Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние вопроса и постановка задачи исследования . 9
1.1.' Классификация и краткая характеристика видов износа деталей машин 9
1.2. Структура и свойства износостойких сплавов . 17
Глава 2. Глетодика исследований 26
2.1. Материал исследования 26
2.2. Термическая обработка исследуемых сплавов 29
2.3. Исследование коррозионной стойкости сплавов 31
2.4. Методы испытаний сплавов на износ 31
2.5. Методы исследования фазового состава сплавов . 39
2.6. Метод оптимизации химического состава опытных сплавов 46
Глава 3. Исследование сплавов, наиболее часто используемых на кубе для изготовления турбинных колес 42
3.1. Предистория исследования 42
3.2. Оценка коррозиестойкости и износостойкостиопытных сплавов 47
Глава 4. Исследование структуры и свойств срещнехрошстых износостойких чугунов 61
4.1. Влияние химического состава и термической обработки на микроструктуру и фазовый состав среднехромистых чугунов 61
4.2. Влияние структуры на коррозиестойкость и износостойкость среднехромистых чугунов 74
4.3. Общая оценка различных параметров среднехромистых чугунов с использованием математичес кого аппарата . 82
Глава 5. Исследование структуры и свойств высоко хромистых износостойких чугунов 90
5.1. Влияние химического состава и термической обработки на микроструктуру и фазовый состав высокохромистых чугунов 90
5.2. Влияние структуры на коррозиестойкость и износостойкость высокохромистых чугунов 97
5.3. Оптимизация химического состава высоко -хромистых износостойких чугунов 105
5.4. Опытно-промышленная проверка результатов исследования
Общие выводы 115
Литература 117
Приложения 125
- Структура и свойства износостойких сплавов
- Исследование коррозионной стойкости сплавов
- Оценка коррозиестойкости и износостойкостиопытных сплавов
- Влияние структуры на коррозиестойкость и износостойкость среднехромистых чугунов
Введение к работе
В документах ХХУІ съезда КПСС подчеркивается, что дальней» шее развитие сотрудничества с социалистическими странами и укрей пление мировой система социализма является одним из главных направлений внешнеполитической деятельности партии и Советского го* сударства. Этот курс неуклонно и последовательно проводится на практике в тесном сотрудничестве с братскими странами и в их чизеле с Республикой %ба.
На основании принятых директивных документов ЦК Коммунис ~ тической партии и правительством Республики Куба разработаны и успешно реализуются с помощью стран СЭВ и в первую очередь с СССР ряд важнейших социалънойэкономических программ.
Одно из центральных мест в принятых программах отведено задачам, предусматривающим дальнейшее развитие и повышение эффек 2 тивности такой важной для экономики Республики Куба отрасли промышленности, какой является производство сахара.
В настоящее время на Кубе действует 152 завода по производи ству сахара, а к 1990 г, будет введено в строй еще 12. Средняя мощность каждого из них - 100 тыс. тонн сахара-сырца в год.
Большинство предприятий работает непрерывно в течение не менее восьми месяцев, что обеспечивает синхронность процессов саф~ ры и переработки тростника.
Накопленный в течение целого исторического периода формиро^ вания промышленного производства оахара опыт свидетельствует о том, что ритмичность работы предприятий, прежде всего, определяет* ся надежностью механического оборудования. При этом установлено, что "узким местом** в этой системе является относительно короткий срок службы центробежных насосов транспортировки сока сахарного
тростника.
Большая часть национализированных и действующих в настоя* щее время предприятий бшш оснащены импортными насосами преимущественно Североамериканского производства* С развитием Кубинс-» кой революции и в целях строительства социализма на Кубе все большее внимание в экономических планах Республики отводится за^ дачам по реконструкции действующих и созданию новых предприятий сахарной промышленности. Следствием этого явилось развертывание научно-исследовательских работ по изысканию материалов относи * тельно недорогих и доступных для производства деталей насосов в условиях машиностроительной промышленности Республики І^гба.
Актуальность темы заключается в том, что на основании тес» ретических и прикладных разработок представляется возможность расширить фронт научных исследований по синтезу сплавов со one 2> шальными служебными качествами применительно к процессам производства деталей механизмов и машин, используемых на сахарных зеь* водах К^бы и способствовать тем самым снижению закупок дорогосто^ ящего импортного оборудования в капиталистических странах.
