книги / Новые конструкционные материалы низкоуглеродистые мартенситные и порошковые стали

и содержит мелкопластинчатый перлит с равномерно распределенными включениями цементита.

Отжиг пористых деталей предпочтительно осуществлять в защитной атмосфере.

Аналогичные режимы применяют и для инфильтрированных метал­ лами сталей.

Нормализацию порошковых материалов из-за их повышенной склон­ ности к окислению производят реже, чем отжиг, так как эта операция все­ гда требует защитной атмосферы или специального метода охлаждения.

Таким образом, пористость, негомогенность твердого раствора и не­ однородность структуры материалов оказывают значительное влияние на процессы термической обработки. Особенно сильно это проявляется при закалке порошковых сталей. Температура нагрева порошковых сталей под закалку увеличивается с повышением гетерогенности твердого раствора и неоднородности структуры.

С увеличением пористости материалов резко уменьшается их тепло- и температуропроводность, ухудшается закаливаемость и, следовательно, возрастает критическая скорость закалки. Поэтому даже легированные по­ рошковые стали часто необходимо охлаждать либо в воде, либо в водном солевом растворе. Для порошковых высокоплотных сталей с однородной структурой режимы термической обработки такие же, как и для компакт­ ных сталей. При выборе скорости охлаждения необходимо учитывать по­ ристость, и если плотность сталей менее 7 г/см3, то охлаждение в жидких средах следует исключить.

5.6. М аркировка порошковых сталей и бронз

Условное обозначение марок состоит из букв и цифр. Конструкцион­ ные порошковые стали маркируют по ГОСТу. Буквы указывают: П - на принадлежность материала к порошковому; К - на назначение материала - конструкционный; остальные буквы - на содержание легирующих компо­ нентов (Д - медь, X - хром, Ф - фосфор, К - сера, М - молибден, Г - мар­ ганец, Т - титан, Н - никель).

Основу материала в обозначении марок не указывают. Цифры, стоя­ щие после букв ГТК, указывают среднюю массовую долю углерода в сотых долях процента. Массовую долю углерода, равную 1 %, в обозначении марки материала не указывают.

Цифры, стоящие после букв, указывают массовую долю в материале легирующих компонентов в процентах; отсутствие цифры означает, что массовая доля компонента меньше единицы или равна единице.

Контрольные вопросы к главе 5

1. Основные промышленные методы производства металлических по­ рошков.

2.Как связана структура и свойства частиц порошков с методами про­ изводства?

3.Технология приготовления порошковых смесей.

4.Уплотнение при прессовании, связь между плотностью и давлением прессования.

5.Движущая сила спекания.

6.Механизмы роста площади контакта между частицами.

7.Объемная усадка под действием сил поверхностного натяжения (уравнение Ивенсена).

8.Эффекты Френкеля и Киркендалла.

9.Основные легирующие элементы порошковых сталей.

10.Особенности выбора составов порошковых сталей (химический и гранулометрический состав, способ производства порошков).

11.Влияние пористости на механические свойства порошковых мате­ риалов.

12.Зависимость трещиностойкости от пористости, роль пор и примесей.

13.Припуски, точность и чистота поверхности при калибровании по­ рошковых сталей.

14.Основные методы и особенности термообработки порошковых ста­

лей.

15.Принципы маркировки конструкционных порошковых сталей.

16.Принципы маркировки антифрикционных порошковых сталей.

15.Маркировка порошковых бронз.

Список литературы к главе 5321

1. Курилов П.Г. Производство конструкционных изделий из порошков на основе железа / П.Г. Курилов, В.М. Рыбаулин. М: Металлургия, 1992.

128с.

2.Порошковая металлургия. Материалы, технология, свойства, облас­ ти применения: Справочник / Под ред. И. М. Федорченко. Киев: Наук, думка, 1985. 624 с.

3.Роман О.В. Справочник по порошковой металлургии: порошки, ма­ териалы, процессы / О.В. Роман, И.П. Габриелов. Минск: Беларусь, 1988. 175 с.

21.Блантер М.Е. Теория термической обработки. М.: Металлурги

1984. 328 с.

22.Karlkeins К. Untersuchungen zur Optimierung der Festi keitskennwerte von schwach verdichteten Sinterwerkstoffen // Dort. - Ing. abt.

Maschinenbau Ruhr. Unt. Bochum. 1977. 106 p.

23.Hamiuddin Md. Role of Molybdenum in Sintered Steels // Powder Met­ allurgy International. Vol. 15. № 3. 1983. P. 7-12.

24.Особенности формирования структуры спеченных хромомолибде­ новых сталей / В.Н. Анциферов, Л.М. Гревнов, В.И. Овчинникова и др. // Исследование технологии металлических порошков и спеченных материа­ лов. Свердловск, 1980. С. 69-75.

