Actual Problems in Machine Building 2018 Vol. 5 No. 3-4

Актуальные проблемы в машиностроении. Том 5. № 3-4. 2018 Материаловедение в машиностроении ____________________________________________________________________ 125 УДК 620.9 НАПЛАВКА ИЗНОСОСТОЙКОГО ПОКРЫТИЯ СОДЕРЖАЩЕГО NbC НА СТАЛЬ 12Х18Н9Т ЭЛЕКТРОННЫМ ЛУЧОМ, ВЫВЕДЕННЫМ В АТМОСФЕРУ * В.В. ЛОСКУТНИКОВА, магистрант Е.Г. БУШУЕВА, аспирант А.Г. ТЮРИН, канд. техн. наук, доцент (НГТУ, г. Новосибирск) Лоскутникова В.В. – 630073, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20 Новосибирский государственный технический университет, e-mail: varvara.laskutnikova@yandex.ru В работе представлены результаты исследования структуры и свойств покрытий на стали 12Х18Н9Т, содержащих NbC и сформированных методом вневакуумной электронно-лучевой наплавки. В качестве наплавляемого материала использовался порошок карбида ниобия. Ток электронного пучка увеличивался от 22 до 24 мА. Полученные покрытия имеют толщину до 3 мм и не содержат трещин и пор. В зависимости от тока наплавки значения микротвердости составляет от 4,5 до 8 ГПа. Микротвердость покрытий в 3 раза превышает твердость основного материала. Износостойкость покрытий при трении о закрепленные частицы абразива в 2 раза выше износостойкости основного металла. Ключевые слова: Электронно-лучевая наплавка, карбид ниобия, коррозионностойкая сталь, износостойкость. Введение В нефтегазодобывающей промышленности буровые работы проводят под управлением телеметрической системы, отдельные элементы которой изготавливаются из дорогостоящих твердых сплавов, обладающих низкой технологичностью [1-2]. Данные элементы постоянно подвергаются интенсивному изнашиванию. С одной стороны, происходит воздействие высококонцентрированными кислотами и щелочами, которые выступают в роли промывочных жидкостей и аварийных растворов, с другой стороны, абразивное воздействие частиц отработанной породы [3]. Другим возможным материалом для изготовления элементов телеметрической системы является коррозионностойкая сталь 12Х18Н9Т, отличающаяся устойчивостью к работе в агрессивной среде и высокой технологичностью [4]. Однако данный материал имеет существенный недостаток - низкое сопротивление абразивному изнашиванию [5]. Поэтому повышение износостойкости поверхностных слоёв хромоникелевой аустенитной стали 12Х18Н9Т методом наплавки твердых покрытий представляет актуальную задачу современного материаловедения. Одним из эффективных способов повышения механических свойств покрытий является упрочнение путём введения в материал тугоплавких дисперсных фаз [6-8]. Для повышения износостойкости материалов, методом введения тугоплавких частиц применяют высокоэнергетические технологии. С этой точки зрения перспективным является метод вневакуумной электронно-лучевой обработки. Преимуществами метода являются: высокий КПД установки (75 %), большая мощность (до 100 кВт), глубокое проплавление материала, высока адгезию слоёв основной материал-покрытие, выбор режима при изменении параметров [9]. Возможность обработки крупногабаритных изделий также является важным * Работа выполнена при финансовой поддержке государства в лице Минобрнауки России (Соглашение №14.610.21.0013, идентификатор проекта RFMEFI61017X0013).