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

Актуальные проблемы в машиностроении . Том 4. № 4. 2017 Материаловедение в машиностроении ____________________________________________________________________ 113 УДК 621.691.92: 669.018.25 МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ, ПОЛУЧЕННЫХ НАПЛАВКОЙ УГЛЕРОДНОГО ВОЛОКНА НА СТАЛЬ ЭЛЕКТРОННЫМ ЛУЧОМ В ВОЗДУШНОЙ АТМОСФЕРЕ * А.И. БАРДИН, студент А.А. ЛОСИНСКАЯ, канд. техн. наук, доцент (НГТУ, г. Новосибирск) Бардин А.И. – 630073, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20, Новосибирский государственный технический университет, e-mail: alexxeixxx13@yandex.ru В настоящее время актуальной проблемой материаловедения является повышение эксплуатационных свойств сталей. В работе определены некоторые механические свойства материалов, полученных наплавкой углеродного волокна на сталь электронно-лучевым методом в воздушной атмосфере. Глубина упрочнённых слоёв варьируется от 1,5 до 3 мм. Ударная вязкость образцов превышает 50 Дж/см 2 . Износостойкость полученных покрытий превосходит свойства стали 20 после цементации и закалки с низким отпуском. Так же приведены результаты исследования микротвётдости полученных слоёв и микроструктуры. Твёрдость поверхностных слоёв превосходит 5000 МПа. Ключевые слова: сталь, цементация, электронный луч, износостойкость, ударная вязкость. Введение Большинство деталей машин работает в условиях износа и циклических нагрузок. Обычно в процессе эксплуатации максимальные напряжения возникают в поверхностных слоях металла. Для повышения долговечности деталей машин существует большое количество методов упрочнения. Среди которых можно выделить процесс цементации, как наиболее экономичный и распространенный метод поверхностного упрочнения стальных изделий. Но цементация обладает рядом недостатков, среди них высокая длительность процесса и большая энергоемкость [1]. В современной литературе имеются данные по формированию упрочненных слоев с использованиемлазерного, ионного, электронного и плазменного излучения [2-8]. Каждый из видов излучения имеет свои плюсы и недостатки. Особенно если речь идёт о наплавке. На данный момент в мире физика процессов высокоэнергетических обработок хорошо изучена[9].Технология вневакуумной электроннолучевой обработки представляет большой интерес в вопросе создания высокопрочных покрытий [10]. В проведенных ранее исследованиях было выявлено, что вневакуумная электронно- лучевая обработка является эффективным методом создания высокоуглеродистых покрытий на сталях с применением углеродсодержащих порошков [11, 12]. Исследования, посвященные использованию углеродных волокон для наплавки, проводятся не так давно, основные полученные результаты опубликованы в работах [13-15]. Однако изучению механических свойств материалов, сформированных описанным выше способом, уделялось недостаточное внимание. Данная работа посвящена ускоренной цементации стальных заготовок по методу электронно-лучевогооплавления углеродных волокон на промышленном ускорителе электронов ЭЛВ-6 и исследованиюмеханических свойств полученных материалов. * Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 16-33-00141 мол_а