С помощью методов современного физического материаловедения исследована структура, фазовый состав, дефектная субструктура и трибологические свойства покрытия, сформированного на низкоуглеродистой стали Хардокс 450 электродуговой наплавкой порошковой проволоки Fe - C - Nb - Cr- W и модифицированного последующим облучением высокоинтенсивными импульсными электронными пучками. В исходном состоянии сталь Хардокс 450 имела структуру сформировавшегося при низкотемпературном отпуске мартенсита пакетной морфологии. Наплавка приводит к формированию высокопрочного поверхностного слоя толщиной не менее 6 мм, микротвердость которого составляет <$Esymbol Ы~10,5> ГПа, что в 1,7 раза превышает микротвердость основы. Вдоль границы раздела наплавка-сталь формируется структура, размер зерен которой изменяется в пределах 30 - 50 мкм. При удалении от границы раздела в объем стали размер зерен снижается и на расстоянии 1,0 - 1,2 мм составляет 5 - 7 мкм. В объеме кристаллов мартенсита наблюдается дислокационная субструктура в виде многослойных сеток, скалярная плотность дислокаций которой <$Esymbol Ы~1~cdot~10 sup 11 ~roman см sup -2>. Основной упрочняющей фазой наплавленного слоя являются частицы карбида ниобия, размеры которых изменяются в пределах 0,2 - 1,5 мкм. В структуре переходного слоя выявлено образование частиц специальных карбидов, а именно, карбидов хрома (Cr3C2 и Cr7C3), карбида сложного состава типа М23C6 ((Fe, Cr)23C6) и, весьма редко, карбида вольфрама состава WC. Частицы специальных карбидов располагаются в объеме и на границах кристаллов мартенсита, имеют округлую форму; размеры частиц изменяются в пределах от 30 нм до 50 нм. На поверхности наплавленного слоя в результате облучения интенсивным импульсным электронным пучком формируется структура ячеистого типа. Размеры ячеек изменяются в пределах от 20 мкм до 100 мкм. Ячейки разделены протяженными прослойками. Ячейки имеют субмикро- или нанокристаллическую структуру, характерные размеры элементов которой изменяются в пределах от 100 нм до 1 мкм. Электронно-пучковая обработка наплавленного слоя приводит к уменьшению размера зерен до 1,5 - 2,0 мкм. Упрочняющими фазами наплавленного слоя являются <$Ealpha>-фаза (мартенсит), карбиды ниобия и железа состава Fe3C и М6C (Fe3W3C). Установлено, что износостойкость наплавленного слоя после электронно-пучковой обработки возрастает более чем в 70 раз по отношению к износостойкости исходной стали; при этом коэффициент трения снижается в <$Esymbol Ы~3> раза.

  Повний текст PDF - 2.039 Mb    Зміст випуску     Цитування публікації

  Якщо, ви не знайшли інформацію про автора(ів) публікації, маєте бажання виправити або відобразити більш докладну інформацію про науковців України запрошуємо заповнити "Анкету науковця"