Совершенствование составов и способов литья кобальтовых стеллитов

• Автор: Фурман, Игорь Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 148 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.

Глава 1. Состояние вопроса.

Глава 2. Физикохимические свойства кобальтовых стеллитов.

2.1 Поверхностное натяжение расплавов на основе кобальта

2.2 Смачивание стали кобальтовыми стеллитами

Глава 3. Износостойкость кобальтовых стеллитов

3.1 Влияние химического состава на износостойкость кобальтовых стеллитов

3.1.1 Износ по закрепленному абразиву.

3.1.2 Износ по незакрепленному абразиву

3.1.3 Газоабразивный износ

3.1.4 Газоабразивный износ при повышенных температурах
3.1.5 Износ металла по металлу.
3.2 Изучение эксплуатационных свойств кобальтовых стеллитов
для упрочнения опор шарошечных долот.
Глава 4. Технология изготовления литых наплавочных прутков из
кобальтовых стеллитов
4.1 Технология приготовления расплава
4.2 Вязкость кобальтовых стеллитов
4.3 Разработка технологии литья наплавочных прутков из стеллитов
4.4 Влияние технологических параметров на заполняемость литейных форм кобальтовыми стеллитами
4.5 Установка для вакуумного всасывания наплавочных прутков из стеллитов
4.6 Влияние некоторых технологических параметров на структуру литых прутков
Глава 5. Промышленные испытания деталей машин, наплавленные
кобальтовыми стеллитами
5.1 Промышленные испытания буровых долот.
5.2 Промышленные испытания пил со стеллитовой наплавкой
5.3 Производственные испытания лопаток авиационных двигателей наплавленных стеллитом.
5.4 Опробование технологии вакуумного всасывания для получения литых прутков из жаропрочных никелькобальтовых сплавов
Общие выводы по работе
Библиографический список
Приложения.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Хром в кобальтовых сплавах образует целую серию карбидов с различным соотношением Ст/С, которые способствуют твердорастворному упрочнению этих сплавов карбидными выделениями, образующимися по реакции старения. При более высоком содержании хрома в сплавах образуется стабильная ст-фаза, поэтому повышение содержания хрома приводит к охрупчиванию сплавов, чего необходимо избегать []. Углерод играет значительную роль в литейных сплавах, разработанных в расчете на самую высокую длительную прочность, поскольку карбидное упрочнение - основной механизм, реализуемый в Со сплавах при обработке старением. Известно [], что с изменением содержания углерода в диапазоне 0,3-0,6 вес. Для поддержания характеристик прочности при растяжении, длительной прочности и пластичности, управление действием углерода имеет критическое значение. В отличие от прочности пластичность снижается с ростом содержания углерода в этом диапазоне концентраций. Считается, что пластичность может заметно снизиться в результате образования вторичных карбидных выделений во время эксплуатации при 0 - ~7°С []. В большинстве низкоуглеродистых литейных сплавах (содержание С<0, вес. Тугоплавкие элементы молибден и вольфрам используют, главным образом, для твердорастворного упрочнения деформируемых и литейных кобальтовых сплавов. Элементы с меньшей растворимостью, такие как Та, ЫЬ, Ъх и Щ обычно эффективнее в качестве карбидообразователей. В то время, как большинство современных кобальтовых сплавов в качестве основного элемента для твердорастворного упрочнения содержат вольфрам, в наклепываемые сплавы с этой целью вводят молибден в количестве до вес. Было показано [], что у литейных сплавов замена вольфрама на эквивалентные по атомной концентрации добавки молибдена повышает характеристики пластичности при кратковременном растяжении и испытании на длительную прочность (то и другое при повышенных температурах) без уменьшения прочности. Кроме того, происходит снижение плотности сплавов при незначительном изменении коэффициента термического расширения и микроструктуры. Добавки молибдена вызывают небольшое снижение температур ликвидус и солидус с расширением полного интервала кристаллизации, что приводит к некоторому изменению в морфологии карбидных выделений и образованию дополнительного количества эвтектического карбида. Подобно вольфраму, рений активно растворяется в матрице, повышая температуры ликвидус и солидус. Добавка 2% Ие и 3% Сг к сплавам системы Со-У приводила к дополнительному росту прочности, однако из-за высокой цены на сплав такое легирование не всегда экономически обосновано []. Чтобы повысить стабильность высокотемпературной аустенитной структуры (г. Бе [,]. Присутствие этих элементов в литейных сплавах снижает сопротивление деформации и повышает их обрабатываемость. Дальнейшее увеличение содержания никеля и железа приводит к достаточно резкому снижению длительной прочности. Введение 4-6 вес. Введение азота в состав некоторых литейных сплавов (как преднамеренное, так и неизбежное) также, подобно углероду, оказывает положительное, хотя и не очень существенное, упрочняющее влияние посредством образования нитридов или карбонитридов. Эти соединения менее устойчивы, чем карбиды, и в процессе эксплуатации вступают в реакции, ведущие к их вырождению и распаду, что приводит к нестабильности свойств сплава в процессе эксплуатации детали []. Бор вводят в литейные сплавы, чтобы повысить длительную прочность и пластичность, однако подлинная роль бора в микроструктуре обычно заслонена карбидными выделениями. Обычно бор добавляют в количестве 0,5 вес. Значительного улучшения стойкости кобальтовых сплавов против окисления достигли путем введения добавок редкоземельных элементов, У и Ьа. Введение 0,-0, вес. Сгз и сведения к минимуму образования С0СГ2О4 и соединении СоО [,]. Подобно своим аналогам на никелевой и железной основах, жаропрочные кобальтовые сплавы представляют собой сложный химический и кристаллографический комплекс. Он состоит из аустенитной матрицы и разнообразных фазовых выделений, таких как карбидные и интерметаллид-ные соединения, относящиеся к геометрически плотноупакованным (г.