Obrabotka Metallov. 2016 no. 4(73)

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (73) 2016 57 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ ( 4 , рис. 5, а ), которые наблюдаются в структуре покрытий, оплавленных при температурах ниже 1070 ° С, представляют собой бориды хрома. Рентгенофазовым анализом показано, что это бориды хрома с химической формулой CrB. Как было отмечено выше, покрытия, оплав- ленные при 1100 ° С, характеризуются наличием эвтектических областей, имеющих форму «цвет- ка» ( 5 , рис. 3, б ). При помощи микрорентгено- спектрального анализа было выявлено, что эти области состоят преимущественно из никеля, хрома и бора ( 6 , рис. 5, в , г ). Анализ тройной диа- граммы состояния Ni-Cr-B [30] позволяет предпо- ложить, что данные области представляют собой эвтектику (γ-Ni)-CrB, что согласуется с данными, полученными авторами работы [31]. Темно-се- рые прослойки эвтектики – это карбид бора (CrB), светлые – твердый раствор на основе γ-Ni. Стоит отметить, что в покрытиях, оплавленных при этой температуре, наблюдаются также гексагональные включения карбида бора CrB 2 ( 7 , рис. 5, в ). Недо- статок бора в материале покрытия проявляется в формировании дефектных кристаллов CrB 2 , ко- торые представляют собой пустотелые или недо- строенные гексагональные каркасы. Методом растровой электронной микроско- пии было выявлено, что в междендритном про- странстве покрытий, оплавленных при темпера- турах ниже 1070 ° С, выделяется пластинчатая эвтектика ( 5 , рис. 5, б ). Согласно данным ло- кального химического анализа повышенное со- держание кремния и бора в этой области может свидетельствовать о присутствии фаз с этими элементами. Анализ тройной диаграммы состо- яния Ni-Si-B, а также данных работы [29] позво- ляют предположить, что эта область может пред- ставлять собой двойную эвтектику Ni 3 B-Ni 6 Si 2 B. Поскольку объемная доля фазы Ni 6 Si 2 B мала, ее рефлексы не были зафиксированы на рентгено- грамме. Стоит отметить, что эвтектики такого типа в покрытиях, оплавленных при 1100 ºС, не встречается. Влияние температуры оплавления на микро- твердость покрытий представлено в табл. 2. Рис. 6. Износ покрытий до оплавления и после оплавления при температуре 1030 и 1100 ° С Т а б л и ц а 2 Средние значения микротвердости покрытий Без нагрева После оплавления при температурах (°С): 1030 1050 1070 1100 705 ± 133 HV 650,5 ± 125 HV 701,6 ± 139 HV 752,5 ± 151 HV 953,4 ± 255 HV Согласно полученным данным видно, что ми- кротвердость покрытий возрастает с увеличени- ем температуры оплавления, что можно связать со структурными изменениями. Как было уже сказано, повышение температуры оплавления приводит к увеличению объемной доли твердых фаз (эвтектики, а также карбидов и боридов хро- ма). Максимальные значения микротвердости соответствует покрытиям, структура которых характеризуется наличием эвтектики Ni – CrB. Результаты триботехнических испытаний по- крытий в условиях трения скольжения со смаз- кой представлены на рис. 6. Испытанию под- вергали образцы с покрытиями до оплавления, а также после оплавления при температурах 1030 и 1100 ° С. Покрытия без оплавления со временем из- нашиваются более интенсивно по сравнению с оплавленными покрытиями, что можно объ- яснить слабой когезией напыленных частиц. Минимальный объем изношенного материала зафиксирован при испытаниях покрытий, оплав- ленных при температуре 1100 ºС. Таким образом, можно отметить, что повышение микротвердо- сти способствует снижению износа покрытий данного состава в реализованных условиях тре- ния-скольжения.