ФОРМИРОВАНИЕ ИЗНОСОСТОЙКИХ ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ НАПЛАВКОЙ

Защитное покрытие на низколегированной стали Hardox 400 наплавляли с использованием порошковой проволоки SK A 70-G электродуговым методом. Такие покрытия эффективно работают в условиях сильного абразивного изнашивания и ударных нагрузок и применяются в различных областях промышленности. Методами сканирующей электронной микроскопии c рентгеноспектральным микроанализом и рентгеновского фазового анализа изучен химический и фазовый составы, а также состояние дефектной субструктуры покрытия. По морфологическому признаку в покрытиях выделяются три слоя. Поверхностный слой толщиной 3,5 мм имеет преимущественно структуру ячеистой кристаллизации и характеризуется присутствием ограненных частиц, обогащенных ниобием. Промежуточный слой (до 0,4 мм) имеет структуру островкового типа. Переходный слой (до 0,02 мм), непосредственно примыкающий к границе раздела с подложкой, характеризуется столбчатой и дендритной структурой. Зона термического влияния имеет общую толщину 4 мм. Установлено, что износостойкость покрытий в 2,3 раза выше, чем у подложки. Это обусловлено формированием субмикроразмерной структуры кристаллизации, выделением большого количества высокопрочных частиц упрочняющих фаз, а также формированием мартенситной структуры α-фазы покрытия. Упрочняющими фазами являются Fe3C, объемная доля которого составляет 10 %, карбиды ниобия и хрома состава NbC и Cr3C2 , суммарная объемная доля которых 20 %, и борид железа состава Fe3B, объемная доля которого 10 %.

1. Sosnin N.A., Ermakov S.A., Topolyanskii P.A. Plazmennye tekhnologii. Svarka, nanesenie pokrytii, uprochnenie [Plasma technologies. Welding, coating, hardening]. Moscow: Mashinostroenie, 2008. 406 p. (In Russ.).

2. Ryabtsev I.A. Naplavka detalei mashin i mekhanizmov [Welding of machine components and mechanisms]. Kiev: Ekotekhnologiya, 2007. 160 p. (In Russ.).

3. Ryabtsev I.A., Senchenkov I.K. Teoriya i praktika naplavochnykh rabot [Theory and practice of welding works]. Kiev: Ekotekhnologiya, 2013. 400 p. (In Russ.).

4. Vainerman A.E., Belyaev N.V. Argon-arc welding of powder based on tungsten carbide on steel for obtaining wear-resistant coatings. Voprosy materialovedeniya. 2002, no. 2, pp. 43–46. (In Russ.).

5. Kobernik N.V., Chernyshov G.G., Mikheev R.S., Chernyshova T.A., Kobeleva L.I. Argon-arc welding of wear-resistant composition coatings. Fizika i khimiya obrabotki materialov. 2009, no. 1, pp. 51–55. (In Russ.).

6. Sokolov G.N., Lysak I.V., Troshkov A.S., Zorin I.V., Goremykina S.S., Samokhin A.V., Alekseev N.V., Tsvetkov Yu.V. Structure modifi cation of welded metal with nano-disperse tungsten carbides. Fizika i khimiya obrabotki materialov. 2009, no. 6, pp. 41–47. (In Russ.).

7. Ryabtsev I.A., Panfi lova A.I., Babinets A.A., Ryabtsev I.I., Gordan’ G.N., Babiichuk I.L. Structure and wear resistance at abrasive wear of welded metal with carbides of different types. Avtomaticheskaya svarka. 2015, no. 5-6 (742), pp. 84–88. (In Russ.).

8. Kapralov E.V., Raikov S.V., Budovskikh E.A., Gromov V.E., Kosterev V.B. Increase of steel wear resistance with welding. Stal’. 2014, no. 7, pp. 86–88. (In Russ.).

9. Raikov S.V., Kapralov E.V., Ivanov Yu.F., Budovskikh E.A., Gromov V.E. Structure Gradient in Wear-Resistant Coating on Steel. Steel in Translation. 2015, Vol. 45, no. 2, pp. 120–124.

10. Kapralov E.V., Budovskikh E.A., Gromov V.E., Ivanov Yu.F. Nanostructural states and properties of the surfacing formed on steel by a cored wire. Russian Physics Journal. 2015, August, 7 p.

11. Mazur A.A., Makovetskaya O.K., Pustovoit S.V., Brovchenko N.S. Flux cored wires in the world and regional markets of welding materials. Avtomaticheskaya svarka. 2015, no. 5-6 (742), pp. 68–74. (In Russ.).

12. Vershinin D.S., Smolyakova M.Yu., Manokhin S.S., Druchinina O.A., Akhmadeev Yu.Kh. Studies of tribological properties of nitrated titanium alloy VT16. Zavodskaya laboratoriya. Diagnostika materialov. 2010, Vol. 76, no. 12, pp. 45–49. (In Russ.).

13. Babichev A.P., Babushkina N.A., Bratkovskii A.M. etc. Fizicheskie velichiny. Spravochnik [Physical quantities. Reference book]. Grigor’ev I.S., Meilikhov E.Z. eds. Moscow: Energoatomizdat, 1991. 1232 p. (In Russ.).

14. Kurdyumov V.G., Utevskii L.M., Entin R.I. Prevrashcheniya v zheleze i stali [Transformations in iron and steel]. Moscow: Nauka, 1977. 236 p. (In Russ.).

15. Fasiska E.J., Wagenblat H. Dilatation of alpha-iron by carbon. Trans. Met. Soc. AIME. 1967, Vol. 239, no. 11, pp. 1818–1820.