Зносостійкі сталі
Зносостійкі́ ста́лі (англ. wear resistant steels) — конструкційні сталі з особливими властивостями, що здатні чинити підвищений опір зношуванню і об'єднують, зазвичай, групи високомарганцевих, графітизованих та, інколи, підшипникових сталей. Для забезпечення зносостійкості сталь повинна мати високі значення твердості, міцності, стійкості до крихкого руйнування, контактної витривалості.
Високомарганцеві сталі
До високомарганцевих зносостійких сталей належать сталі марок 110Г13Л, 110Г13ФТЛ, 130Г14ХМФАЛ, 120Г10ФЛ, 110Г13Х2БРЛ[1].
Високомарганцеві сталі, типу 110Г13Л, містять у своєму складі 0,9…1,4% С, 11,5…15% Mn, характеризуються високою зносостійкістю, пластичністю та ударною в'язкістю. Використовуються для виготовлення широкої номенклатури виливків, які працюють за умов ударно-абразивного зношування (бронеплити, била дробарок, траки, залізничні стрілки і хрестовини, зубці ковша екскаваторів).
Сталь 110Г13Л має усталену аустенітну структуру після гартування без поліморфного перетворення від температур 1000…1100 °C і такі механічні характеристики: σв = 800…1000 МПа, σт = 250…400 МПа, δ = 35…45%, ψ = 40…50%, 170…230 HB, KCU = 1,6…2,1 МДж/м². Вона схильна до наклепування і внаслідок цього — до підвищення твердості (до 600 НВ).
Графітизовані сталі
Графітизована сталь (марки ЭИ293, ЭИ336, ЭИ366) може містити у своєму складі 1,5…2,0% С і до 2% Si. Після графітування (короткочасного відпалу, в результаті якого у структурі сталі виділяється вільний графіт відпалу) сталь поєднує у собі властивості загартованої сталі та чавуну. Графіт у такій сталі виконує функції змащувальної фази, що дає змогу їх використовувати як замінник бронзи та для виготовлення тонкостінних деталей, що працюють в умовах ударних навантажень. Сталь має структуру феритоцементитної суміші з певною кількістю графіту. Залежно від режиму термічної обробки і вмісту вуглецю кількість графіту може бути різною.
Графітизована сталь застосовується у вигляді виливок та поковок. Механічні властивості виливок, залежно від терообробки такі: σв = 550…900 МПа, δ = 16,5…6,5%; 170…277 HB. Загартовані з відпуском поковки можуть мати границю міцності 1360…1500 МПа.
Графітизовані сталі використовують для виготовлення поршневих кілець, поршнів, колінчастих валів та інших виливків деталей, що призначені для експлуатації в умовах тертя.
Підшипникові сталі
З підшипникових сталей найвищою зносостійкістю характеризуються марки ШХ15, ШХ20, які використовують для виготовлення кульок і роликів підшипників. За хімічним складом і структурою ці сталі належать до легованих конструкційних сталей, хімічний склад та сортамент яких регламентується міждержавним стандартом ГОСТ 801-78[2]. Підшипникові сталі мають вміст вуглецю від 0,95 до 1,15% і хрому у кількостях 0,6…1,5%.
Інші сталі
З інших груп сталей підвищеною зносостійкістю відрізняються інструментальні швидкорізальні сталі марок 85Х4М5Ф2В6Л (Р6М5Л), 90Х4М4Ф2В6Л (Р6М4Ф2Л) згідно ДСТУ 8781:2018[1].
Див. також
Примітки
- ДСТУ 8781:2018 Виливки зі сталі. Загальні технічні умови
- ГОСТ 801-78. Сталь подшипниковая. Технические условия.
Джерела
- Пахолюк А. П. Основи матеріалознавство і конструкційні матеріали: [підруч. для студ. вищ. навч. зал.] / А. П. Пахолюк, О. А. Пахолюк. — Львів: Світ, 2005. — 172 с. — ISBN 966-603-387-9.
- Матеріалознавство і технологія конструкційних матеріалів / [навч. посібник для учнів прф. навч. зал.] /Хільчевський В. В., Кондратюк С. Є., Степаненко В. О., Лопатько К. Г. К.: Либідь,2002. — 328 с. ISBN 966-06-0247-2.
- Федотьєва Л. П. Сучасний стан і перспективні методи обробки високомарганцевих сталей// Вісник КДПУ. Випуск 6/2006 (41). Ч. 1. C. 31—37.
- Структура и свойства подшипниковых сталей / Спектор А. Г., Зельбет Б. П., Киселёва С. А. — М.: Металлургия, 1980. — 264 с.(рос.)
- Специальные стали: Учебник для вузов. / Гольдштейн М. И., Грачев С. В., Векслер Ю. Г. — М.: Металлургия, 1985. — 408 с.(рос.)