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

Actual Problems in Machine Building. Vol. 5. N 3-4. 2018 Materials Science in Machine Building ____________________________________________________________________ 126 преимуществом, так как такой тип изделий характерен установкам нефтегазодобывающей промышленности. Проплавление как основного материала, так и порошковой смеси происходит вследствие взаимодействия электронного пучка с поверхностными слоями. Тепловые и диффузионные процессы, которые при этом возникают, обеспечивают перемешивание порошка покрытия с верхним расплавленным слоем материала основы. Покрытие формируется путем охлаждения оплавленного участка за счет теплоотвода в не нагретые слои основного металла [10]. Чаще всего в качестве таких материалов применяются твердые частицы – карбиды, нитриды и бориды. Это чрезвычайно твердые соединения, способные в десятки раз увеличить износостойкость поверхности, будучи включенными в состав связующего материала [11]. Карбиды ниобия отличаются повышенной твердостью, износостойкостью, термодинамической стабильностью. Согласно источнику [12] частицы карбида ниобия, не вступают в химическое взаимодействие, при оплавлении на поверхности стали, что позволяет сохранить карбидную фазу (NbC) в покрытии и обеспечить эффективное дисперсионное упрочнение. Материалы и методы Наплавка покрытий осуществлялась путем нанесения на основной материал порошковых смесей и их последующего оплавления. В качестве материала основы использовалась коррозионностойкая хромоникелевая сталь 12Х18Н9Т. В качестве наплавляемой порошковой смеси использовали порошковую смесь следующего состава: NbC (40 %) и MgF 2 (50 %), Fe (10%). Карбид ниобия выступал как упрочняющий компонент. В качестве флюса был выбран MgF 2 [13]. Наплавка порошковых смесей проводилась в Институте ядерной физики им. Г.И. Будкера (ИЯФ) СО РАН на промышленном ускорителе электронов ЭЛВ-6. Обработка осуществлялась в сканирующем режиме по следующим параметрам: энергия электронного пучка – 1,4 МэВ; максимальная мощность 100 кВт; частота сканирования 5 Гц; скорость перемещения образца относительно пучка – 10 мм/с; ток пучка изменялся от 22 до 24 мА. В процессе обработки порошковая смесь, состоящая из карбида ниобия и флюса, равномерно распределялась по поверхности основы из стали 12Х18Н9Т. Масса насыпки на площади в 1 см 2 составляла 0,45 г. Металлографические исследования проводили на оптическом микроскопе Axio Observer Z 1 m ( Carl Zeiss ) с увеличением до 1000 крат. Для металлографического анализа готовились микрошлифы по стандартной методике, включающей шлифование, полирование с последующим травлением смесью концентрированных HNO 3 и HCl соотношении 1:3 соответственно. Микротвердость образцов определяли методом Виккерса на микротвердомере WolpertGroup 402MVD при нагрузке 100 г. Измерения микротвердости осуществлялись согласно ГОСТ 9450-76 [14]. Оценка износостойкости наплавленных покрытий проводилась в условиях трения о закрепленные частицы абразива согласно ГОСТ 17367-71 [15]. Эталонным материалом служила сталь 12Х18Н9Т. Относительная износостойкость наплавленных покрытий оценивали по потере длины изнашиваемого материала. Все полученные данные по микротвердости и относительной износостойкости подвергались статистической обработки. Рассчитывался доверительный интервал и погрешность измерений с учетом коэффициента Стьюдента.