Механізм підвищення зносостійкості сталі 110Г13Л модифікуванням, дисперсійним і дисперсним нітридним зміцненням

Анотація

Проаналізовано сучасний стан промислового виробництва зносостійких литих деталей із високомарганцевих сталей з використанням різних технологій їх легування, мікролегування та модифікування з метою підвищення зносостійкості не тільки в умовах ударно-абразивного, але і в умовах суто абразивного зносу. Показано, що незважаючи на велику кількість технологій виробництва зносостійких деталей із цих сталей, прості й високоефективні способи відсутні. Перспективними напрямами є дисперсійне зміцнення металу модифікуванням і мікролегуванням сталей, зокрема азотом і ванадієм, дисперсне зміцнення легуванням сталей титаном, ніобієм тощо та використання оптимальних режимів термічного оброблення. Для умов інтенсивного ударно-абразивного зносу важливим є встановлення закономірностей впливу ступеня ударної деформації на формування поверхневого мартенситного шару у виробах після мікролегування та модифікування сталей азотом, дисперсійного й дисперсного нітридного зміцнення металу. Показано, що дисперсійне нітридне зміцнення металу модифікуванням сталі азотом або спільним додаванням в неї азоту й ванадію та дисперсне зміцнення металу після одночасного додавання азоту, титану та ніобію суттєво диспергують аустенітне зерно сталі як у литому стані, так і після гартування. Зміна структури сталей внаслідок зміцнення металу суттєво впливає на їх механічні властивості після різних режимів термічного оброблення. Дисперсійне нітридванадієве зміцнення підвищує на 15...17 % міцність і на 45...50 % пластичність, а дисперсне нітридне зміцнення — на 45...60 % пластичність при збереженні рівня міцності та незначному зниженні ударної в’язкості. Показано вплив ступеня ударної деформації на формування e та a-мартенситу, встановлено чітку залежність між підвищенням ступеня ударної деформації та збільшенням кількості a-фази в здеформованому шарі. Ударне деформування біля 16,6 % підвищує в деформованому шарі від 40 % до 98 % кількість a-мартенситу, що забезпечує підвищення твердості деформованого шару від 24 HRC до 36 HRC. Відзначено, що модифікування азотом, дисперсійне нітридне та ударно-деформаційне зміцнення високомарганцевих сталей підвищують в 1,5...2,0 рази їх зносостійкість в умовах сухого тертя ковзанням і в 1,7...2,0 рази в умовах абразивного зношування з використанням незакріпленого й закріпленого абразиву.