Obrabotka Metallov 2013 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (60) 2013 106 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ чении силы тока с 20 до 21 мА количество включений графита заметно сократилось, тем не менее полно- стью устранить их не удалось. Присутствие крупных выделений графита должно приводить к снижению твердости наплавленного слоя. В то же время можно ожидать благоприятное влияние этих включений на снижение коэффициента трения. Подобный эффект наблюдался авторами работы [2], показавшими что структура, содержащая твердые частицы карбида ти- тана, пластичную матрицу и графитовые включения, позволяет улучшить триботехнические свойства по- лученного материала. Некоторые особенности структуры переплавлен- ного слоя представлены на рис. 5. Кроме включений нерастворившегося графита (рис. 5, а ) структура на- плавленного слоя состоит из титановой матрицы и распределенных в ней частиц карбида титана. Усло- вия охлаждения в верхней части покрытия привели к ориентации карбидных кристаллов в направлении, перпендикулярном плоскости шлифа (рис. 5, б ). В этой зоне карбидная фаза представлена в виде кон- гломератов частиц округлой формы средним разме- ром ~2,5 мкм. В ряде случаев наблюдалось слияние отдельных карбидных частиц между собой и образо- вание плотного слоя. В более глубоких слоях покры- тия карбидная фаза выделялась в характерной ден- дритной форме (рис. 5, в ). Вблизи зоны термического влияния ввиду недостатка углерода зафиксировано выделение эвтектического карбида титана (рис. 5, г ). На рис. 6 представлены графики изменения ми- кротвердости по глубине наплавленного слоя. Уве- личение тока пучка на 1 мА приводит к увеличению толщины наплавленного слоя на 0,2 мм. Средняя твердость покрытия находится на уровне 4,3 ГПа, что в два раза выше твердости основного материа- Рис. 5. Структура наплавленного слоя: 1 – частицы графита; 2 – дендритные кристаллы TiC; 3 – α-Ti (α / -Ti); 4 – округлые частицы TiC; 5 – конгломераты частиц TiC; 6 – эвтектический TiC Рис. 6. Распределение микротвердости по глубине наплавленного слоя Рис. 7. Потеря массы образцов при воздействии нежестко закрепленных абразивных частиц: образец 1 – ток пучка 20 мА; образец 2 – ток пучка 21 мА а б в г ла. Максимальная твердость покрытия составила 8,5 ГПа. Это связано с высокой объемной долей ча- стиц карбида титана TiC (~32 вес. % для режима 2). Максимальное значение твердости карбидных частиц TiC, зафиксированное методом наноиндентирования, составило 28 ГПа. Твердость покрытия снижается в направлении от поверхности в глубь покрытия, что обусловлено уменьшением размера и объемной доли твердых карбидных частиц. Наплавленные слои характеризуются высо- ким уровнем износостойкости. При проведении электронно-микроскопических исследований тита- новых образцов ВТ1-0 на поверхности изнашивания