Odporność na zużycie cierne kompozytów warstwowych na bazie stopów żelaza

• Autorzy: Baron C. , Gawroński J.

Warianty tytułu

EN

The abrasion resistance of iron alloy superficial composites

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem przeprowadzonych badań było określenie odporności na zużycie oraz twardości stopowych kompozytów powierzchniowych. Badania polegały na wykonaniu serii odlewów ze staliwa z powierzchniową stopową warstwą kompozytową na bazie żelazochromu. Kompozyt taki możemy otrzymać poprzez umieszczenie wewnątrz formy preformy zawierającej składniki stopowe, np.: Cr, Mn, Mo, Ni oraz węgiel, które w procesie wypełniania wnęki formy tworzą dyfuzyjną warstwę bogatą w pożądane węgliki. Materiałem wiążącym składniki preformy są związki powierzchniowo czynne o charakterze topnikowym. Na rysunku 1 widoczna jest struktura kompozytu powierzchniowego, na którym zaznaczono kolejno trzy strefy a), b), c). Strefa a) to obszar preformy, w którym białe wydzielenia to dendrytyczna faza węglikowa utworzona ze staliwnej osnowy i cząstek żelazochromu wysokowęglowego, a szare to struktura zbliżonej do stopu staliwnej osnowy. Strefa b) to strefa przejścia pomiędzy przetopioną preformą, w której jest zwiększony udział powierzchniowy węglików i obszarem odwęeglonym po stronie rdzenia. Natomiast jako c) oznaczono strukturę staliwa. Przeprowadzono badania próbek na maszynie typu Skoda-Savine zgodnie z normą PN-67 M-04306 przy różnych obciążeniach, które wynosiły odpowiednio 20, 50, 80, 150 N. Schemat badania przedstawiają rysunki 2 i 3. Wyniki zebrano w tabeli 1 oraz graficznie zaprezentowano na rysunkach 4-9. Pokazują one porównanie zużycia materiału bazowego i kompozytu. Przeprowadzono także badania twardości powierzchni próbki, jak i miejsca wytarcia. Wyniki zebrano w tabeli 2 oraz graficznie przedstawiono na rysunkach od 10-17. Z analizy przeprowadzonych badań wynika, że otrzymana powierzchniowa warstwa stopowa ma istotnie odmienne właściwości tribologiczne w porównaniu ze stopem osnowy. Dzięki zastosowaniu preformy z żelazochromu uzyskano zwiększoną odporność na zużycie - największą przy obciążeniu 50 N -jak i większą twardość.

EN

The aim of this work was the evaluation of abrasion resistance and hardness of the alloy superficial composite. A few steel castings with alloy superficial composite layer were made. This kind of composite can be obtained by locating the premould inside the mould. The premould consists of some alloy ingredients for example Cr, Mn, Mo, C. They form diffusion layer full of desirable carbides during the process of mould filling. The premould components are bonded by surfacial melting agent. There is shown the structure of superficial composite in Figure 1. Three zones were inarked: a), b) and c). The zone a) is an area of the premould. The white secretion is the carbides phase madę of steel warp and high-carbonate ferrochromium molecules. The grey secretion is the structure similar to the alloy of steel warp. The zone b) is the cross - zone between melted premould with bigger superficial participation of carbides and the area without carbon-ate on the side of the core. The structure of steel was marked as the zoue c). The research was carried out with use of Skoda-Savine equipment according to the PN-67 M-04306 norm with different loads of 20, 50, 80 and 150 N. The scheme of research were presented in Figures 2 and 3. The results were presented in Table 1 and in Figures 4-9. The waste of wear for base material and composite were compared. The hardness measurcment of both the surface of the sample and the place of wear were conducted. The results were showu in Table 2 and in Figures 10-17. Presented studies reviled that the superficial alloy layer is characterized by significantly different tribological properties than the base alloy. The results have shown that ferrochromium premould had the strongest influence on abrasion resistance and hardness.

Słowa kluczowe

PL

kompozyty warstwowe; odporność na zużycie; twardość

EN

superficial composities; abrasion resistance; hardness

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2006
• Tom: R. 6, nr 3
• Strony: 45--49
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Baron C.

autor

Gawroński J.

• Politechnika Śląska, Wydział Mechaniczny Technologiczny, Instytut Materiałów Inżynierskich i Biomedycznych, Zakład Odlewnictwa, ul. Towarowa 7, 44-100 Gliwice,

Bibliografia

• [1] Sakwa W., Jura S., Marcinkowska J., Kusznir B., Teoretyczne podstawy wytwarzania warstw stopowych na odlewach żeliwnych, Krzepnięcie Metali i Stopów 1979, 1.
• [2] Marcinkowska J., Kusznir B., Technologia wytwarzania warstw stopowych na odlewach żeliwnych przy zastosowaniu pola magnetycznego, Krzepnięcie Metali i Stopów 1980, 2.
• [3] Marcinkowska J., Trudnościeralne powłoki odlewnicze na staliwie 1983, 6.
• [4] Gawroński J., Marcinkowska J., Szajnar J., Cholewa M., Wróbel P., Stopowe warstwy kompozytowe na odlewach staliwnych, Krzepnięcie Metali i Stopów 1995, 24.
• [5] Baron C., Kompozyty powierzchniowe jako materiały o zwiększonej wytrzymałości, III Sympozjum Doktoranckie, Lublin, 3-4 czerwca 2004.
• [6] Wróbel P., Uszlachetnianie powierzchni odlewów staliwnych kompozytową warstwą stopową w procesie odlewania, praca doktorska, Gliwice 2004.
• [7] Norma PN-67 M-04306.