Высокая износостойкость определяется также металлической основой, в которой закреплены карбиды.
В настоящее время нет единого мнения, какой должна быть металлическая матрица. Замечено, что матрица износостойкого чугуна должна быть достаточно прочной, чтобы не разрушаться при приложении нагрузок, износостойкой, чтобы сопротивляться истиранию, и достаточно вязкой, чтобы препятствовать выкрошиванию карбидов. Оптимальный тип структуры матрицы зависит от удельного давления. Наиболее благоприятной является аустенитно-мартенситная матрица, так как мартенсит хорошо сопротивляется износу, а аустенит наиболее вязкой составляющей, препятствующей выкрашиванию карбидов.
Особенно высокое сопротивление разрушению оказывают сплавы с нестабильной аустенитно-мартенситной основой, когда нестабильный аустенит упрочняется под действием абразива. Такое упрочнение достаточно эффективно в случае преобладания в структуре мартенсита (содержание аустенита должно составлять 15 -30 %).
Высокой абразивной износостойкостью обладают сплавы с мартенситной основой. Мартенситная матрица выгодна в тех случаях, когда характер износа приближается к эррозии. При высоких давлениях, больших углах атаки абразива и наличии ударов целесообразна аустенитная матрица.
В зависимости от конкретных условий работы данного изделия (температура, скорость перемещения абразива, характеристики абразива, удельные нагрузки и т.д.) большей износостойкостью могут обладать изделия как со стабильной мартенситной, так и с метастабильной аустенитной или аустенитно-мартенситной структурой, и без проведения соответствующих испытаний заранее предсказать необходимую структуру металлической основы почти невозможно. Наиболее общие рекомендации сводятся к следующему:
- для условий "чисто" абразивного изнашивания при небольших нагрузках наиболее износостойкой будет мартенсито-карбидная структура сплавов с высокими значениями твердости и микротвердости и достаточными прочностными и пластическими свойствами, способными выдерживать данные рабочие нагрузки, а также сплавы с матрицей, состоящей из мартенсита и метастабильного аустенита;
- при больших нагрузках или для условий ударно-абразивного износа необходимо обеспечивать в сплавах аустенитно-карбидную структуру (стабильные и метастабильные аустенитные стали, белые чугуны с высоким содержанием аустенита).
При изменении условий испытания или эксплуатации может измениться механизм изнашивания и большей износостойкостью будут обладать сплавы другого состава и структуры.
Сплавы с нестабильной аустенитной структурой обладают более высокой износостойкостью, чем сплавы со стабильной основой. Высокая стойкость первых связана с превращениями в поверхностных слоях детали в процессе изнашивания (превращение аустенита в мартенсит, изменение структуры самого аустенита, выделение дисперсных карбидов по плоскостям скольжения, перераспределение структурных составляющих и т.д.). Износостойкость таких сплавов увеличивается при наличии однородной карбидной фазы.