Structure and properties of low carbon steel after plasma-jet hard-facing of boron-containing coating

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 25 No. 2 2023 95 MATERIAL SCIENCE Параметры процесса плазменной наплавки Parameters of the plasma-jet hard-facing process № образца / Specimen No. Ток, А / Current, А Способ обработки / Processing method 1 120 Одна дорожка 2 140 3 160 Рис. 1. Схема плазменной обработки: 1 – источник питания; 2 – баллон с аргоном; 3 – осциллограф; 4 – блок управления; 5 – электрический двигатель; 6 – образец с обмазкой; 7 – горелка; 8 – фотоаппарат; 9 – инфракрасный термометр Fig. 1. Plasma-jet hard-facing scheme: 1 – power source; 2 – argon bottle; 3 – oscillation detector; 4 – control block; 5 – electric motor; 6 – specimen with smearing; 7 – plasma torch; 8 – camera; 9 – infrared thermometer Микроструктура наплавочных слоев исследована на оптическом микроскопе МЕТ-2 и двухлучевом сканирующем микроскопе (многолучевая система) JIB-4500. Для определения содержания бора в наплавленном слое покрытия использовался метод электронно-зондового микроанализа. Метод электронно-зондового микроанализа заключается в следующем: пучок высокоускоренных электронов падает на небольшую поверхность образца (∼1 мкм2), далее выходящие рентгеновские лучи выбираются на основе их длины волны с использованием условия дифракции на принятом кристалле, а затем количественно определяется концентрация элементов путем сравнения интенсивностей характеристических рентгеновских лучей от каждого элемента, который присутствует в образце, с интенсивностью того же излучения, испускаемого эталоном. Исследование фазового состава покрытий после плазменной наплавки проводилось на рентгеновском дифрактометре Shimadzu XRD-7000 с использованием CuKα-излучения. Образцы сканировали в режиме пошагового сканирования в диапазоне 5–85° с шагом 5° при 40 кВ и 40 мА. Измерение микротвердости легированного слоя выполнялось с помощью микротвердомера Shimadzu HMV-2. Результаты и их обсуждение В процессе металлографических исследований образцов установлено, что способ плазменного оплавления обмазки, содержащей аморфный бор и связующее вещество клея БФ-6, позволяет получить слои покрытия без трещин и пор. На рис. 2, а представлена микроструктура поперечного сечения первого образца после плазменной наплавки. Первая зона характеризуется наличием структуры заэвтектического типа, которая состоит из первичных кристаллов боридных фаз FeB и Fe2B различной морфологии, находящихся в эвтектической матрице, состоящей из Fe2B и -Fe (рис. 3). Морфология боридов изменяется от овальной (рис. 4, а) до столбчатой (рис. 4, б). Кроме того, в наплавленном слое наблюдались бориды железа с неполным зарастанием граней (рис. 4, в).

RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1