Actual Problems in Machine Building 2018 Vol. 5 No. 1-2

Актуальные проблемы в машиностроении. Том 5. № 1-2. 2018 Материаловедение в машиностроении ____________________________________________________________________ 113 подвергают различным видам упрочняющей обработки. В частности, в работах [4-6] рассмотрено влияние ионного азотирования на структурно-фазовое состояние и трибомеханические свойства газотермических покрытий напыленных с использованием пропана. В работах [4-6] отсутствуют данные о структуре и фазовом составе модицифированных ионами азота исходных проволочных сталей, из которых напылялись газотермические покрытия. В связи с этим, интерес представляет сопоставление данных по структурно-фазовому состоянию ионно-модифицированных проволочных материалов и соответствующих покрытий, полученных с использованием газа МАФ. Целью данной работы являлось исследование структурно-фазового состояния газотермических покрытий и исходных проволочных материалов из высокохромистых сталей, подвергнутых ионно- плазменному азотированию. Образцы и методики исследований Для исследований были выбраны проволочные материалы 40Х13, Lastifil 812 и 02Х17Н11М2 ( d =1,2-2,0 мм) и напыленные из них методом ВМ с помощью газа МАФ газотермические покрытия (таблица 1). Для нанесения газотермических покрытий методом ВМ использовалась установка АДМ-10, разработанная в ОИМ НАН Беларуси [2]. Скорость полета напыляемых частиц составляла ˃ 500 м/с, размер частиц 5 – 40 мкм. С целью повышения прочности сцепления покрытий с основой наносился промежуточный слой напылением проволоки из сплава Х20Н80. Покрытия подвергались механической шлифовке с финишной обработкой на абразивной бумаге (Р320). Толщина напыленных покрытий составляла ≈ 1,0 ÷ 1,5 мм. Таблица 1 Химический состав распыляемых проволочных материалов Марка проволочной стали Содержание элементов, масс, % C Cr Mo Ni Mn Si Fe 40Х13 0,42 13,20 - 0,60 0,35 0,40 основа Lastifil 812 0,40 17,50 1,10 0,50 0,40 0,40 основа 02Х17Н11М2 0,025 16,20 1,65 11,30 0,40 0,45 основа Ионно-плазменное азотирование (ИПА) образцов исходных проволок и напыленных из них покрытий проводилось в среде 15% N 2 + 80% Ar + 5% СH 4 . Параметры ИПА: V=395 В, I=7,4 А, температура 740 К, время обработки – 8 часов. Исследование фазового состава проволочных материалов и газотермических покрытий из высокохромистых сталей в исходном состоянии и после ИПА осуществлялось на дифрактометре ДРОН-2.0 в монохроматизированном кобальтовом (CoK α ) излучении при напряжении 30 кВ и анодном токе 15 мА. Расшифровка рентгенограмм осуществлялось при помощи программного обеспечения Crystallographica Search-Match с картотекой PDF -2. Металлографические исследования проводились на оптическом микроскопе АЛЬТАМИ МЕТ 1МТ и сканирующем электронном микроскопе TESCAN VEGA 3 LMH. Для проведения микроанализа использовался энергодисперсионный спектрометр X-Max 150 производства Oxford Instruments с программным обеспечением AZtec Automated . Точность определения химического состава составляла ± 0.05÷0,1 % масс. Травление образцов проволок и покрытий после ионно-плазменного азотирования осуществлялось в 4%-ом спиртовом растворе пикриновой кислоты.