Износостойкость увеличивается

Рис.,.41. Влияние температуры отпуска" на износостойкость углеродистых сталей:

Увеличение энергии удара сильно влияет на износостойкость углеродистых сталей: износостойкость значительно уменьшается при увеличении энергии удара от 5 до 24 Дж/см2; различие между скоростями изнашивания доэвтектоидной стали 45 и заэвтектоидной стали У12 сокращается (см. рис.42).

Полученные результаты (табл. 29) 'Свидетельствуют о том, что стали заметно снижают свою износостойкость .во воем исследованном диапазоне температур при обоих режимах испытаний. В большинстве случаев износостойкость углеродистых сталей при трении существенно выше, чем при ударе об абразивную поверхность. Это указывает на зависимость износостойкости сталей от схемы их взаимодействия с абразивом.

Таким образом, выявлено, что износостойкость углеродистых сталей при низких температурах ухудшается. Изменение износостойкости сталей зависит от их -структуры, твердости и схемы взаимодействия с абразивом. Стали с мартек-ситной структурой при всех температурах испытаний имеют более высокую износостойкость, чем стали с другими типами структур. Однако, с учетом вязкостных свойств предпочтительнее использовать стали, подвергаемые закалке со сред-аим отпуском.

В некоторых случаях наилучшие результаты дает сочетание разных видов упрочнения. Основной целью поверхностного упрочнения является увеличение твердости трущихся поверхностей. Как уже говорилось выше, с увеличением твердости поверхности детали уменьшается ее износ. Такой вывод для деталей, подвергнутых поверхностному упрочнению, следует из работы В. В. Подгаецкого [164]. Автор исследовал износостойкость углеродистых сталей, упрочненных цементацией и наплавкой твердыми сплавами. Результаты его экспериментальных исследований приведены в табл. 10.

37. В и ш н я к о в Д. Я. и Винницкий А. Г. Износостойкость углеродистых и высокохромистых сталей. — «Металловедение и обработка металлов». 1957, № 4.

.58. Гутерман В. М. и Тененбаум М. М. Влияние микроструктуры на износостойкость углеродистых сталей при абразивном изнашивании. — «Металловедение и обработка металлов», 1956, № 11.

Для повышения износостойкости паровозных деталей необходимо оценить и выбрать материалы, устойчивые против истирания в условиях разрушения за счет схватывания и механического зацепления неровностей при непосредственном (без слоя смазки) контакте. Лабораторные испытания на износ при трении скольжения практически сухих поверхностей на машине типа Амслера воспроизводят разрушение при трении за счет схватывания и механического зацепления. Экспериментально установлено, что в этих условиях истирания износостойкость углеродистых сталей и нелегированных серых чугунов связана с другими качественными характеристиками в следующем порядке: л) износ тем меньше, чем выше содержание углерода в стали или озязанного углерода в сером чугуне; б) при равном содержании углерода износ тем меньше, чем выше твердость; в) при равной твердости и одинаковом содержании углерода износ меньше при такой структуре, которая соответствует меньшей скорости охлаждения в интервале критических температур.

Рис. 4. Влияние температуры отпуска на износостойкость углеродистых сталей:

Легирование углеродистых сталей небольшим количеством хрома, марганца, вольфрама и кремния повышает износостойкость углеродистых сталей за счет повышения твердости (HRC 66—67,5) в результате образования сложных карбидов и высокой концентрации углерода в мартенсите, однако легированные стали, так же как и углеродистые, обладают низкой теплостойкостью, поэтому из них изготавливают мелкоразмерные сверла, метчики, концевые фрезы и протяжки.

Рис. 4. Влияние температуры отпуска на износостойкость углеродистых сталей:

С увеличением содержания углерода в стали ее износостойкость увеличивается, достигая максимального значения, а затем снижается. Самой высокой износостойкостью обладает сталь У8 (рис. 42);-износостойкость сталей 45 и У12 примерно одинакова.

Стремление к самому высокому пределу прочности не оправдано только в том случае, если это значение предела прочности попадает в область хрупкого разрушения. С повышением предела текучести в вязкой и хрупкой областях разрушения износостойкость увеличивается (рис. 52). При переходе от вязкой зоны разрушения к хрупкой износостойкость растет ступенчато. При этом в первой и второй зонах сохраняется линейг ная зависимость. На границе областей одному значению предела текучести соответствует несколько значений износостойкости. В отличие от предела прочности предел текучести в хрупкой области разрушения положительно влияет на износостойкость: чем выше предел текучести, тем больше износостойкость-при ударно-усталостном изнашивании.

