Obrabotka Metallov 2018 Vol. 20 No. 4

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 20 No. 4 2018 73 MATERIAL SCIENCE Значительное удешевление таких изделий можно осуществить изготовлением их из срав- нительно дешевых сталей с последующим по- верхностным упрочнением наплавкой рабочих поверхностей износостойкими порошковыми проволоками. С этой целью большая номенкла- тура деталей машиностроительного назначения наплавляется порошковыми проволоками на же- лезохромовой основе, обеспечивающих получе- ние металла покрытий с высокой прочностью и коррозионной стойкостью [1–5]. В то же время при работе в условиях абра- зивного износа стойкость покрытий на железо- хромовой основе недостаточна в связи с малым количеством упрочняющих фаз в структуре на- плавленного металла. Высокие эксплуатаци- онные свойства наплавленного металла можно получить путем комбинирования твердораствор- ного упрочнения и упрочнения частицами вто- рой фазы в матрице на основе железа. Одним из таких эффективных методов упрочнения метал- ла является легирование его бором [6–11]. Для этого при наплавке используют такие соедине- ния бора, как ферробор, карбид бора, диборид хрома, диборид титана [6, 8, 10, 12, 13]. Ранее ав- торами в работах [12, 14] была показана эффек- тивность применения порошковых проволок, легированных соединениями бора, обеспечива- ющих получение наплавленного металла, име- ющего повышенную износостойкость. Особый интерес представляет использование для этих целей нитрида бора, являющегося вследствие сходства ряда свойств электронным аналогом углерода. Авторами показана перспективность применения наплавочной порошковой проволо- ки, легированной комплексом, содержащим ни- трид бора [15]. Однако все выполненные исследования от- носятся только к металлу покрытий в состоянии после наплавки. Твердость металла таких покры- тий высока, что затрудняет его механическую обработку. Высокий отпуск позволяет снизить твердость такого наплавленного металла и про- вести его обработку режущим инструментом. После этого для восстановления высокой твер- дости покрытия необходимо провести закалку. В то же время режимы термической обработки покрытий, наплавленных комплекснолегирован- ными хромистыми порошковыми проволоками, не исследованы. В связи с этим в настоящей работе поставле- на задача выбора рациональных параметров тер- мической обработки наплавленных покрытий на основе хромистой стали с карбидно-боридно- нитридным легированием комплексом. Методика исследований В работе исследовали влияние режимов термической обработки на микротвердость, микроструктуру и фазовый состав металла покрытия, наплавленных высокохромистой по- рошковойпроволокой, легированнойкомплексом боридных соединений, состоящей из 15 % Cr + + 0,5 %B 4 C + 0,5 %BN + 2,5 %+ TiB 2 + 1,0 %ZrB 2 . Наплавку валиков осуществляли на пласти- ны из стали Ст.3 размером 200×50×10 мм опыт- ной порошковой проволокой диаметром 2,4 мм в аргоне в четыре слоя высотой 14 мм. Режим на- плавки: сила тока 230 А; напряжение 24 В; ско- рость наплавки 20 м/ч. Металлографические исследования наплав- ленного металла проводили на оптическом микроскопе АXIO Observer A1m (Carl Zeiss). Микроструктура выявлялась химическим травлением в реактиве состава: CuSO 4 – 4 г; HCl – 20 мл; H 2 O – 20 мл. Дюрометрические исследования проводили на образцах, полученных поперечной резкой ме- талла наплавленных валиков c помощью твер- домера ТК-2 по методу Роквелла и микротвер- домера Shimadzu HMV-2 по методу Виккерса. Микротвердость измеряли по поперечному сече- нию наплавленного покрытия, начиная с основ- ного металла с шагом 0,2 мм, начало замера (0) соответствует 2 мм от линии сплавления. Рентгенофазовый анализ выполняли на мно- гофункциональном рентгеновском дифрактомет- ре Shimadzu XRD-7000. Съемки осуществляли в фильтрованном медном K  – излучении с ре- жимом работы рентгеновской трубки 40 кВ и 40 мА, скорость сканирования 0,2 °/мин. Сред- няя величина фиксируемой детектором длины волны излучения  = 1,5406 Å. Образцы были отсняты при комнатной температуре в интерва- ле брэгговских углов дифракции 2  = 30…130°. Для обработки и анализа дифракционных спек- тров применили пакет программ Match! Для просвечивающей электронной микро- скопии использовался металл, вырезанный из