Obrabotka Metallov 2018 Vol. 20 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 20 № 4 2018 72 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Выбор параметров термической обработки наплавленных высокохромистых покрытий, легированных комплексом боридных соединений Евгений Еремин a , * , Александр Лосев b , Сергей Бородихин c , Иван Пономарев d , Арина Маталасова e Омский государственный технический университет, пр. Мира, 11, г. Омск, 644050, Россия a http://orcid.org/0000-0001-7357-8194, weld_techn@mail.ru , b http://orcid.org/0000-0001-7970-4219, alesha-los@yandex.ru , c http://orcid.org/0000-0001-8038-9551, sergey.borodihin@gmail.com , d http://orcid.org/0000-0001-8016-3616, don_13@bk.ru , e http://orcid.org/0000-0002-3019-8113 , matalasova96@mail.ru Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2018 Том 20 № 4 с. 72–82 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2018-20.4-72-82 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov Введение Одной из важных задач машиностроитель- ной отрасли является поверхностное упрочне- ние деталей машин и механизмов, работающих в сложных условиях эксплуатации. ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 621.791.927.5 История статьи : Поступила: 06 июля 2018 Рецензирование: 27 июля 2018 Принята к печати: 24 сентября 2018 Доступно онлайн: 15 декабря 2018 Ключевые слова : Порошковая проволока Хромистая сталь Боридные соединения Термообработка покрытия Мартенсит Твердость металла Структура покрытия Финансирование Работа выполнена за счет гранта Российского научного фонда (про- ект № 17-19-01224). АННОТАЦИЯ Введение. Для поверхностного упрочнения большой номенклатуры деталей машиностроительного назначения применяется наплавка порошковыми проволоками на железо-хромовой основе, обеспечивающими получение металла покрытий с высокой прочностью и коррозионной стойкостью. В то же время при работе в условиях абразивного износа стойкость покрытий на железохромовой основе недостаточна в связи с малым количеством упрочняющих фаз в структуре наплавленного металла. Высокие эксплуатационные свойства наплавленного металла можно получить комбинированием твердорастворного упрочнения и упрочнения частицами второй фазы в матрице на основе железа. Одним из таких эффективных методов упрочнения металла является наплавка порошковой проволокой, легированной соединениями бора. Однако все выполненные исследования относятся только к металлу покрытий в состоянии после наплавки. Твердость металла таких покрытий высока, что затрудняет его механическую обработку режущим инструментом. Цель работы: выбор рациональных параметров термической обработки наплавленных покрытий на основе хромистой стали с карбидно-боридно-нитридным легированием. В работе исследовали влияние режимов термической обработки на микротвердость, микроструктуру и фазовый состав металла покрытия, наплавленного высокохромистой порошковой проволокой, легированной комплексном боридных соединений, состава: 15 % Cr + 0,5 % B 4 C + 0,5 % BN + 2,5 % + TiB 2 + 1,0 % ZrB 2 . Методами исследования является металлография, замеры микротвердости, рентгенофазовый анализ и просвечивающая электронная микроскопия. Результаты и обсуждение. Показано, что отпуск при температуре 800 °С с выдержкой два часа обеспечивает твердость наплавленного металла в пределах 32…37 HRC, приемлемую для осуществления его механической обработки. В микроструктуре металла покрытия, прошедшего отпуск, отмечается распад структурных составляющих, уменьшение количества боридной эвтектики и упрочняющих фаз и увеличение их размера. Установлено, что для восстановления высокой твердости металла после отпуска с последующей механической обработкой целесообразно проведение закалки с температуры 1020 °С, обеспечивающей твердость в пределах 53…58 HRC. Такая термообработка приводит к стабилизации значений микротвердости на высоком уровне, несколько даже превышающем уровень твердости металла покрытий после наплавки. Показано, что это обусловлено образованием композиционной структуры с мартенситной матрицей, эвтектической составляющей на базе борида хрома и железа Fe 1,1 Cr 0,9 B 0,9 , и дисперсных включений частиц карбонитридов, карбидов и нитридов большей частью Ti 2 CN и Cr 7 С 3 и интерметаллидов Cr 4 TiZr размером от 0,4 до 6,5 мкм. Установленные рациональные параметры термической обработки могут быть использованы в технологии нанесения износостойких покрытий при наплавке порошковыми проволоками, легированными боридными соединениями. Для цитирования: Выбор параметров термической обработки наплавленных высокохромистых покрытий, легированных комплексом боридных соединений / Е.Н. Еремин, А.С. Лосев, С.А. Бородихин, И.А. Пономарев, А.Е. Маталасова // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2018. – Т. 20, № 4. – С. 72–82. – doi: 10.17212/1994-6309-2018-20.4-72-82. ______ *Адрес для переписки Еремин Евгений Николаевич , д.т.н., профессор Омский государственный технический университет, пр. Мира, 11, 644050, г. Омск, Россия Тел.: 8 (3812) 65-27-19, e-mail: weld_techn@mail.ru