Методическое руководство к выполнению лабораторных работ по курсу «Основы повышения надежности и долговечности деталей машин», страница 10

Не допускается наличие в абразивно-стойких сплавах перлитной, а тем более ферритно-перлитной основы. Следует, однако, отметить, что пластинчатые структуры лучше противостоят различным видам изнашивания по сравнению с зернистыми структурами отпуска. По этой причине в головке железнодорожных рельсов стремятся получить структуру троосто-сорбита или сорбита закалки, а не сорбита отпуска.

Несмотря на свою высокую твердость, мартенсит все же мягче большинства абразивных частиц. Если в структуре сплава нет, кроме мартенсита, других упрочняющих фаз, то такой сплав достаточно легко разрушается при перемещении абразива по его поверхности. Эффективной преградой режущей частице может быть лишь та фаза, твердость которой выше твердости абразива. Такими фазами являются карбиды, нитриды, бориды. Их объемная доля в структуре может достигать 50%. Желательно присутствие специальных карбидов, поскольку цементит, даже легированный, не обладает высокой твердостью. Таким образом, оптимальными структурами при абразивном изнашивании являются: «мартенсит + специальные карбиды» (отсутствие ударных нагрузок),  «аустенит + мартенсит + специальные карбиды» (умеренные ударные нагрузки), «аустенит + специальные карбиды» (высокие ударные нагрузки».

Известны различные технологии получения износостойких сталей и сплавов, а также износостойких покрытий. Среди них можно выделить: 1) литье, 2) отливка, 3) наплавление, 4) напыление, 5) порошковая металлургия.  Литьем получают детали из высокоуглеродистых сталей и чугунов (объемное легирование), а наплавлением наносят твердые износостойкие  слои на режущие поверхности рабочих органов (например, упрочнение кромок культиваторов). Горячему деформированию с получением заготовок подвергают легированные инструментальные стали типа Х12 или Р6М5, которые  можно успешно использовать в качестве абразивно-стойких. Метод порошковой металлургии широко применяют при изготовлении твердых сплавов и быстрорежущих сталей.

Рассмотрим основные типы структур абразивно-стойких сплавов и покрытий.

               1.1.1..Инструментальные стали  типа Х12, Р6М5,9Х18 и др.

Эти стали относятся к ледебуритному классу, т.е. в литом состоянии в их структуре присутствует карбидная эвтектика, залегающая по границам дендритов. Для повышения механических и служебных свойств эти стали подвергают горячей пластической деформации, в результате чего происходит дробление эвтектических образований и значительно повышается равномерность распределения первичных карбидов в объеме заготовки.