Actual Problems in Machine Building 2016 No. 3

Актуальные проблемы в машиностроении. 2016. №3 Инновационные технологии в машиностроении ____________________________________________________________________ 163 Формирование покрытий сопровождается протеканием процессов кристаллизации с образованием дендритной структуры, состоящей из зерен твердого раствора и эвтектики, располагающейся по его границам (рис. 1). Методом рентгеновской дифрактометрии установлено, что зёрна дендритов представляют собой γ-твердый раствор на основе Ni, Fe. Анализ микрофотографий свидетельствует о зависимости объемной доли эвтектической составляющей от концентрации легирующих элементов входящих в состав покрытия. С увеличением скорости наплавки в структуре наблюдается уменьшение количества ячеек дендритов, которые обладают низким уровнем твердости и прочности. а б Рис. 1. Микроструктура покрытий, полученных методом вневакуумной электронно-лучевой наплавки самофлюсующегося порошка ПН77Х15С3Р2 на заготовки из низкоуглеродистой стали: а – V = 10 мм/с, б– V = 20 мм/с Структурные изменения, происходящие в покрытии при увеличении скорости электронно-лучевой наплавки, положительно сказываются на уровне микротвердости материала. Влияние скорости вневакуумной электронно-лучевой обработки на микротвердость упрочненного слоя представлено на рисунке 2. Анализ экспериментальных данных показал, что минимальным уровнем микротвердости обладают покрытия, полученные в процессе обработки со скоростью 10 мм/с. Твердость достигает 300 HV, что не значительно превышает показатели микротвердости материала основы (  200 HV). Такое поведение связано с интенсивным оплавлением поверхностных слоев основного металла и перераспределением легирующих элементов в ванне расплава. Повышение скорости обработки в 1,5 раза сопровождается увеличением уровня микротвердости до 400 HV. Наибольший уровень твердости (  650 HV) был, достигнут в поверхностном слое, полученном в процессе наплавки смеси самофлюсующегося порошка при скорости перемещения материала относительно электронного пучка 20 мм/с. При реализации данного режима обработки время пребывания материала покрытия в жидком состоянии было недостаточным для завершения процессов диффузионного перераспределения железа.