ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЛЕКСНО-ЛЕГИРОВАННЫХ БЕЛЫХ
Сильман Г.И., Грядунов С.С., Быков В.Ф.
(БГИТА, г. Брянск, РФ)
At some Bryansk factories a serial production of castings and finished products(such as different parts of machines, devices, tooling and instruments) made of these alloys with heat and mechanical treatment has been organized. Produced and tested under laboratory and production conditions, experimental batches of parts and tools showed high exploitation reliability and economic efficiency of the use of the new materials.
Высокоизносостойкие хромованадиевые белые чугуны разработаны в качестве литейного и наплавочного материала, используемого для деталей, работающих в особо тяжелых условиях интенсивного изнашивания при больших нагрузках, в том числе и динамических, а также в условиях повышенных температур и термоциклирования. Эти чугуны отличаются высокой твердостью (до HRCЭ 67) и износостойкостью, высокими прочностными свойствами (sв до 1000 МПа) при достаточно высоких значениях пластичности и ударной вязкости (относительное удлинение d до 5%, ударная вязкость КС до 20 Дж/см2). Столь необычное сочетание свойств белых чугунов обеспечивается особой микроструктурой, имеющей композиционный характер и формирующейся в процессе естественного структурообразования. Необходимая прокаливаемость сплава (вплоть до самозакаливаемости при охлаждении в литейной форме и при "мягкой" термической обработке, например, при воздушной закалке) обеспечивается комплексным легированием (марганцем, хромом, молибденом и другими элементами). Общий химический состав сплавов скоррелирован таким образом, что в них обеспечивается формирование необходимой структуры в разных термокинетических условиях или ее доводка при простой термической обработке.
Изделия из разработанных чугунов могут быть получены различными методами литья и горячей пластической деформации, а также с использованием износостойкой наплавки. В последнем случае изготавливаются литые прутки, гранулированные порошки, механические смеси порошкообразных компонент, применяемых в порошковых проволоках и лентах. Наплавка может проводиться различными способами: газопламенным, плазменным, дуговым, электрошлаковым. Проведенные исследования показали хорошее сцепление наплавленного слоя с основным металлом при наличии качественной композиционной структуры в поверхностном слое и переходной зоне и малую склонность наплавленного металла к образованию горячих и холодных трещин. По износостойкости наплавленный металл не уступает металлу отливок при идентичности их химического состава.
Разработанные чугуны использовались при изготовлении изнашиваемых деталей землеройных машин. Эксплуатационные испытания литых деталей (ножей шнеков шнекороторных экскаваторов, зубьев ковшей экскаваторов, зубчатых реек, полушестерен) проводились на грунтах, содержащих камень-ракушечник и другие каменистые включения. Установлено, что износостойкость этих деталей в 2,5-3,5 раза выше по сравнению с деталями из серийных материалов (термообработанной стали 35 ГЛ, стали Ст5 с наплавкой рабочей кромки, стали 60С2 и др.). В процессе испытаний все опытные детали не имели поломок. При наработке 340 моточасов и объеме выполненных работ 17,7 тыс. м3 рейки из белого чугуна имели незначительный износ зубьев. В то же время серийные зубчатые рейки имели трещины, большую овальность и выкрашивание зубьев, что требовало их замены.
Комплексно-легированные чугуны были испытаны и в виде износостойкой наплавки. При разработке мерзлых грунтов V категории в условиях треста “Апатитстрой” Мурманской области испытаны наконечники рыхлителей землеройных машин, наплавленные по рабочей поверхности. Срок службы этих наконечников возрос в 2,8-3 раза по сравнению с деталями, наплавленными материалами, серийно выпускаемыми нашей промышленностью.
Разработанные чугуны защищены авторскими свидетельствами и патентами на изобретения. Производство изделий из этих чугунов организовано на нескольких Брянских предприятиях. Необходимые изделия могут изготавливаться и поставляться заказчикам в виде унифицированных заготовок различных размеров и формы, фасонных отливок, готовых деталей развесом от десятков граммов до сотен килограммов.
Запросы о более подробной информации и заказы на изделия их комплексно-легированных чугунов можно направлять по e-mail: