Высокопрочный чугун (ВЧ) широко используются в промышленности. Наиболее высокий уровень механических свойств и износостойкости он имеет после изотермической закалки. Следует отметить, что изотермическую закалку ВЧ осуществляют в расплавах неэкологичных солей и щелочей на приобретение и последующую утилизацию которых, а также промывку от них требуются дополнительные затраты. Между тем, в исследованиях, выполненных на кафедре «Материаловедение» ГВУЗ «ПГТУ» еще в начале 2000 годов показана возможность изотермической закалки сталей без применения расплавов солей и щелочей.

В данной работе ставилась задача изучить влияние режимов экологически чистой изотермической закалки чугуна ВЧ500-7 на его износостойкость при сухом трении скольжения и абразивном изнашивании.

Применялись следующие методы исследования: определялись твердость, микроструктура, рентгеновским методом фазовый состав, испытывалась износостойкость в условиях сухого трения скольжения и абразивного воздействия. Эталоном сравнения служила отожженная сталь 45.

Установлено, что аустенитизация при 850…900 ^оС позволяет получить наиболее высокую износостойкость, соответственно при сухом трении (ε = 4) и абразивном изнашивании (ε = 2,7). При выбранных температурах изотермы (300, 350, и 400 ^оС) и выдержках (10, 30, 60 мин) наиболее высокая относительная износостойкость при указанных видах изнашивания наблюдается при 300, 350 ^оС и выдержках до 30 мин.

Чем выше температура изотермы при постоянной выдержке или продолжительность выдержки при одной и той же температуре изотермы, тем ниже износостойкость при сухом трении и абразивном изнашивании. Эти закономерности аналогичны тем, которые наблюдаются при изотермической закалке в расплаве солей и щелочей.

Изотермическая закалка по новому способу обеспечивает более высокую износостойкость при сухом трении и абразивном воздействии, чем закалка в масле и отпуск на ту же температуру, что у изотермы.

Повышенный уровень износостойкости обеспечивается получением многофазной микронеоднородной структуры, в которой наряду с нижним бейнитом и графитом присутствует 20…35% остаточного аустенита, который при изнашивании претерпевает динамическое деформационное мартенситное превращение. Оно, а не только нижний бейнит, играет важную роль в повышении износостойкости. Следует подчеркнуть, что динамическое деформационное мартенситное превращение обеспечивает самоадаптацию к внешним нагрузкам и самозащиту от разрушения при изнашивании.

Новый способ изотермической закалки высокопрочного чугуна обладает рядом преимуществ по сравнению с типовым. Он не требует расходов на специальное оборудование (печь-ванна) для проведения изотермической закалки по типовой технологии, поддержание заданной температуры расплава солей или щелочей, их приобретение и утилизацию, промывку деталей из чугуна после термообработки. Это позволяет рассматривать новый способ изотермической закалки высокопрочного чугуна как более экономичный и экологичный по сравнению с типовым.

Рассмотренный способ изотермической закалки чугуна для повышения его износостойкости вследствие своих преимуществ по сравнению с типовым должен найти применение в промышленности.