Структура и свойства стальных и чугунных отливок, армированных твердым сплавом

• Автор: Васильев, Дмитрий Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 116 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1. Анализ проблемы и постановка задач исследования
1.1 Общие проблемы повышения абразивной
износостойкости
1.2. Использование композиционных материалов
для повышения износостойкости
1.3. Постановка задач исследования
2. Материалы и методика исследований
2.1. Армирование стальных и чугунных отливок
2.1.1. Армирующие элементы и материалы отливок
2.1.2. Технология армирования отливок
2.1.3. Армирование порошковых материалов
и покрытий
2.2. Методика исследования композиционных зон
3. Результаты микроструктурных и микрорентгеноспектральных исследований композиционных зон
3.1. Структура армированных стальных отливок
3.2. Структура армированных покрытий
3.2.1. Дуговые покрытия
3.2.2. Плазменные покрытия
3.3. Структура армированных порошковых материалов
и чугунных отливок
Выводы по разделу
4. Компьютерное моделирование теплового взаимодействия
стали и твердого сплава
4.1. Моделирование и обработка результатов
4.2. Результаты компьютерного моделирования
4.3. Формирование композиционной зоны стальной
отливки
Выводы по разделу
5. Твердость и износостойкость композиционных зон
5.1. Твердость композиционной зоны и объемная доля
структурных составляющих
5.2. Износостойкость армированных отливок
Выводы по разделу
6. Исследование свойств износостойких сталей
6.1. Структура и свойства
6.2. Определение наклепываемости сталей
6.3. Исследование термообработки быстрорежущих сталей
Заключение
Список литературы

ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время широкое применение находят композиционные материалы (КМ), которые позволят получить свойства, не достижимые в традиционных сплавах. Для повышения износостойкости перспективны КМ, состоящие из матрицы и твердых износостойких частиц. Известно, что сталь 110ПЗЛ имеет высокую износостойкость в условиях износа, сопровождающегося ударами, которые наклепывают ее поверхность. В отсутствии ударов эта сталь не имеет высокой износостойкости. Спеченные твердые сплавы, состоящие из частиц карбидов и металлической связки имеют высокую абразивную износостойкость, но низкую ударную вязкость. КМ, состоящий из матрицы на основе стали 110Г13Л и частиц твердого
сплава должен обладать высокой износостойкостью в условиях ударно

абразивного воздействия. Подобные свойства должны обеспечивать высокую износостойкость деталей буровой, строительной, дорожной, горнодобывающей и сельскохозяйственной техники.
Абразивному воздействию подвергается, как правило только поверхность. Учитывая это, а также то, что условия эксплуатации требуют от материалов определенного сочетания прочности и пластичности, наиболее перспективны детали, имеющие композиционную структуру в зоне, подвергающейся изнашиванию. Для этого можно использовать технологии наплавки, поверхностного и объемного армирования отливок, что обеспечивает сочетание после термической обработки требуемых прочностных свойств в объеме с высокой поверхностной износостойкостью.
Матрица должна обеспечивать закрепление частиц, обладать необходимыми прочностными свойствами. Армирующиие частицы должны иметь высокую износостойкость , не маловажным фактором является их сопротивляемость ударным нагрузкам. В результате взаимодействия матрицы

2.2. Методика исследования композиционных зон.
Исследование взаимодействия матрицы и твердого сплава в КЗ проводили методами микроструктурного и микрорентгеноспектрального анализов.
Образцы размеров 15 х 15 х 10 из КЗ армированных отливок врезали анодно-механическим способом. Разрезку покрытий производили на установке “Метасекар” абразивным кругом, используя водяное охлаждение для предотвращения нагрева. Шлифы изготавливали по поперечному сечению. Подготовку поверхности после разрезки производили с помощью шлифовального круга из карбида кремния. Шлифовку и полировку выполняли на алмазных пастах АСМ дисперсностью от 50 до 1 мкм.
Для выявления карбидной фазы использовали травление .! в свежеприготовленной смеси равных объёмов 20% -ных водных растворов красной кровяной соли и едкого калия в течение 2 мин. При этом частицы карбида вольфрама не изменяли окраски, а выявлялись их границы; 11 - фаза вытравливалась в значительной степени. Для качественного выявления т| -фазы производили предварительное травление в течение 2 сек, которое приводило к ее окрашиванию в красный цвет. После исследования распределения ц - фазы производили окончательное травление. Выявление матрицы проводили, используя насыщенный раствор хлорного железа в концентрированной соляной кислоте и 4 % спиртовой раствор азотной кислоты.
Микроструктурные исследования проводили на микроскопе ММУ-3. Микротвердость измеряли на приборе ПМТ-3 при нагрузке 200 г.
Микрорентгеноспектральный анализ проводили на установке “Комебакс”. Полуколичественный анализ содержания элементов в точке размером 1...2 мкм определяли по соотношению интенсивностей излучений от образца и чистого элемента. 1 Помимо этого использовали метод, при котором содержание элементов определяли вдоль линии сканирования.