Диссертационная работа является научным фрагментом исследо*-ваши, осуществляемых на кафедре ремонтного производства и мате -риаловедения Киевского автомобильно-%орошюго института имени 60* летия Великой Октябрьской социалистической революции в соответст** вин с Координационным планом АН СССР на І98І-І985 годы, проблемы 2.25Д.7 и заданию 03.01 "Разработка научных основ получения ли тейных сплавов со свойствами, максимально приближающимися к тео -ретически возможным, и их состав в соответствии с условиями эксп* луатации отливок".
Цель работы состоит в разработке конкретных научных и прак^ тических рекомендаций с позиций современного материаловедения,
направленных на повышение надежности и долговечности таких ответ** ственных агрегатов, какими являются центробежные насосы транспорт тировки сока сахарного тростника.
В соответствии с поставленной целью в работе решались еле ~ дующие научные и производственные задачи:
Провести анализ условий работы деталей проточной части центробежных насосов и установить причины их преждевременного разрушения на двух*» трех основных этапах производственного цикла по « лучения сахара»
Разработать методику лабораторных исследований по воз ~ можности приближающихся к реальным условиям эксплуатации рабочих органов деталей насосов,
Осуществить сравнительные исследования износостойкости и коррознестойкости сплавов, наиболее широко используемых на Кубе для изготовления деталей насосов.
Разработать основные принципы создания сплавов и технологические процессы их обработки, наделяющие детали насосов вы ~ сокими служебными качествами,
Изучить влияние процесса легирования и различных видов термической обработки на структуру сплавов на основе меди и сие -темы железо^углерод,
Определить износостойкость и коррозиестойкость опытных сплавов в потоке продуктов переработки сахарного тростника,
7. Установить связь структуры сплавов на различных уровнях
с их физико-механическими свойствами с целью оценки их технологи
чности и промышленной целесообразности изготовления,
8, Осуществить промышленную проверку турбинных колес цент»
робежных насосов, изготовленных из разработанных сплавов в про -
мышяенных условиях сахарного производства провинции Матансас и
дать рекомендации по использованию разработок исследования на са-
харных заводах других провинций.
Научная новизна работы заключается в том, что автором впер- вне:
Разработаны и научно обоснованы принципы синтеза износостойких и коррозиеотойкйх структур в сплавах простых и легирован* ных на основе Fe-Cr- С системы» адаптированных к особым условиям использования их на сахарных предприятиях Республики Куба.
Создана оригинальная методика лабораторных и промышлев* ных испытаний известных и вновь созданных сплавов со специальными служебными свойствами,
Расширены и углублены существующие представления о при» роде процессов, имеющих место при изнашивании различных сплавов в условиях потока сока сахарного тростника на различных этапах технологического цикла производства сахара;
Раскрыта одна из закономерностей структурной симметрии металлической основы Сг **чугунов, определяемая соотношением ау«* етенита и мартенсита как 50:50, не зависящая от степени легиро~ ванности, выбора легирующих добавок, наделяющая наиболее высо і» кими параметрами износостойкости изученных сплавов.
Разработана серия принципиально новых литейных материалов на основе сплавов типа нихард и H4XZS, дополнительно ле ~ тированных небольшими добавками Ні , V , См , ht :: , а так » т рекомендованы оптимальные технологические параметры термичес*» кой обработки турбинных колес, изготовленных из новых сплавов.
Осуществлена корреляция научно-технических разработок в области изнашивания машин и агрегатов, используемых для переработки сельскохозяйственных продуктов в СССР с условиями эксплуатации аналогичного оборудования на предприятиях сахарного производства в Республике їфба.
Практическая ценность работы. Разработана группа износостой« ких легированных Сг ~чугунов, а также технологические параметры их получения и термической обработки, что позволило повысить срок службы турбинных колес насосов транспортировки сока сахар ного тростника в 10.,.15 раз. Опытная партия колес, изготовлен » ная в GCCP и установленная в насосы на ряде предприятий сахарно-го производства провинции Матансас надежно эксплуатируется уже в течение более двух лет. Ожидаемый экономический эффект только по 20 предприятиям провинции Матансас составит около 0,5 млн. песо / ~ 0,45 млн. руб./ в год.
