ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 25 № 4 2023 232 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Особенности формирования Ni-Cr покрытий, полученных диффузионным легированием из среды легкоплавких жидкометаллических растворов Эдуард Бобылёв a, *, Иван Стороженко b, Анастас Маторин c, Вячеслав Марченко d Кубанский государственный технологический университет, ул. Московская, 2, г. Краснодар, 350072, Россия a https://orcid.org/0000-0001-7754-1807, ebobylev@mail.ru; b https://orcid.org/0000-0002-0900-9330, storojenko_armv@mail.ru; c https://orcid.org/0009-0003-5405-8451, anastas_brsoyan@mail.ru; d https://orcid.org/0000-0002-3514-0201, mwsat79@gmail.com Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2023 Том 25 № 4 с. 232–243 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2023-25.4-232-243 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 621.793.5 История статьи: Поступила: 08 августа 2023 Рецензирование: 22 августа 2023 Принята к печати: 19 октября 2023 Доступно онлайн: 15 декабря 2023 Ключевые слова: Диффузия Покрытие Хром Никель Химико-термическая обработка Сталь Финансирование Исследование выполнено при финансовой поддержке Кубанского научного фонда в рамках научноинновационного проекта № НИП20.1/22.17. Благодарности Исследования частично выполнены на оборудовании ЦКП «Структура, механические и физические свойства материалов» (соглашение с Минобрнауки № 13.ЦКП.21.0034). АННОТАЦИЯ Введение. Рассмотрены основные способы увеличения работоспособности изделий, изготовленных из конструкционных сталей. Приведено обоснование выбора Ni и Cr в качестве основных компонентов покрытия. Приведено описание технологии диффузионного легирования из среды легкоплавких жидкометаллических растворов (ДЛЛЖР). Целью работы является выявление особенностей формирования покрытий при одновременном диффузионном насыщении никелем и хромом конструкционных сталей по технологии ДЛЛЖР. Методика исследований. ДЛЛЖР подвергались цилиндрические образцы диаметром 20 мм, длиной 30 мм. Образцы были изготовлены из конструкционных сталей марок Ст3, 30ХГСН2А, 40Х и 40Х13. В качестве технологической среды при ДЛЛЖР (транспортный расплав) использовался эвтектический расплав свинец-литий, в который в заданном количестве вводились никель и хром. ДЛЛЖР проводилось при 1050 °С в течение 300 минут. Металлографические исследования выполнялись на микрошлифах, подготовленных по стандартной методике. Исследования по определению толщины покрытий и их структуры проводились на микротвердомере Dura Scan Falcon 500. Определение элементного состава покрытий выполнялось методом микрорентгеноспектрального анализа (МРСА) на сканирующем электронном микроскопе Tescan Lyra 3 с системой РСМА Oxford Ultim MAX. Результаты и обсуждение. В результате исследований было выявлено, что при ДЛЛЖР происходит формирование диффузионных Ni-Cr покрытий. Проведение ДЛЛЖР на конструкционных углеродистых и низколегированных сталях приводит к формированию двухслойных покрытий: поверхностный карбидный слой и переходный твердорастворный. При этом содержание хрома в поверхностных слоях может достигать 80 % при содержании никеля 1,5 %. Максимальная концентрация никеля наблюдалась в переходном слое и составила 21 % на глубине 5 мкм на стали 30ХГСН2А и 13 % на глубине 4,5 мкм для стали 40Х. Проведение ДЛЛЖР на сталях, содержащих карбидообразующие элементы в значительном количестве или содержащих углерод в малом количестве, приводит к формированию однослойных покрытий на базе твердых растворов. При этом содержание никеля в покрытии достигает 40 %, содержание хрома для стали Ст3 составило 14,5 %, для стали 40Х13 – 9 %. Для цитирования: Особенности формирования Ni-Cr покрытий, полученных диффузионным легированием из среды легкоплавких жидкометаллических растворов / Э.Э. Бобылёв, И.Д. Стороженко, А.А. Маторин, В.Д. Марченко // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2023. – Т. 25, № 4. – С. 232–243. – DOI: 10.17212/1994-6309-2023-25.4-232-243. ______ *Адрес для переписки Бобылёв Эдуард Эдуардович, к.т.н., доцент Кубанский государственный технологический университет, ул. Московская, 2, 350072, г. Краснодар, Россия Тел: +7 (918) 975-8933; e-mail: ebobylev@mail.ru Введение Развитие технологий формирования функциональных покрытий на поверхности металлических изделий является одной из ведущих научных и технических задач в современном машиностроении [1–5]. Состав и структура поверхностных слоев изделий определяют такие их свойства, как износостойкость, коррозионная
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1