Влияние металлической основы

 

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.