» » Механические свойства силицированных сталей
29.01.2015

Силицирование, как и любой другой метод химико-термической обработки, сопровождается изменением веса и размеров образцов. Как и следовало ожидать, изменение размеров силицированных изделий прямо пропорционально глубине слоя (рис. 59) и имеет величину того же порядка, что и при насыщении другими элементами (например, при борировании в расплаве буры с карбидом кремния). Микротвердость поверхности силицированных сталей зависит от способа и режима силицирования и химического состава стали. Для железа Армко и среднеуглеродистых сталей она находится в пределах 300—500 кГ/мм2. Большинство легирующих элементов (W, Cr, Mn, Ni и др.) повышают поверхностную твердость силицированных среднеуглеродистых сталей (до 500—600 кГ/мм2). В этом же направлении влияет и повышение содержания углерода в стали (см. рис. 54). На высокоуглеродистых сталях микротвердость силицированного слоя достигает 600—700 кГ/мм2.
Изменение микротвердости по глубине силицированного слоя стали 45 показано на рис. 53.
Повышение микротвердости силицированного слоя с увеличением содержания в стали углерода и легирующих элементов (Cr, Ni, W, Mn) связано с увеличением (при одинаковых условиях насыщения) содержания кремния в кремнистом феррите. Силицирование, как и легирование сталей кремнием, сопровождается понижением их ударной вязкости и относительного удлинения. В отличие от легирования при силицировании снижается и предел прочности стали.
Вследствие высокой коррозионной стойкости силицированных сталей они имеют одинаковый предел усталости при испытании на воздухе и в воде. Силицированный слой с трудом обрабатывается резанием и обладает повышенной износостойкостью.
Механические свойства силицированных сталей

В табл. 26 приведены результаты исследования износостойкости силицированного железа на машине Шкода-Савина при нагрузке на диск 15 кг и скорости вращения диска 500 об/мин. Из приведенных данных видно, что износостойкость железа в результате силицирования повышается примерно в 3 раза.
Аналогичные результаты получены и авторами (табл. 27).
Испытания выполнены на машине типа Амслера при скорости скольжения 1 м/сек (460 об/мин), нагрузке 10 кг/см2 и времени испытания 2 час. В качестве контртела использован диск из закаленной стали P18. Испытуемые образцы (сталь 45) имели размеры 10X10 мм (с дугой обхвата около 1 см). В результате силицирования износостойкость стали 45 по сравнению с закаленным и низкоотпущенным состоянием повысилась на 65%. Несколько меньшее повышение износостойкости (на 30—35%) имело место в условиях абразивного износа (нагрузка 10 кг/мм2, путь трения 10 м, абразив — электрокорунд с размером зерна 180 мк).
Предварительно проваренные в масле при 170—200 °C силицированные образцы по износостойкости превосходят цементированную сталь.
Однако следует заметить, что, несмотря на повышенную износостойкость, силицированные стали в этом отношении заметно уступают борированным и хромированным сталям (см. табл. 27).
Механические свойства силицированных сталей
Механические свойства силицированных сталей