С увеличением предела выносливости износостойкость увеличивается в областях хрупкого и вязкого разрушения (рис. 58). На границе хрупко-вязкого перехода наблюдается пороговое увеличение износостойкости. Эта зависимость дает.основание считать, что предел выносливости наиболее полно характеризует природу ударно-усталостного изнашивания.

Вначале с йовышением твердости наблюдается линейное увеличение износостойкости. При дальнейшем повышении твердости линейная связь между износостойкостью и твердостью хотя сохраняется, но износостойкость увеличивается не так интенсивно.

Твердость отожженных сталей или вообще не влияет на их износостойкость, или влияет очень незначительно. При энергиях удара 0,6 и 1,2 Дж изменение твердости сталей от 1250 до 2350 МПа не отразилось на их износостойкости. Независимо от твердости износостойкость сталей различной твердости практически одинакова. При более высокой энергии удара (5 Дж) с повышением твердости от 1250 до 2100 МПа износостойкость увеличивается примерно в 1,5 раза. Дальнейшее повышение твердости практически не влияет на износостойкость сталей.

покрытия толщиной 3—5 мкм. Содержание включений в осадках из этого электролита меньше, чем в осадках из этилендиаминового электролита, и составляет 1—3% (масс.); при повышении плотности катодного тока до 100 А/м2 содержание включений увеличивается. Твердость КЭП по сравнению с твердостью чистых покрытий повышается только на 10—20% и достигает 1300— 1400 МПа, а износостойкость увеличивается в 1,5—2,5 раза.

Для улучшения условий смазки и удаления продуктов износа на поверхности фрикционного материала делаются каналы, общая площадь которых достигает при использовании металлокерамики 47%, а при асбофрикционных материалах 10—16% (вследствие меньшей механической прочности асбофрикционных материалов). Форма каналов может быть кольцевой, концентричной, радиальной или спиральной. При гладких (без каналов) дисках коэффициент трения имеет несколько большее значение из-за выдавливания смазки и перехода от трения граничного к трению сухому. Но при этом существенно снижается износостойкость трущейся пары. Наличие радиальных каналов способствует подаче смазки к поверхности трения. Коэффициент трения при этом уменьшается, а износостойкость увеличивается. Одновременное применение спиральных и радиальных каналов (направление спирали должно быть противоположно направлению вращения дисков) обеспечивает наилучшую подачу смазки

истирание поверхностей при наличии их поверхностного контакта. Например, деформационное упрочнение, возникающее в результате обработки резанием, уменьшает износ поверхностей в 1,5—2 раза. Положительное влияние предварительного деформационного упрочнения на износостойкость деталей проявляется не только в условиях трения со смазочным материалом, но и в такой же мере проявляется и при сухом трении: износостойкость увеличивается в 1,5—2 раза и более [65J. Особенно сильное влияние деформационного упрочнения на износостойкость наблюдается для более пластичных и сравнительно мягких сталей, для которых даже незначительное повышение микротвердости в связи с этим вызывает существенное снижение износа.

Оказалось, что величина износостойкости наплавок в значительной степени зависит от интенсивности воздействия. На рис. 23 (кривая 3) показано изменение относительной износостойкости наплавок с содержанием до 3%С и до 12% Сг. Кривая 4 соответствует наплавкам, содержащим до 5%С и до 26% Сг. Здесь видно, что при снижении скорости в 1,3 раза износостойкость увеличивается почти в 2 раза. В этом случае, как и для большой скорости удара, износостойкость возрастает с увеличением количества углерода.

в) В противоположность этим результатам Робен [5] еще в 1910 г., исследуя абразивный износ углеродистой стали на предложенной им установке, пришел к заключению, что с повышением температуры отпуска и понижением твердости износостойкость увеличивается. В дальнейшем Робен приходит к выводу, что различные способы испытания на износ могут дать различные характеристики износостойкости.

Износостойкость. Сопротивление изнашиванию высокопрочного чугуна определяется главным образом его металлической основой и твердостью. Износостойкость увеличивается при переходе от ферритной к перлитной и бейнитной структурам металлической основы.