05 марта 2016г.
Современные условия диктуют постоянно растущие требования к свойствам и характеристикам применяемых материалов. Особые требования по эксплуатационной стойкости предъявляются к деталям дробильно-размольного оборудования, перерабатывающего высокоабразивное минеральное сырье (руда, уголь, песок и др.). Высокомарганцовистые стали (110Г13Л, 120Г10ФЛ и др.), традиционно применяемые для изготовления таких деталей, во многих случаях уже не обеспечивают достижения заданных показателей износостойкости, абразивостойкости и ударной вязкости. Примером может служить дробление речного гравия и гальки, отличающихся исключительно высокой твердостью и абразивностью, что приводит к очень быстрому выходу размольных частей оборудования из строя. В этой связи несомненна актуальность работ по повышению эксплуатационных свойств изделий из высокомарганцовистых сталей.
Как показывают результаты исследований [1-3], перспективным направлением работы в этой области является разработка подходов к формированию гетерофазных структур композиционного типа в изделиях из высокомарганцовистых сталей. Эндогенное армирование сталей дисперсными тугоплавкими соединениями на основе переходных металлов (TiC, TiB2, B4C, VC, Cr3C2, MoC и др.) позволит существенно повысить износо- и абразивостойкость деталей. Для реализации такого подхода необходимо выбрать оптимальные составы и разработать технологические решения, обеспечивающие формирование заданных фазовых составляющих в высокомарганцовистых сталях в условиях жидкофазной технологии приготовления сплава.
Вместе с тем, крупные размеры образующихся карбидов и боридов могут привести к снижению прочностных характеристик и ударной вязкости стали с учетом расположения этих карбидов по границам зерен аустенита и, соответственно, к повышенному трещинообразованию в процессе работы оборудования. Решение этой проблемы возможно за счет грамотного подбора технологических приемов модифицирующей обработки стали и режимов термообработки литых изделий, что позволит целенаправленно управлять структурно- морфологическими характеристиками эндогенных фазовых составляющих.
Таким образом, технология получения композиционных сталей должна обеспечивать не только формирование композиционных структур, но и модификацию формы и размеров образующихся эндогенных соединений. Обеспечение этого условия возможно при использовании метода внепечной модифицирующе- рафинирующей обработки высокомарганцовистой стали карбонатами щелочноземельных металлов (Ba, Srи др.). Предварительные результаты, полученные в условиях ООО «Литмаш» (г.Шуя Ивановской обл.) при освоенииизложенных технологических решений, свидетельствуют о возрастанииэксплуатационной стойкости изделий дробильно-размольного оборудования (била, отражатели и молотки дробилок) на 25-30% в сравнении со стандартной сталью 110Г13Л.
Полученные данные свидетельствуют об актуальности продолжения исследований в направлении установлению влияния обработки карбонатами щелочноземельных на структурно-морфологические характеристики литых заготовок из высокомарганцовистых композиционных сталей и их механические и эксплуатационные свойства. Предполагается, что модифицирующая обработка измельчает выделяющиеся карбидные фазы, очищает расплав от неметаллических включений, уменьшает ликвацию марганца за счет повышения однородности структуры литого металла, что обеспечивает повышение эксплуатационной стойкости изделий.
Список литературы
1. Galgali R.K., Ray H.S., Chakrabarti A.K. Preparation of TiC reinforced steelcomposites and their characterization. Materials Science and Technology. 1999. Vol. 15,No. 4.P. 437-442.
2. DasK.,Bandyopadhyay T.K.,Chatterjee S. Synthesis and characterization ofaustenitic steel matrix composite reinforced with in-situ TiC particles // Journal ofMaterials Science. 2005. Vol. 40, No. 18.P. 5007-5010.
3. Erausquin J.I., Sargysan A.,Arana J.L. Reinforcement of Austenitic ManganeseSteel with (TiMo) Carbide Particles Previously Synthesized by SHS // ISIJInternational. 2009. Vol. 49, No. 4.P. 582-586.
