Actual Problems in Machine Building 2017 Vol. 4 No. 1

Actual Problems in Machine Building. Vol. 4. N 1. 2017 Materials Science in Machine Building ____________________________________________________________________ 122 составляет 10 11 см -2 . Высокая плотность дислокаций, пластинчатая морфология структуры прослоек указывают на мартенситный механизм формирования α-фазы с образованием ультрамелкой мартенситной структуры. Анализируя результаты, изменения микротвердости по сечению поперечного шлифа (рис. 1), можно отметить формирование высокопрочного поверхностного слоя, микротвердость которого изменяется в пределах (10,5 – 12,5) Гпа, то есть более чем в 2 раза превышает твердость металла основы (сталь Хардокс-450) при толщине наплавленного слоя не менее 7 мм. Рис. 1. Профиль микротвердости системы «наплавленный слой / сталь» Облучение наплавленного слоя высокоинтенсивным импульсным электронным пучком приводит к формированию модифицированного поверхностного слоя толщиной до 50 мкм. Модифицированный слой, отличается от основного объема наплавленного материала степенью дисперсности структуры, выявленной при ионном травлении поперечного шлифа. Облучение поверхности наплавленного слоя приводит к существенному изменению фазового состава и дефектной субструктуры материала. Прежде всего, обращает на себя внимание существенное уменьшение поперечных размеров кристаллов мартенсита. Если в стали, закаленной с печного нагрева средние поперечные размеры кристаллов пакетного мартенсита составляют (150-200) нм [14], то в модифицированном электронно-пучковой обработкой слое наплавки поперечные размеры кристаллов пакетного мартенсита изменяются в пределах (50-70) нм. Одной из причин такого изменения поперечных размеров кристаллов мартенсита может быть сверх высокая (до 10 6 К/с) скорость охлаждения поверхностного слоя наплавки, облученной интенсивным импульсным электронным пучком. Другой возможной причиной являются малые объемы  -фазы, расположенные между включениями второй фазы. Поверхностный слой наплавки, облученной интенсивным импульсным электронным пучком, является многофазным материалом. Основными фазами являются α -фаза, борид железа FeB и карбид бора В 4 С . Формирование наплавленного слоя приводит к увеличению износостойкости стали. На рис. 2 приведено изменение коэффициента трения при трибологических испытаниях наплавленного слоя, модифицированного электронным пучком. Обращает на себя внимание двухстадийный характер изменения коэффициента трения. На первой стадии величина коэффициента трения составляет ≈0,07, на второй стадии ≈0,11. Коэффициент трения стали без наплавки ≈0,31. Анализируя изменение коэффициента трения при трибологических испытаниях (рис. 2), можно предположить, что облучение наплавленного слоя интенсивным импульсным электронным пучком приводит к существенному (в ≈3,5 раза) снижению коэффициента трения наплавленного слоя.