Obrabotka Metallov 2020 Vol. 22 No. 2

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 22 No. 2 2020 105 MATERIAL SCIENCE поверхностей деталей машин и инструментов , а также для улучшения свойств поверхности новых изделий благодаря их стойкости к корро - зии и износу [4–6]. Газопорошковая лазерная наплавка явля - ется одним из перспективных методов получе - ния поверхностных слоев [7, 8]. В процессе ее проведения присадочный материал ( порошок ) оплавляется лазерным лучом совместно с тон - ким поверхностным слоем основного металла ( подложки ). По сравнению с другими методами нанесения покрытий лазерная наплавка форми - рует слои с повышенной твердостью и однород - ностью , а также с отличным металлургическим сцеплением с подложкой [9–11]. Хромоникелевые покрытия могут быть нане - сены на детали , эксплуатируемые при высоких температурах , – штампы горячего деформирова - ния , валки прокатных станов , рольганги , детали турбин , теплообменников и т . д . [12–14]. В связи с этим актуальной задачей для оценки возмож - ности их высокотемпературных применений яв - ляется исследование влияния термического воз - действия на их свойства . Одним из современных методов оценки ме - ханических свойств хромоникелевых покры - тий является инструментальное микроинден - тирование [15–17], осуществляющее запись диаграмм в процессе нагружения и разгруже - ния индентора . Метод позволяет оценить ме - ханические свойства материалов , для которых нет возможности провести стандартные испы - тания на растяжение , сжатие , изгиб [18]. В ра - боте [19] метод микроиндентирования хромо - никелевого покрытия после деформационной поверхностной обработки был применен не только для исследования упругопластических характеристик , но и для обоснования меха - низмов изнашивания в условиях трения сколь - жения . Однако изучение микромеханических ха - рактеристик хромоникелевого покрытия , сфор - мированного лазерной наплавкой , после допол - нительного нагрева не проводилось . Поэтому целью данной работы явилось исследование влияния термического воздействия в интервале температур 800…1050 ° С на микромеханиче - ские свойства хромоникелевого покрытия , полу - ченного лазерной наплавкой . Методика исследований Материалом для покрытий служил самофлю - сующийся порошок системы Ni – Cr – B – Si марки ПГ -10 Н -01 состава , % ( масс .): 0,8 C; 16,0 Cr; <5,0 Fe; 4,0 Si; 3,5 B; остальное – Ni. Наплавку порошка на пластину из стали Ст 3 осуществляли СО 2 - лазером непрерывного действия с мощностью излучения 1,4…1,6 кВт при скорости 180 мм / мин , расходе порошка 4,9 г / мин , размере лазерного пятна на поверх - ности 6×1,5 мм . Порошковая смесь грануломе - трического состава 40…100 мкм транспортиро - валась инертным газом аргоном при давлении 0,5 атм . Для уменьшения поверхностных напря - жений наплавку проводили в два прохода путем наложения одного слоя на другой . Покрытия после наплавки и шлифовки имели толщину 1,4…1,5 мм . Образцы с наплавленным слоем подвергали нагреву до температур 800…1050 ° С ( выдержка 1 ч ) с последующим охлаждением на воздухе . Микроструктуру и химический состав фаз покрытия изучали с применением сканирую - щего электронного микроскопа Tescan VEGA II XMU и энергодисперсионного микроанализато - ра INCA Energy 450 XT . Инструментированное микроиндентирование с записью диаграммы нагружения проводили на измерительной систе - ме Fischerscope HM 2000 XYm с использованием индентора Виккерса при максимальной нагруз - ке на индентор 1,96 Н [20, 21]. Время выдерж - ки при максимальной нагрузке составляло 20 с , время нагрузки / разгрузки – 5 с . Микромехани - ческие характеристики покрытий определяли с использованием кривых нагружения и разгруже - ния по методике Оливера и Фарра [22], которая признана методикой , наиболее универсальной и удобной для индентирования пирамидальны - ми инденторами [23]. Погрешность измерения характеристик микроиндентирования по 12 из - мерениям определяли по величине среднеква - дратичного отклонения с доверительной вероят - ностью p = 0,95. Результаты и их обсуждение На рис . 1, а изображены диаграммы нагруже - ния ( восходящая кривая на рис . 1, а ) и разгруже - ния индентора ( нисходящая кривая на рис . 1, а )