Апробация работы. Основные результаты и положения днссер -тации докладывались на: Всесоюзном научно-практическом семинаре по повышению износоспойкости материалов /г. Киев, 1981 г./, на -учно**іетодических конференциях КАДИ /г. Киев, 1981, 1985 гг./, Национальной научно-технической конференции Министерства высше -го образования Республики Ify6a /г. Матансас, 1983 г./, научно-практическом семинаре Главного Управления по обслуживанию и ре ~ монту агрегатов Министерства сахарной промышленности провинции Матансас, научно~Фіетодическом семинаре кафедры технологии металлов Университетского центра /г. Матансас, 1982, 1983 и 1984 гг./.
< Цубликация работ. По материалам диссертации опубликовано 5 научных работ в научное ехничвских сборниках ЙЕН АН УССР /1983, 1984 гг./, в журналах "См&а Азисля « /1984 г./ и "СонэтииссюМ ре Maqi/inn*m>" / $2, Ш 3, 1984 г./.
На защиту выносятся.
I. Результаты исследований структуры и физикойлеханнчес -ких свойств обширной серии литейных материалов на основе fe~C системы и меди, а также данные по износостойкости и коррозиестой-кости ихвв средах сока сахарного тростника^
2; Разработанную методику оценки параметров процесса изна «* пшванйя сплавов в средах сока сахарного тростника как в лабора ~ торных, так и в промышленных условиях»
Новые сведения о природе процессов формирования ИЗН0С0 ~ стойких и коорозиестойких структур в отливках из средне* и высо і» кохромистых чугунов обычных и дополнительно легированных.
Предложенную номограмму для принятия инженерных решений по выбору оптимального состава хромистого чугуна, предназначенное го для изготовления отливок конкретного назначения.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы и прило ~ жения; изложена на 130 страницах машинописного текста, содержит 38 рисунков, 25 таблиц и 98 наименований литературных источников.
Структура и свойства износостойких сплавов
Один из важных факторов, опре делящих износостойкость ме й талла її это металлографическая структура и ее свойства. Поэтому очень важно исследование физико-химических свойств структуры сплавов, работающих при износе,
Б,А, Воинов [ЗО] предлагает следующую схему основного нат равнения для иследования связи между износом и структурой метал-лов и сплавов;1 -і структура сплава: аустениг, карбиды, мартенсит и его превращения, перлит и продукты его распада, эвтектика, твердые растворы, химические соединения, вторичные фазы,2 особенности кристаллизации структуры: направление крио таллизации, перекристаллизация, количество зерен и дисперсность структуры, обезутлероштание поверхности слоя, структура разру шения, устойчивость фаз, прочность поверхностного слоя, однородность и неоднородность сплава:,3 химический состав: количество углерода, содержание эле« ментов внедрения, легирующие элементы, а также модифицирование.Автор [7] считает, что при гидроабразивном, как и при кави- тационном и эрозионном износе мало зависит от величины зерен.
Работа Гі З подтверждает» что при кавитационном и эрознон ном периоде износостойкость материала определяется не обычными усредненными механическими характеристиками,а прочностью отдель-ннх микрообъемов свойствами зерен и их границ»Л.С. Палатник и др. [Зі] выражают мнение, что оптимальная структура износостойкости для работы пары металлов определяется сочетанием структуры со сложными свойствами /физижйшхашгаеск# ми, физико-химическими и т.д./. Высказаны предложения о возмож -ности протекания процессов адаптации и реадаптации при трении скольжения сопряженных пар при особых видах структур, испытываю щих Jfx cC превращения или склонных к процессам старения.
Современное машиностроение требует применения материалов, обладающих не только повышенной прочностью, но и рядом специальных свойств, обеспечивающих дательную и надежную работу отливок в самых разнообразных условиях эксплуатации; Классическими изной состойкими материалами являются хромистые чугуньц
В работах 32; 34] установлено, что кристаллизация эвтек тики в таких чугунах начинается с формирования коллшшй аустени-та и карбида, которые характеризуются своей симметрией и разви -ваются на базе тригонального карбида (Cr.FeJjCs
В системе Fe-Cr-С известны три типа карбидов :(С г, е)з г, \(r?zftCb и(Сг,Ре)2зСб« в высокохромистых сплавах содержится только два типа специальных карбидов (Cr,fe)j С3 и(Сг,Ге)2зС& [353 Влияние углерода и хрома на фазовый состав сплавов можно оценить по серии политермических разрезов диаграммы Fe-Cr-С
Известно, что дополнительное легирование элементами О » Н) V » Сц » 51 ht н др./ оказывает влияние на процесс кристаллизации железоуглеродистых сплавов и определяет структуру и свойства деталей машин, особенно после рационально выбран ных режимов термической обработки.
