Наукові конференції України, Нові матеріали і технології в машинобудуванні-2017

Розмір шрифту: 
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ХРОМОМАРГАНЦЕВЫЕ И МАРГАНЦЕВЫЕ СПЛАВЫ
Л.С. Малинов

Остання редакція: 2017-07-13

Тези доповіді


В промышленности широко используются высокопрочные хромоникелевые стали переходного класса (09Х15Н9Ю, 07XI6H6, 10XI5H4AM3, 08Х15Н5Д2Т и др.). Их недостатком является то, что они содержат дорогой никель. Автором совместно с А.П. Чейляхом разработаны высокопрочные безникелевые стали: 10Х14AГ6, 10X14АГ6Ф, 10Х14АГ6МФ, 10Х14АГ6Д2М. Они открыли перспективное направление в создании безникелевых сталей переходного класса, сведения об использовании которых в зарубежной и отечественной литературе отсутствуют. Микроструктура разработанных сталей- низкоуглеродистый реечный мартенсит и метастабильный аустенит, который при нагружении превращается в мартенсит деформации. В зависимости от конкретных условий эксплуатации за счет легирования и обработок изменяется количество и степень стабильности аустенита и, соответственно, регулируется уровень механических и служебных свойств. После несложной термообработки, включающей закалку (нормализацию) с 1000 оС и отпуск при 200 оС, новые стали обладают хорошим сочетанием механических свойств: s0,2 = 1150-1200 МПа; sВ = 1400-1500 МПа; d = 11-15 %; y = 38-42 %; KCU = 1,0-1,6 МДж/м2. Еще более высокий уровень прочности при сохранении хорошей пластичности и ударной вязкости достигается после ступенчатой закалки с выдержкой при температурах 100 и 400 оС. Сравнительные испытания на сопротивление ударно-циклическому нагружению, имитирующему условия работы пластин кольцевых клапанов компрессоров, показали, что сталь 10Х14АГ6МФ имеет в 1,5-2 раза более высокий уровень этой характеристики, чем известная хромоникелевая сталь 09Х15Н9Ю.

В работах автора с В.И. Коноп-Ляшко и Н.М. Никопорцом показано, что

для получения наиболее высокого уровня механических свойств и износостойкости необходимо управлять этими превращениями. С учетом этого разработаны способы обработки, позволяющие реализовать указанный принцип. Создана большая группа сталей с метастабильным аустенитом, представителями которых являются 08Х12АГ20С, (08-20)Х13АГ10СМДФ, (08-50)Х14Г(8-12)СФ. Эти стали обладают хорошими литейными свойствами, технологичны при прокатке и ковке, При содержании углерода до 0,20 % углерода они удовлетворительно обрабатываются резанием. Разработанные стали имеют более высокие прочностные свойства (s0,2 = 380-440 МПа; sВ = 820-860 МПа); чем широко применяемая в промышленности сталь 12Х18Н9Т (s0,2 = 250-265 МПа; sВ = 530-550 МПа ), хорошие пластические характеристики и ударную вязкость: d = 38-40 %; y =  35-45 %; KCU = 1,4-2,05 МДж/м2. По износостойкости при сухом трении скольжения, абразивном и газоабразивном воздействии хромомарганцевые стали более чем в 2 раза превосходят хромоникелевую сталь. Показано, что в аустенитной метастабильной стали 20Х13Г10 после комбинированной обработки может быть получен высокий уровень механических свойств (s0,2 = 1900 МПа; sВ = 1950 МПа; d = 8 %).

Автором и Е.Я. Харлановой разработаны стали: 08Г20Д(1-2), 08Г20Ю(1-3), 20Г14АФ, 130Г4Ф, 150Г4Ф3, 130Г6ФЛ, 120Г8ФЛ, а также износостойкие чугуны (250-400)Х(10-15)Г4С2Ф(0,5-4). Малоуглеродистые стали обладают высокой ударной вязкостью (KCU-196 > 0,6 МДж/м2).. Высокоуглеродистые стали с 6-8 % Mn, обладают в 1,5 раза большей абразивной износостойкостью, чем сталь 110Г13Л. Хромомарганцевые чугуны по износостойкости превосходят никельсодержащие аналоги.Важно подчеркнуть, что марганцевые и хромомарганцевые стали и чугуны в ряде случаев могут быть применены вместо никельсодержащих и дать значительный экономический эффект. К тому же Украина богата залежами марганцевой руды.


Full Text: PDF