Сплав для комплексного термодифузионного легирования поверхности стальных изделий

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ (»)gggg(7

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено18.08.75 (21) 2167617/02 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл.

С 23 С 9/02

С 22 С 35/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (43) Опубликовано25.04.77.Бюллетень №15 (53) уДК Q(9.15.25. .782.3 (088.8) (45) Дата опубликования описания 24.05.77

С. С. Мирошников, П, К. Григоров и М. И. Гаврилов (72) Авторы изобретения

Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт технологии машиностроения (71) Заявитель (54) СПЛАВ ДЛЯ КОМПЛЕКСНОГО ТЕРМОДИФФУЗИОННОГО

ЛЕГИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТИ СТАЛЬН61Х ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к металлургии сплавов, а именно к сплавам на основе хрома и железа, используемым для упрочнения деталей машины.

Известен сплав, содержащий хром, кремний, углерод, медь и железо в следующем соотношении, вес %:

Хром 40-50

Кремний 5-7

Медь 3-5 10

Углерод До 0,9

Железо Остальное (Ц

Однако указанный сплав при диффузионном насыщении стали не обеспечивает получения легированного слоя, способного (5 сопротивляться циклическим нагрузкам при значительных удельных давлениях (более

500 кг/мм ).

При циклических нагрузках со значитель-20 ными удельными давлениями происходят локальные повышения температуры, вызывающие срыв когерентных связей, образующих сцепление карбидной зоны, содержащей железо, хром, углерод, и переходной зоны, 25 представляющей твердый раствор хрома, кремния, меди и углерода в железе.

В результате, в слое образуются микротрещины, а затем местное отслаивание и шелушение слоя.

Бель изобрения-создание сплава, обладающего повышенной износостойкостью легированного слоя в условиях циклических нагрузок при значительных удельных давлениа ях свыше 500 кг/мм .

Зто достигается тем, что в известный сплав для поверхностного легирования стали, в состав которого входят хром, кремний, медь, углерод, железо, дополнительно вводят ванадий при следующем соотношении компонентов, вес %:

Хром 40-50

Кремний 5-7

Медь 3-5

Углерод 4-5

Ванадий 0,5-2

Железо Остальное

Введение ванадия усиливает когерентную связь между зонами за счет растворения в карбидной и переходной зонах. Ванадий, 555167

Известный сплав, вес %

Состав и свойства

¹ 1 № 3 № 2

40

0,09

0,5

1,25

Не более 0,2

0,3

0,09

Остальное

Остальное

Остальное Остальное

2500

6000

6800

6400 измельчая зерна структуры сопрягаемых зон, создает дополнительные плоскости когерентной связи и значитепьно повышает температуру возможного срыва когерентности. Увеличение когерентных связей повы- 5 шает износостойкость пегированного слоя.

Йля изготовления предлагаемого сплава дпя поверхностного легирования берут компоненты, например, следующего состава, вес. %:

Феррохром 70

Ферросилиций 6

Феррованадий 35

Медь 4

Сталь Остапьное )5

Составляют шихту, которую затем расплавпяют в индукционной печи при 1350оС.

Поспе этого расплав измельчают а гидроизмельчителе и получают сплав в порошке.

Поверхностное термодиффузионное упроч- щ нение проводят дпя колец упорного шариХром

Кремний

Медь

Углерод

Ванадий

Марганец

Сера Не бопее

Фосфор Не Бопее

Железо

Время появления микротрещин и начало шелушения легированного слоя на стали ШХ-15 после работы на стенде с цикличной нагрузкой при удельном давлении

800 кг/мм, час

Как видно из таблицы, введение ванадия 55 в сппав для поверхностного пегирования стапи повышает износостойкость легированного споя на стальных изделиях в условиях цикличной нагрузки при удельном давлении

800 кг/мм . 60 коподшипника из стали ШХ-15 в смеси, состоящей из 39% порошка шамота, 1% хпористого аммония и 60% порошка сплава.

Процесс поверхностного диффузионного уп рочнения проводят при 1000 С и выдержке 8 час.

После пегирования кольца проходят термообработку.

Толщина упрочненного слоя составляет

22-24 мк. Упрочненный слой при метаплографическом исследовании представляет собой светлую нетравяшуюся зону с микротвердостью 1600-1800 кг/мм . я

Упрочненные копьца испытывают в паре с лапкой-грузом на Могинском заводе топпивной аппаратуры на специальном стенде.

Результаты механических испытаний пегированного слоя, полученного из предлагаемого и известного сплавов, приведены в габпице.

Предлагаемый сплав, вес %

Формула изобретения

Сплав для комплексного термодиффузионного пегирования поверхности стальных изделий, содержащий углерод, хром, кремний, медь, и железо, о т п и ч а ю ш и й»

555167

Медь

Ванн адий

Железо

3-5

0,5-2 остальное.

Составитель P. Клыкова

Редактор Л. Лашкова Техред М. Ликович Корректор С. Болдижар

Заказ 423/14 Тираж 1 1 02 Подписное

llHHHIIH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/S

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 с я тем, что,с целью повышения износостойкости легированного слоя в условиях циклических нагрузок, он дополнительно содержит ванадий при следующем соотношении ингредиентов, вес %:

Углерод 4-5

Хром 40-50

Кремний 5-7

Источники информации, принятые во вни5 мание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 308085, М. Кл. С 22 С 35/00, 1970 (прототип).