Оценка влияния на физико механйческие свойства процессов дополнительного легирования Fe-O- С сплавов подробно описана в работах [36...38] и считается общеизвестной.
Автор [39] исследовал структуру и свойства хромистых сила вов, содержащих 1,48...4,33$ С и до 32$ Сг влитом состоянии и после термической обработки, а также их износостойкость, Резуль таты показали, что литые сплавы обладают максимальной износостойкостью при микроструктуре, близкой к эвтектической \ Возрастение износостойкости отмечается у заэвтектических и доэвтектических сплавов после нормализации от 1050/..1150 по мере увеличения в их структуре карбидной составляющей; Отмечено, что оптимальное количество остаточного аустенита, обеспечивающего повышецую из нооостойкость, составляет 2&ЇЗ($.
B.C. Поповым [40] установлено, что износостойкость хромистых сплавов находится в прямой зависимости от количества и сое » тояния избыточной карбидной фазы в объемах некарбидной основы.
Авторы [21, 42] считают, что износостойкость сплавов не тольі ко зависит от количества карбидной фазы, но и также от формы и степени их дисперсионности. Установлено, что пластинки карбидов лучше сопротивляются абразивному износу, чем коагулирование, кв тор установил, что однофазные аустенитные и ферритные структуры сплавов обладают более высокой коррозионной стойкостью, чем гете рогенные структуры. В последнем случае повышение износостойкости приводило к снижению коррозионной устойчивости сплава. Указывает» оя на необходимость определить оптимальное содержание хрома и углерода в сплаве для одновременного обеспечения коррозионной стой кости и износостойкости В работе [43] установлено, что на эррозионнойкоррозионцую стойкость сплавов также оказывает влияние содержание углерода. Углерод связывает хром в карбидах, снижая его количество в некар -бидной части сплава.
Положительное влияние хрома на стойкость против коррозии вызвано пассивацией и повышением прочности сплава. С увеличением хрома от 4,5 до 15,3$ скорость коррозии чугуна уменьшается почти прямолинейно. При изменении количества хрома от 16 до 20$ суще ственного изменения коррозионной стойкости материала не происхо -дит [43, 44J . Также этот автор считает, что высокой стойкостью в условиях гидроэрозионного разрушения обладают сплавы с перлит ной и мартенситиой основами.
В работе [35] установлено, что способность хромистых сплай BOB воспринимать закалку, находится в зависимости от содержания хрома и углерода, но и в значительной степени от температуры закалки, поскольку состав твердого раствора нагретых хромистых сплавов существенно меняется. В зависимости от температуры закал» ки обнаруживается не только высокая устойчивость против снижения твердости при отпуске, но и новое повышение твердости в области температур отпуска 4002500С. При таком отпуске происходит обра « зование специальных карбидов. Специальные карбиды образуются только тогда, когда температура нагрева при отпуске обеспечивает дос і таточную подвижность атомов углерода и легирующих элементов, т.е. когда она близка к температуре рекристаллизации. Кроме того, по вышение твердости при отпуске в той или иной степени связано с распадом остаточного аустенита.Таким образом изменение структур хромистых сплавов при применении легирования и термической обработки позволяет получить
Исследование коррозионной стойкости сплавов
Из литературы следует, что при исследовании износостойкое ти сплавов самые объективные результаты могут быть получены при испытаниях по методике, которая воспроизводит наиболее близкие реальные условия» в которых происходит износ деталей и агрегатов.
В этой связи испытания на гидроабразивннй,кавитащіонно«зр розионный износ проводились на лабораторных установках и в произ » водственных условиях.
Испытания проводились по разработанной специальной методи -ке, схема испытания которой приведена на рис. 2.1.
