Графитизированные сплавы для тормозных колодок

Для графитизирующей обработки расплавов могут применяться из­вестные комплексные модификаторы. Классификация моди­фикаторов приведена на рисунке.

В качестве сфероидизирующих модификаторов в 1981-1990 гг. чаще использовали Ni-Mg-Ce-лигатуры, а позже — безникелевые моди­фикаторы на основе Si, Fe и Mg типа CMr (ТУ 14-5-134-81) и ФCMr (ТУ 14-5-134-86). Сфероидизирующая обработка при расходе 1 % моди­фикатора от массы обрабатываемого расплава обеспечивает высокое (45…50 %) усвоение магния. Эффективным стабилизирующим модифи­катором является сплав Bi₂Te₃ (52,2% Bi и 47,8 % Те) с Т_т = 585 °С и плотностью 7,7 г/см³.

Состав, в % (мае.), комплексных модификаторов для графитизирующей обработки

С целью повышения фрикционных свойств графитизированных ста­лей при высокотемпературных режимах торможения-скольжения в усло­виях трения без смазки, которые приводят к задиру поверхностей трения, используют комплексное легирование их медью, титаном и бором. Такие стали при скоростях торможения 70…100 м/с и удельном давлении 3,5… 5,5 МПа при использовании в паре со сталью 45XЛ имеют коэффициент трения в 1,3… 1,6 раза и износостойкость в 2,3…3,5 раза выше, чем при­меняемые для этих целей в настоящее время специальные чугуны. При этом повышается термическая стойкость изделий.

Графитизированные чугуны

Прочностные свойства высокопроч­ных чугунов (ЧШГ) как в литом состоянии, так и после термообработки зависят, главным образом, от структуры металлической основы, степени сфероидизиции и количества включений графита, а также от содержания Mg и Се. Однако в структуре чугуна часто присутствуют до 5 % включе­ний графита неправильной формы, что практически не влияет ни на прочность, ни на долговечность литых деталей. Наличие более 5 % вклю­чений графита неправильной формы отрицательно сказывается на механи­ческих свойствах чугуна и фрикционной износостойкости. Влияние метал­лической основы на механические свойства ЧШГ приведены в таблице, что подтверждают исследования М.П. Щебатинова и других авторов.

В последние годы в качестве износостойких материалов используют чугуны ЧШГ и частично графитизированные чугуны, в кото­рых имеется и графит, и структурно-свободный (первичный эвтектиче­ский) цементит. Цементит обеспечивает повышенное сопротивление раз­рушению при изнашивании, а графит как смазывающий материал спо­собствует уменьшению тех сил, которые разрушают цементит и другие составляющие металлической основы. Процессы износа сложны и мно­гообразны и включают в себя микросрезы, усталостное механическое и термическое разрушение, фазовые превращения, окисление и прочее, поэтому приведенное выше объяснение повышения износостойкости да­но в наиболее общей форме.

Частично графитизированный чугун как материал тормозных коло­док характеризуется высокой износостойкостью и удовлетворительными другими характеристиками, предъявляемыми к материалу этого назначе­ния. На рисунке (данные И.Г. Ниже приведена зависимость коэффи­циента трения тормозных колодок от скорости торможения. Их трущаяся поверхность нагревается до высоких температур, что приводит к измене­нию физико-механических свойств чугуна в этих слоях, повышению ко­эффициента трения, фазовым превращениям в чугуне, его окислению.

Увеличение толщины стенки отливки из ферритного чугуна приво­дит к незначительному уменьшению прочности, относительное удлине­ние при этом снижается. У перлитных ЧШГ прочность уменьшается дос­таточно сильно, в то время как относительное удлинение изменяется не­значительно. Это можно объяснить образованием крупных неравномерно распределенных включений графита шаровидной, а также пластинчатой формы, а в результате ликвации химических элементов образованием карбидов, выделяющихся по границам зерен.

Химический состав и механические свойства ЧШГ с различной металлической основой

* Бейнитный чугун (нижняя строка) дополнительно содержит 0,6 % Мо и 0,6% Cu.

Химический состав и механические свойства ЧШГ

В сравнении с инструментальными сталями графитизированные стали и сплавы имеют низкую твердость и недостаточную прокаливаемость. После нормализации стали 110Г2СЮ и 120СМДЮ получают твердость 45…57 HRC.

Твердость графитизированной стали 140Г2Н2МС по сравнению с другими сталями выше, после отпуска при 300…400 °С она остается неизменной, а затем возрастает. После отпуска этой стали при 500 °С на­блюдаются максимумы твердости и коэрцитивной силы, что связано с выделением мелкодисперсных частиц интерметаллидов (Fe₂Mo). Легиро­вание графитизированной стали типа 100СЮ никелем и молибденом (сталь 100С2НДМЮ) вместо марганца (сталь 100С2ГДЮ) повышает прокаливаемость, но снижает теплостойкость

Вам также могут быть интересны статьи:

Новые сплавы и композиции для работы в узлах трения Антифрикционные сплавы на основе цветных металлов Коррозионно-стойкие и жаростойкие стали и сплавы Графитизированные стали Антифрикционные сплавы на основе алюминия Сплавы с мелкозернистой структурой

(1 оценок, среднее: 5,00 из 5)

Загрузка...