Obrabotka Metallov. 2016 no. 2(71)

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (71) 2016 83 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Рис. 4. Распределение элементов по площади шлифа на стали У7 после насыщения в смеси состава № 5 (в ха- рактеристическом излучении ванадия, углерода, железа) анализ зафиксировал в карбиде ванадия при- сутствие хрома в количестве ≈ 8 вес. %. Дан- ное содержание хрома приводит к снижению микротвердости карбида ванадия до значения 16 ГПа. Износостойкость образцов после на- сыщения в данном составе незначительно пре- вышает износостойкость образцов после хро- мирования в составе № 1. После обработки в составе № 3 происходит увеличение толщины участка карбида ванадия по сравнению с составом № 2. Диффузионный слой состоит из участка карбида ванадия и тонкой кромки карбида хрома на внешней сто- роне. Увеличение составляющей карбида вана- дия приводит к повышению износостойкости. При насыщении в составе № 4 (рис. 3), показавшем близкие к максимальным значе- ния износостойкости, формируется диффу- зионный слой на основе карбида ванадия, ле- гированный хромом в количестве ≈ 3 вес. %. Микрорентгеноспектральный анализ показал, что содержание ванадия соответствует карбиду типа VC. Микротвердость составляет 25 ГПа. При насыщении в составе № 5 (рис. 4) диф- фузионный слой имеет двухслойную структуру. Согласно фазовой диаграмме ванадий образует с углеродом два карбида: VC и V 2 C. Микротвер- дость полукарбида ванадия, сформированного на наружной стороне слоя, составляет 20 ГПа, а микротвердость монокарбида, находящегося под ним – 27 ГПа. Наличие полукарбида ванадия с пониженной микротвердостью приводит к сни- жению износостойкости слоя. Отрицательную роль играет слишком высокая микротвердость монокарбида ванадия, приводящая к выкраши- ванию слоя. Выводы Проведены процессы диффузионного на- сыщения стали У7 в порошках ферросплавов при их различных соотношениях. С помощью метода симплекс-планирования выявлена об- ласть оптимальных составов порошковой сре- ды с соотношением 24…25 % феррохрома и 75…76 % феррованадия, ХТО в которой повы- шает износостойкость при трении скольжения без смазки стали У7 в 22,2…22,4 раза по срав- нению с состоянием после закалки и низкого отпуска. Установлено, что оптимизированный слой состоит из легированного хромом карби- да VC с микротвердостью 25 ГПа. Повышение износостойкости в условиях трения скольже- ния без смазки многокомпонентных карбид- ных слоев обусловлено преобладанием в диф- фузионном слое карбидов ванадия с высокой микротвердостью. Снижение уровня микро- Рис. 3. Распределение элементов по площади шлифа на стали У7 после насыщения в смеси состава № 4 (в характеристическом излучении хрома, ванадия, углерода, железа)