К насосу, находящемуся на линии производства, подсоединяет-ся труба с ранцами, по длине которой равномерно расположены 10 образцов следующих размеров 80 х 25 х 5 мм.
Такие испытания позволяют оценить стойкость материалов при одновременном воздействии « эрозионном и коррозионном. Образцы взвешивались на аналитических весах через 24(Й300 часов, при оди . наковых условиях испытания /скорости потока, температуры, ріу.
Эксперимент был выполнен с целью установить гидроабразивный и коррозионный износ в условиях, приближающихся к производству, и более тяжелыми в сравнении с предыдущими. Для этого изготовле-н агрегат, схема которого приведена на рис. 2. , . Основным элементом агрегата является ротор, на котором закреплены 12 об разцов с размерами 95 х 25 х 5 мм, вращаемый электродвигателем. Такой агрегат был установлен на линии производства. Потеря массы образцов определялась через 240-300 часов.
Испытания проводились на установке, разработанной на кафедре технологии металлов Киевского института пищевой промышленности. Установка имеет магнитострикциошшй вибратор с частотой кГц и амплитудой колебаниябО it мкм. Испытания проводились в дистиллированной воде и в фильтрованном сахарном соке. Кавитаци-онная стойкость материалов определялась по потере массы образцов.
Для определения стойкости материалов в наиболее реальных условиях, в которых работают детали насоса, был изготовлен опытный экземпляр колеса / импелляр/. Конструктивно опытный экземпляр был выполнен так, что часть быстроизнашивающихся лопаток могла заме -нягься лопатками-образцами из исследуемых материалов. На один импелляр устанавливалось 7 образцов. Собранный насос устанавливал -ся на линии производства и через 300-360 часов работы производил» ся его демонтаж для определения износа образцов. На рис. 2.За,б показана схема шшелляра и насоса, который установлен на линии потока в самом производстве. Эта методика исследований позволяет наиболее близко приблизить условия испытания материалов к произ водственннм и является экономичной.
Несмотря на преимущества, которыми обладает предыдущая мето дика, она также имеет ряд недостатков. Это, прежде всего, необхо »димость монтажа и демонтажа оборудования, которое должно совпа дать с периодами ремонта /каждые 16-18 дней/ завода, чтобы не отразились на производстве проводимые исследования. Для ускоре ния проведения исследований и получения критериев оценки матери »алов от различных факторов, была разработана новая методика ис питаний в лабораторных условиях. Для этой цели использовалась шлифовальная машина производства ФРГ "METfcPOZAtf-2 и, которая может по своей конструкции воспроизводить гидроабразивное ика-витационное изнашивание / рис, 2,4/. Машина имеет вибрационную тарелку, на которую устанавливаются 4 образца размером 27 х 15 х х 9 мм. Скорость вращения 0,34 м/мин, нагрузка 0,68 г/мм2. Ис -питания проводят в сахарном синтетическом соке следующего состава [48] :
Оценка коррозиестойкости и износостойкостиопытных сплавов
В предыдущих разделах работы были освещены подробно вопро и сы, касающиеся влияния различных факторов на коррозиеетойкость и износостойкость металлических материалов. Представляет определен-ный интерес осуществить сравнительные испытания в одних условиях образцов сплавов, наиболее часто используемых для изготовления деталей механического оборудования сахарных заводов. Среди них определенную долю составляют различные устройства, также как и колеса насосов, предназначенные для транспортировки сока сахарног-го тростника. Безразлично от своего назначения стойкость деталей в некоторой степени зависит от неровности /чистоты/ рабочей по верхности.
В табл. 3.1 приведены результаты оценки скорости коррозии /ИК/ и скорости износа/)/) / известных материалов. Образцы об -рабатывались на два класса чистоты поверхности - чистовая поли -ровка /0,8/ и грубая /2,5/ по шкале, принятой на машиностроитель-ных предприятиях Кубы.
Как видно из полученных данных, в общем виде подтверждается известное положение о том, что ухудшение чистоты поверхности изделий сопровождается снижением характеристик коррозиестойкости и износостойкости любого сплава.
Кинетика процесса разрушения опытных сплавов в зависимости от чистоты поверхности прослеживается по данным, представленным в табл. 3.2, на несколько участков.Например. Начальный. Характеризуется равномерным наращивани ем скорости износа.