25.Черепанова Т.Г. Особенности растворения карбидов хрома и мо­ либдена в железной матрице / Т.Г. Черепанова, В.И. Овчинникова // По­ рошковая металлургия / Перм. политехи, ин-т. Пермь, 1979. С. 56-62.

26.Балынин М.Ю. Научные основы порошковой металлургии и ме­ таллургии волокна. М.: Металлургия, 1972. 335 с.

27.Белов С.В. Пористые металлы в машиностроении. М.: Машино­ строение, 1981. 247 с.

28.Андреевский Р.А. Прочность тугоплавких соединений / Р.А. Анд­ реевский, А.Г. Ланин, Г.А. Рымашевский. М.: Металлургия, 1974. 232 с.

29.Мешков Ю.Я. Физические основы разрушения стальных конструк­ ций. Киев: Наук, думка, 1981. 240 с.

30.Нотт Дж.Ф. Основы механики разрушения: Пер с англ. М.: Метал

лургия, 1978. 256 с.

31. Жердин А.Г. Трещиностойкость и вязкохрупкий переход в порош­ ковых материалах / А.Г. Жердин, С.А. Фиртсов, Л.Г. Штыка // Технологи­ ческая и конструкционная пластичность порошковых материалов. Киев: Изд-во ИПМ АН УССР, 1988. С. 89-92.

32.Взаимосвязь трещиностойкости с долей межзеренного разрушения порошкового железа / А.С. Драчинский, А.В. Крейнов, А.Е. Кущевский и др. // Порошковая металлургия. 1986. № 1. С. 43-45.

33.Об оценке параметров вязкости разрушения пористых материалов / С.М. Платова, В.Г. Кудряшов, М.Л. Бернштейн и др. // Физико-химическая механика материалов. 1974. № 5. С. 20-24.

34.Влияние пористости на механические свойства спекаемых мате­ риалов / М. Шлесар, Л. Парилак, К. Пеликан и др. // Семинар по развитию

ииспользованию порошковой металлургии в машиностроении. Минск, 1985. 17 с.

35.Влияние пор на разрушение железа / В.Н. Анциферов, С.Н. Пещеренко, А.А. Шацов, Н.Н. Масленников // Проблемы прочности. 1989.

№ 2. С. 20-22.

6. ИЗНОСОСТОЙКИЕ ПОКРЫТИЯ, МОДИФИ1ЩРОВАННЫЕ СЛОИ И ПРИНЦИПЫ КЛАССИФИКАЦИИ КОМПОЗИЦИОННЫХ

МАТЕРИАЛОВ

Удовлетворить противоречивые требования к поверхностным и объ­ емным свойствам можно путем создания композиций с послойным распо­ ложением материалов, выполняющих различные функции.

Нанесение покрытий на те или иные материалы не просто улучшает их характеристики, а приводит к образованию нового композиционного материала с присущим ему комплексом свойств, который должен быть уч­ тен при разработке конструкций машин и механизмов [1 ].

6.1. Покрытия, получаемые методами химического осаждения из газовой фазы

Методы химического осаждения из газовой фазы (или газофазные ме­ тоды) основаны на осаждении покрытия на нагретую подложку в результа­ те разложения относительно нестойких газообразных веществ или взаимо­ действия двух или более газообразных веществ (или переведенных в паро­ вую фазу твердых веществ) с образованием на поверхности слоя химиче­ ского соединения.

Наибольшее распространение получил метод осаждения покрытий из карбида титана на нагретые до высокой температуры (1000-1100 °С) детали и инструмент в результате химической реакция двух находящихся в газообразном состоянии веществ:

TiCl4 + СН4 -> TiC + 4НС1.

Получаемые таким образом покрытия в несколько раз повышают стойкость неперетачиваемого инструмента из твердых сплавов.

Из-за высоких температур, необходимых для прохождения реакции образования прочного соединения с подложкой, этот метод непригоден для закаленных углеродистых и быстрорежущих сталей. Однако можно наносить покрытия из износостойких соединений при значительно более низких температурах (табл. 6.1 ) или закаливать детали сразу после нанесе­ ния покрытий.

Существенным усовершенствованием процессов газофазного осажде­ ния покрытий явилось создание установок, работающих по замкнутому циклу, без выброса вредных веществ в атмосферу.

Термовакуумный метод нанесения покрытий основан на конденсации на поверхностях деталей пленки металла или химического соединения, пе­ реведенного в парообразное состояние нагревом наносимого вещества (на­ греванием сопротивления, электронным лучом, индукционным методом,