Марки и механические свойства некоторых рессорно-пружинных сталей

 

 

Марки стали	Механические свойства
σв, кГ/мм2	σт, кГ/мм2
65, 70, 75, 85, 55ГС, 65Г 55С2, 60С2, 60ГС, 55СГ28, 50ХФА 65С2А, 70СЗА, 60С2ХА, 65С2ВА, 60С2Н2А	100….115 120….130 160….190	80…100 110…120 140…170

 

 

 

Износостойкие стали и сплавы. Многие детали машин и механизмов в процессе работы подвергаются истиранию, контактной
усталости (питтинг), кавитационному разрушению, поверхностному разрушению от схватывания контактирующих поверхностей и т.д. Для повышения долговечности конструкции подобные детали должны изготавливаться из износостойких материалов.

Следует отметить, что износостойкость материала в сильной степени зависит от характера изнашивания. В большинстве случаев материалы, износостойкие в одних условиях изнашивания, оказываются совершенно неизносостойкими в случае изменения условий изнашивания.

Ниже рассмотрены некоторые износостойкие стали и сплавы, которые можно использовать для изготовления деталей машин и механизмов в соответствующих условиях изнашивания.

Стали и сплавы, износостойкие в условиях истирающего износа (трение качения, трение скольжения). В подобных условиях работают детали типа шарико- и роликоподшипников, валы, детали дорожных и землеройных машин. Механизм изнашивания в этих случаях заключается в многократных микропластических деформациях металла, благодаря чему могут возникать и развиваться микротрещины усталостного характера, приводящие к постепенному выкрашиванию металла. (В условиях абразивного изнашивания износ металла происходит в основном за счет микрорезания металла твердыми частицами абразива). Чтобы материал имел повышенную износостойкость в таких условиях, необходима высокая твердость (рис. 13).

Наряду с высокоуглеродистыми сталями в качестве износостойких материалов используют белый чугун, твердые сплавы. Последние имеют исключительно высокую износостойкость.

Особую группу износостойких сталей составляют шарикоподшипниковые стали, имеющие около одного процента углерода и от 0,6 до 1,5% Cr: ШХ6 (~ 0,6 % Cr); ШХ9 (~ 0,9 % Cr); ШХ15 (~1,5% Cr) и др.

При легировании хромом в шарикоподшипниковых сталях достигается повышение прокаливаемости и износоустойчивости стали. К этим сталям предъявляются повышенные требования по чистоте от неметаллических включений, которые могут быть очагами призарождении усталостных дефектов при работе подшипника. Твердость сталей после закалки и низкого отпуска (150... 200 ⁰C) составляет 61... 66 HRC.

В качестве износостойкого сплава используется и графитизированная сталь. Такая сталь имеет в своем составе повышенное содержание углерода (1,3... 1,75 %) и кремния (0,75... 1,25 %). Благодаря этому часть углерода в стали выделяется в виде графита.

В отличие от чугуна графитизированная сталь обладает способностью пластически деформироваться. В закаленном состоянии она имеет высокую твердость и износостойкость. Графитизированные стали применяются для изготовления штампов, калибров, валов (σ_в ≈ 80кГ/мм², δ ≈ 6%).

Износостойкие материалы в условиях действия ударного изнашивания в абразивной струе. Типичными деталями, подвергающимися подобному износу, являются рабочие органы дезинтеграторов (мельниц для дробления песка). Механизм изнашивания металла в абразивной струе изучен еще недостаточно. Однако установлено, что закаленные стали и белый чугун, которые имеют хорошую износостойкость при истирающем действии абразива, не имеют практически преимуществ, при изнашивании ударным абразивом, перед обычной сталью Ст3. Наиболее износостойкими материалами в условиях ударного абразивного износа являются твердые сплавы типа BK, состоящие из карбидов вольфрама и кобальта при содержании кобальта около 6 % (ВК6), но этот материал очень дорог и дефицитен.

Износостойкая высокомарганцовистая сталь марки Г1З для работы в условиях изнашивания, сопровождаемого большими удельными нагрузками. Сталь Г1З имеет в своем составе 1... 1,4 % углерода и 12... 14 % марганца, она имеет аустенитную структуру и относительно низкую твердость (200... 250 HB). В процессе работы, когда на деталь действуют высокие нагрузки, которые вызывают в материале напряжения, превосходящие предел текучести, происходит интенсивное наклепывание стали Г1З и рост ее твердости и износостойкости (рис. 14).

При этом сталь сохраняет высокую вязкость. Благодаря этим свойствам сталь Г1З широко используется для изготовления таких деталей, как корпуса шаровых мельниц, щек камнедробилок, крестовин рельсов, гусеничных траков, козырьков землечерпалок и т. д. Склонность к интенсивному наклепу является характерной особенностью сталей аустенитного класса.