Промежуточный. Отличается резким усилением интенсивности изнашивания.Установившийся износ. На этом участке испытания отмечается снижение до определенного уровня скорости износа.
Д&я испытанных сплавов, различных по своей природе, чистота обработки образцов сказывается в основном на абсолютных значениях скорости износа и продолжительности аналогичных участков.
Дальнейший анализ данных, полученных в этой части работы, позволяет прийти к заключению, что установленный характер измене » ния скорости износа при гидроабразивном изнашивании сплавов под -чиняется известному закону, раскрытому для сопряженных пар в уз лах трения.
Следовательно, при одной и той же чистоте рабочей поверхноо» ти изделия более высокой износостойкостью должны обладать сплавы, износ которых во времени характеризуется большой продолжительностью начального и установившегося участков и коротким промежуточ ным. Последнее обстоятельно будет уже зависеть от физзшьмехани ческих свойств сплавов.
В проведенных исследованиях было установлено, что среди факторов, о] іределяющих долговечность деталей машин, применяющихся в процесса производства сахара особое место зашшает коррозия и аб разивное изнашивание в агрессивных жидких средах /гидроабразивныйизнос/.
Очевидно, что определенный интерес должны представлять ре зультаты раздельного исследования влияния указанных факторов на разрушение сплавов. Вероятно такие опыты позволят оценить место каждого из них в общей цепи факторов, определяющих долговечность оборудования.
В соответствии с изложенным были испытаны в черновом соке следующие материалы: эталон Бр №5 5«5; ХІ7НІЗМ2Т; 08ХІ8НІ0Т; ІС59-І и СЧІ2. На рис. ЗЛ представлены величины относительного износа для этих материалов соответственно в условиях коррозии и гидроабразивного износа.
Из полученных результатов видно, какими преимуществами обладают стали ХІ7НІЗМ2Т и 08ХІ8НІ0Т в условиях коррозии по сравнению с бронзой -"эталон? Эти стали при испытании на коррозию увеличив ли свою массу под влиянием эффекта пассивации. Сопротивление коррозии связано с высоким содержанием в них С Г и Ni , благода -ря которым железо приобретает положительный потенциал и в изучаемой коррозионной среде ведет себя как благородный металл.Бронза Бр 0ЦС 5 5«5 несмотря на то, что не претерпевает пас-сивации, также обладает высоким сопротивлением коррозии.
В изучаемой среде латунь ЯС5М обладает сопротивлением кор » розии в 4,54 раза меньшим, чем бронза "эталон" и ее худшие анти« коррозионные свойства, с одной стороны, объясняются присутствием Ъу\ І который очень мало способствует улучшению сопротивления коррозии, а с другой стороны наличием двуфазной структурыtk+fi » которая способствуетформированию гальванических пар и вследствие этого, ускорению коррозионных процессов.Из 4 испытываемых материалов серый чугун СЧІ2, применяемый в настоящее время для изготовления корпусов насосов, ведет себя хуже всех остальных. Присутствие в его металлической основе фер
Влияние структуры на коррозиестойкость и износостойкость среднехромистых чугунов
Следуя основному закону металловедения, определяющий зависимость различных свойств металлических материалов от их структуры часть исследований посвящена оценке влияния структуры и ее изменений под влиянием химического состава сплавов и термической обработки на коррозиестойкость и износостойкость сред -нехромистых чугунов.
Испытания на коррозиестойкость осуществлялись по описан -ной ранее методике. При исследовании использовались образцы с полированной поверхностью /микропшифы/. Среди большого числа испытанных сплавов более тщательному анализу повергались также сплавы, указанные в табл. 2.4.
Результаты испытаний на коррозиестойкость образцов опыт -ных сплавов в черновом соке сахарного тростника представлены в табл. 4.2. За кинетикой процесса коррозии можно проследить по кривым, приведенным на рис. 4.10.
Прежде всего, из табл. 4.2 следует, что как в литом так и в нормализованном состоянии относительно низкую коррозиестой-кость показывают сплавы, содержащие наименыцую концентрацию хрома, меди и без алюминия /& 108/. В остальных случаях ско -рость коррозии зависит от степени гетерогенности микрострукту-ры и легированности ее составляющих фаз. Кривые, определяющие кинетику процесса коррозии для исследованных сплавов, после одинаковой термической обработки имеют один и тот же вид. Поэтапный характер процесса коррозии уже отмечался в гл.Ш.
