9. С. 10-13.
- Хрущев М.М., Бабичев М.А. Абразивное изнашивание. М.: Наука, 1970. 252 с.
- Макаров А.В., Коршунов Л.Г., Выходец В.Б., Куренных Т.Е., Черненко Н.Л. Структура, химический состав и трибологические свойства нанокристаллического слоя поверхности трения закаленной стали У8 // Структура и свойства нанокристаллических материалов: сб. науч. трудов. Екатеринбург: УрО РАН, 1999. С. 169-177.
- Филиппов М.А., Гервасьев М.А., Плотников Г.Н., Жилин А.С., Никифорова С.М. Формирование структуры износостойких сталей 150ХНМЛ и Х12МФЛ при закалке // Металловедение и термическая обработка металлов. 2015. № 11. С. 5-9.
- Счастливцев В.М., Макаров А.В., Табатчикова Т.И. Износостойкость рельсовой стали // Влияние свойств металлической матрицы на эксплуатационную стойкость рельсов. Екатеринбург: УИМ, 2006. С. 142-156.
- Коршунов Л.Г. Изнашивание металлов при трении // Металловедение и термическая обработка стали. Т. 1. Кн. 2. М.: Металлургия, 1991. С. 387-41.
- Филиппов М.А., Гервасьев М.А., Худорожкова Ю.В., Легчило В.В. Влияние температуры закалки на фазовый состав, структуру и износостойкость стали 150ХНМЛ // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2013. № 11. С. 55-58.
- Макаров А.В., Коршунов Л.Г., Счастливцев В.М., Солодова И.Л., Яковлева И.Л. Структура и абразивная износостойкость закаленных и отпущенных за-эвтектоидных углеродистых сталей // Физика металлов и металловедение. 2004. Т. 98. № 4. С. 96-112.
- Мальцева Л.А., Мальцева Т.В., Юровских А.С., Рааб Г.И., Шарапова В.А., Вахонина К.Д. Образование субмикрокристаллической структуры при интенсивной пластической деформации в метастабильной аустенитной стали и влияние на неё последующего нагрева // Металлы. 2016. № 2. С. 16-23.
- Никифорова С.М., Филиппов М.А., Плотников Г.Н., Жилин А.С., Беликов С.В. Термообработка износостойких сталей для насосов буровых установок // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. 2015. № 4. С. 116-120.
- Никифорова С.М., Хадыев М.С., Жилин А.С., Филиппов М.А., Рыжков М.А., Озерец Н.Н. Новые режимы обработки высокохромистых сталей с высокой износостойкостью для насосов буровых установок // Фундаментальные исследования. 2016. № 10-1. С. 73-77.
- Филиппов М.А., Гервасьев М.А., Плотников Г.Н., Никифорова С.М., Жилин А.С. Использование углеродистых высокохромистых сталей для гильз грязевых насосов буровых установок // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. 2017. № 3. С. 135-142.