Процессы и технологии получения триботехнических материалов на основе порошков нержавеющих сталей

• Автор: Ощепков, Денис Алексеевич
• Шифр специальности: 05.16.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 137 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1 ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И СВОЙСТВА

ПОРОШКОВЫХ НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ

1.1 Классификация порошковых нержавеющих сталей.

1.2 Способы получения порошковых нержавеющих сталей.

1.2.1 Получение порошков нержавеющих сталей.

1.2.2 Прессование нержавеющих сталей

1.2.3 Спекание нержавеющих сталей

1.3 Физикомеханические свойства порошковых нержавеющих сталей

1.4 Антифрикционные материалы на основе порошковых

нержавеющих сталей.
1.5 Особенности коррозии и коррозионные свойства пористых
порошковых материалов
1.5.1 Факторы, влияющие на коррозионную стойкость порошковых
сталей.
1.5.2 Методы исследования коррозии пористых материалов
1.5.3 Коррозионные свойства порошковых нержавеющих сталей.
2 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.
3 МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1 Методика получения образцов
3.2 Методика измерения плотности.
3.3 Металлографический анализ
3.4 Методики определения механических свойств
3.5 Методики определения содержания углерода и меди в образцах.
3.6 Статистический микрорентгеноспектральный анализ.
3.7 Определение количества остаточного аустенита
3.8 Методика определения износостойкости.
3.9 Методика испытаний на коррозионную стойкость
3. Статистическая обработка результатов исследований
4 СТРУКТУРА И СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ
ПОРОШКОВЫХ НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ
4.1 Исследование структуры и свойств материалов на основе
порошковых нержавеющих сталей с различным содержанием меди
4.2 Исследование способа введения меди на структуру и механические
свойства порошковых нержавеющих сталей
4.3 Исследование структуры и свойств материалов на основе
порошковых нержавеющих сталей с добавками порошка железа
4.4 Исследование структуры и свойств нержавеющей стали
ХН9М1,5Д с антифрикционными добавками.
5 ИЗУЧЕНИЕ ТРИБОТЕХНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПАР ТРЕНИЯ НА
ОСНОВЕ ПОРОШКОВЫХ НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ
5.1 Изучение триботехиических характеристик стали ХН9М1,5Д с
антифрикционными добавками
6 КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ПОРОШКОВЫХ
НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ
6.1 Исследование питтинговой коррозии порошковых нержавеющих
сталей микроскопическим методом.
6.2 Исследование коррозионной стойкости порошковых нержавеющих
сталей иотенциостатическим методом.
6.3 Исследование коррозионной стойкости порошковых нержавеющих
сталей весовым методом
6.4 . Изучение коррозионной стойкости стали XН9М1,5Д с
антифрикционными добавками.
6.5 Исследование влияния легирующих элементов на коррозионное
поведение различных фаз порошковых инфильтрированных сталей
7 ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ СТАЛИ
0ХН9М1,5Д В СЕКЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА.
7.1 Стендовые испытания.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В порошковых сталях на содержание аустенита значительное влияние, кроме режимов и атмосфер спекания, оказывают также и методы изготовления исходных порошков [6]. Так, например, сталь СПХН9Т, полученная на основе технического железного порошка ПЖЧМ, имеет ай = 0-0 МПа; о од = 0-0 МПа; 5 = 5- %; феррита - %; пористость - 9-%. Та же сталь, полученная на основе карбонильного железного порошка ОСЧ 6-2 и из легированного порошка, имеет соответственно: а „=0-0 и 0-0 МПа; а од = 0 и 0-0 МПа; 5 =- и 5- %, количество феррита и - %, пористость 6-7 и 9- %. Хромистые нержавеющие стали типа XI3 более дешевы, чем хромоникелевые и, имея достаточно высокую коррозионную стойкость в условиях длительного воздействия сравнительно слабо агрессивных сред, находят широкое применение для изготовления различного инструмента, пружин, подшипников и т. Таблица 1. Аустеннтный '. В работе [6] авторами разработана технология получения порошковых нержавеющих сталей типа Х (X-X), с мартененто-ферритнон структурой после спекания. XI3 разработанный технологический процесс позволяет получить стали с более высоким содержанием углерода, т. Мартенситная сталь СПХ может применяться для изготовления средне-и тяжелонагруженных деталей, работающих в условиях повышенной влажности, а также для изготовления износостойких изделий. Таблица 1. Ферритиая сталь СПХ, обладая высокой коррозионной стойкостью, применяется для изготовления коррозионностойкнх сильно нагруженных деталей, работающих в экстремальных условиях и агрессивных средах [3]. В последнее время во всем мире проявляется значительный интерес к порошковым двухфазным нержавеющим сталям. Такие стали имеют, как правило, аустенито-ферритную структуру с соотношением количества фаз /. Двухфазная структура таких сталей обеспечивает повышение механических свойств, при сохранении хорошего уровня коррозионной стойкости и стойкости к окислению при высоких температурах[9]. Двухфазные стали получают из легированных распыленных порошков [9], либо смешиванием порошков аустенитной и ферритной стали [,]. Согласно литературным данным повышение механических свойств обеспечивается за счет механизма межфазного упрочнения []. Основная сфера применения двухфазных нержавеющих сталей - конструкционные детали, работающие при высоких температурах, такие как фланцы выпускной системы автомобилей [9]. В настоящее время в промышленности используются следующие высокопрочные нержавеющие двухфазные хромоникелевые стали: ХН8Ю, XН6, ХН4АМЗ, ХН5Д2Т. ХАГ6Ф, ХАГ6МФ, ХАГ6Д2М. После термообработки, включающей закалку от °С и отпуск при 0 °С, новые стали обладают хорошим сочетанием механических свойств: сод > МПа, ав> МПа, б > %, KCU > 0,9 МДж/м2. Они хорошо обрабатываются резанием, не требуют сложной термообработки, необходимой для хромоникелевых сталей аналогичного класса, имеют высокую прокаливаемость и не склонны к трещинообразованшо []. Новым направлением является разработка аустенитио-мартенситных и ферритно-аустенитных хромомарганцевых сплавов. Примером первых могут служить Х2ГФ, ХГФ, вторых - (-)ХГ8Ю(1-3), Х(-)Г(4-)СЮ. Их особенностью является более высокий уровень прочностных свойств (оо^> 0 МПа, а8 > 0 МПа), высокая пластичность (8 > %) и ударная вязкость (KCU > 1 МДж/м ) []. В работе [] разработана двухфазная аустснито-фсрритная нержавеющая сталь, получившая название ColdDX. Прочность и твердость ColdDX превосходят сталь 6L (аустснитного класса) и сталь 0L (ферритного класса), после температуры спекания °С. Относительное удлинение стали ColdDX, ниже чем у 6L и 0L. В спеченном состоянии данная сталь имеет следующие свойства: плотность 6,9 г/см3, Е = 0 МПа, ав = 0 МПа, о0д = 0 МПа б - 2,5 %, 0 НВ. С и N), а феррит содержит Сг, Si и Мо. Сравнительные коррозионные испытания двухфазной стали в кипящих растворах минеральных кислот и солевом тумане показали, что коррозионная стойкость двухфазной стали практически равна или несколько выше, чем у сталей марок 6L, 0L. Поскольку содержание легирующих элементов, придающих коррозионную стойкость, в Cold DX примерно на % меньше, чем у аустенитных марок, был сделан вывод, что именно двухфазная структура, а не состав материала, объясняют улучшение характеристик [].