Здесь же первый этап отсутствует вследствие ВЫСОКОЙ ЧИСТОТЫ ШІ верхности опытных образцов". Тем не менее второй - ярко выра -жен появлением максимума и связан с начальными процессами фор мирования защитных пленок, который характеризуется селиктивным воздействием агрессивной среды на рабочую поверхность сплавов [74...76] . Абсолютное значение максимума скорости коррозии также определяется указанными выше двумя обстоятельствами. При дальнейшей поставке исследований сделана попытка отделить вли-яние на коррозию карбидной фазы, которая вносит наиболее весомое влияние на степень гетерогенности структуры сплавов. Сэтой целью все опытные сплавы после нормализации от 950С изучались для определения влияния количества /К,%/ и размеров/ 1? МКИ / первичных карбидов на коррозиестойкость, а также и относительную износостойкость.
На рис. 4.II приведены в графической обработке результаты опытов. Прежде всего отмечается некоторое снижение параметра Е /а/ при увеличении количества карбидной фазы, что .для слла -1/ .. вов, попавших по количественному составу в эту область, свя зано с потерей защитных свойств от гидроабразивного изнашивания металлической матрицы. Повышение износостойкости и непрерывное увеличение скорости коррозии /б/ имеют обратную зави -симость. В последнем случае с увеличением количества карбидов растет число микропар, усиливающих электрохимическую коррозию. В таком же плане /обратная зависимость/ на относительную износостойкость оказывает влияние степень дисперсности /размеров-карбидов. Остается проследить, за.влиявжем химиааского состава опытных сплавов и термической обработки на основной их параметр - относительную износостойкость. Результаты при гидроабразивном изнашивании в черновом соке опытных сплавов при
По данным табл. 4.3 можно проследить, в общем плане, за влиянием совокупности всех факторов, определяющих износостойкость опытных сплавов. Легко установить, что общий уровень износостойкости остается все еще низким даже при легировании и термической обработке среднехромистых чутунов. Вместе с этим можно установить, что количество остаточного аустенита при одних и тех же параметрах карбидной фазы играет сущест -венную роль в определении уровня износостойкости. Истоки это- Iго явления беруг свое начало из известных положений теорети ческой и прикладной физики, устанавливающие условия стабильное ти любой конденсированной системы, связанные с обязательным проявлением законов симметрии» Применительно к синтезу литейных сплавов со специальными служебными качествами эти положения с продолжением в их применении получают непрерывное раз -витие в работах проф. Бобро Ю.Г., начиная с 1962 г. ["77...79] Для получения дополнительных экспериментальных данных, подт -верждающих эти положения и основные теоретические предпосыл -ки настоящей работы, направленные на разработку принципов усовершенствования и создания новых износостойких сплавов на ос -нове Fe-Or- С системы были поставлены специальные опыты,
С этой целью многочисленные сведения по основным параметрам, характеризующим износостойкость среднехромистых чугунов в их числе параметр ударной вязкости при различном химическом составе и термической обработки /от 850С до 950С/ были свя -завы воедино и выражены графически на рис, 4.12, Там же пред -ставлены характерные изломы ударных образцов.
Предполагалось перед этой частью эксперимента, что на микроструктурном уровне один из законов симметрии должен проявиться в некарбидной части чугунов при условии сочетания мартенси -та и eгo"aнтипoдa,, - аустенита в соотношении 50:50. При этом считалось, что принцип симметрии должен иметь место и на более глубоких /тонких/ структурных уровнях.
Из анализа данных, приведенных на рис. 4.12, следует, что реализация одного из законов симметрии обеспечивает достижение максимальных для каждого сплава значений относительной износостойкости и ударной вязкости. Уровень таких параметров для каждого сплава связан с природой составляющих симметрии,определяющую их способность к адаптации и реадаптации рабо чих поверхностных структур к различного рода воздействию, которое имевт место при изнашивании металлических материалов.
Таким образом обозначен путь для постановки дальнейших исследований, следуя которому представляется возможным придержи -ваясь законов симметрии, облагородить фазы ее составляющих для достижения более высоких значений ИЗН0С0СТ0ЙК0СТИІ
