Рис. 12.5. Зависимость износа наплавленного металла при удар но-абразивном изнашивании от энергии удара:

1 — релит Ы,С + У/С); 2 — 320Х25С2ГР; 3 — 320Х23С2ГРТ: 4 — 350Х15ГЗР; 5— 120Х7В13Р: о — 90Х4В17Ф; 7 — 130Х14В13Ф2; 8 -150Х15Н2АТ; 9 ~ 70ХЗСМГ; 10 — Н18К9М5Т

щих на него абразивных частиц. Такое значение матрицы будет возрастать с ростом давления абразива на поверхность металла.

При повышении давления абразива на поверхность металла, особенно при ударно-абразивном износе, с повышением роли динамической составляющей влияние легирующих элементов и роль твердых частиц сплава изменяется. При высоких давлениях, особенно при ударно-абразивном изнашивании, с повышением энергии удара будет увеличиваться роль хрупкости сплава и его фазовых составляющих. Наиболее твердые составляющие, которые чаще всего являются наиболее хрупкими, будут разрушаться — крошиться, в результате чего они потеряют способность сопротивляться действию на металл абразивных частиц (рис. 12.5).

Наиболее стойкими при отсутствии ударов являются спеченный карбид вольфрама (релит) и борсодержащие высокоуглеродистые сплавы. При увеличении энергии удара все борсодержащие сплавы быстро теряют свою износостойкость. Однако борсодержа-щий сплав с низким содержанием углерода 120Х7В13Р с увеличением энергии удара лучше сохраняет износостойкость, чем сплавы с высоким содержанием углерода: 320Х25С2ГР, 320Х23С2ГРТ, 350Х15ГЗР. Наилучшим образом сохраняют износостойкость при значительном повышении энергии удара вплоть до 24 Дж вольфрамсодержащие сплавы (13—15 %Щс умеренным содержанием углерода (0,9—1,6%). Безвольфрамовые сплавы, с таким же содержанием углерода хуже сохраняют износостойкость при увеличении энергии удара.

Конечно, помимо карбидной и боридной фаз на износостойкость рассмотренных сплавов оказала влияние и их матрица. Для сплавов 320Х25С2ГР, 320Х23С2ГРТ, 320Х15ГЗР (см. рис. 12.5, кривые 2—4) матрица была ледебуритной, и это являлось дополнительным объяснением их низкой ударостойкости и высокой износостойкости при отсутствии ударов. Наилучшую ударостойкость и износостойкость обеспечивает аустенитно-мар-322

тенетная матрица о карбидами вольфрама сплавов 30Х4В17Ф, 130Х14В13Ф2 (см. рис. 12.5, кривые 6, 7). Замена в этой матрице карбидов вольфрама на карбид хрома (сплав 150Х15М2АТ) (см. рис. 12.5, кривая 8) снижает стойкость против ударно-абразивного износа. Еще сильнее снижает отойкость против ударно-абразивного износа появление боридов в аустенитно-мартенситной матрице (сплав 120Х7В13Р, см. рис. 12.5, кривая 5).

Помимо карбидообразующих элементов и бора, в износостойкий наплавленный металл вводят некарбидообразующие никель и кремний. Никель вводят обычно немного для повышения вязкости феррита или аустенита и повышения устойчивости матрицы против действия ударных нагрузок. Кремний в износостойком наплавленном металле упрочняет матрицу и тем самым позволяет повысить износостойкость сплава при отсутствии ударных нагрузок.

12.3. ИЗНОСОСТОЙКИЙ НАПЛАВЛЕННЫЙ МЕТАЛЛ, УПРОЧНЯЕМЫЙ ВЫДЕЛЕНИЯМИ ДИСПЕРСНОЙ ФАЗЫ

Имеются три типа наплавленного металла, в котором повышение износостойкости достигается за счет упрочнения дисперсной фазы: сплавы на основе высокопрочных низкоуглеродистых высоколегированных мартенситно-стареющих сталей, среднеугле-родистые хромованадиевые стали о карбидной дисперсной упрочняющей фазой и высокоуглеродистые высокохромистые стали с кремнием, где упрочнение в значительной степени связано с выделениями дисперсных карбидов или о-фазы.

Ю. А. Геллер и Л. С. Кремнев показали, что высокопрочные, высоколегированные мартенситно-стареющие стали с успехом можно применять как инструментальные, для которых износостойкость является одним из определяющих свойств.

Авторами совместно с С. М. Левиным и А. М. Породиным была изучена износостойкость при ударно-абразивном изнашивании мартенситно-стареющего наплавленного металла. Для наплавки была изготовлена самозащитная порошковая проволока. Одним из достоинств мартенситно-стареющих и некоторых других дис-персионно-упрочняемых наплавок является то, что они после наплавки имеют невысокую твердость и могут без особого труда подвергаться механической обработке для получения нужного качества поверхности и требуемых размеров. Высокая твердость и износостойкость достигаются после старения (табл. 12.1, рис. 12.6).

Сравнивая рис. 12.5 и 12.6, можно отметить, что мартенситно-стареющий наплавленный металл имеет очень высокую стойкость при ударно-абразивном воздействии. Несмотря на очень низкое содержание углерода (0,03—0,08 %), его износостойкость находится на уровне износостойкости наиболее стойких хромо-вольфрамовых высокоуглеродистых сплавов с аустенитно-мартен-ситно-карбидной структурой (130Х14В13Ф2, 90Х4В17Ф), связано