Obrabotka Metallov 2013 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (60) 2013 115 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Введение Одним из эффективных вариантов повышения долговечности деталей машин и механизмов является их поверхностное упрочнение карбидами тугоплав- ких металлов. Введение высокопрочных включений в материалы, предназначенные для изготовления из- делий, эксплуатирующихся в условиях повышенных нагрузок, позволяет в значительной мере повысить их износостойкость. Эффективным способом повы- шения триботехнических свойств металлических материалов является поверхностное легирование карбидом титана, обладающего высокой твердостью (28 ГПа), износостойкостью и температурой плавле- ния (3067 °C) [1, 2]. _______________ * Работа выполнена в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009– 2013 годы, соглашение № 14.B37.21.0447 от 06 августа 2012 года. УДК 621.9.048.7 СТРУКТУРА И СВОЙСТВА СТАЛИ ПОСЛЕ ВНЕВАКУУМНОЙ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ НАПЛАВКИ ПОРОШКОВ ТИТАНА, ТАНТАЛА, МОЛИБДЕНА И ГРАФИТА* Д.О. МУЛЬ 1 , аспирант Е.А. ДРОБЯЗ 1 , канд. техн. наук, доцент И.К. ЧАКИН 2 , инженер В.В. САМОЙЛЕНКО 1 , аспирант В.С. ЛОЖКИН 1 , аспирант Р.А. ДОСТАВАЛОВ 1 , студент 1 ( НГТУ, г. Новосибирск ) 2 ( ИЯФ СО РАН, г. Новосибирск ) Поступила 26 июля 2013 года Рецензирование 26 августа 2013 года Принята к печати 5 сентября 2013 года Муль Д.О. – 630073, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20, Новосибирский государственный технический университет, e-mail: ddariol@yandex.ru Рассмотрены особенности формирования структуры в поверхностных слоях конструкционной стали 40Х, подвер- гнутой вневакуумной электронно-лучевой наплавке порошковых смесей. Для получения покрытий использовали три вида наплавочных порошковых смесей: титан и графит; титан, молибден и графит; титан, тантал и графит. В наплав- ленных покрытиях в процессе ускоренного нагрева и последующего охлаждения формируется сложная высокоди- сперсная кристаллическая структура. В слоях наплавленного металла, содержащих титан с графитом, титан, молибден с графитом, зафиксировано присутствие карбида титана (TiC). Увеличение его объемной доли приводит к повышению твердости покрытий. Введение молибдена способствует формированию однородной структуры мартенсита. Износо- стойкость наплавленных покрытий коррелирует с уровнем их твердости. Ключевые слова: вневакуумная электронно-лучевая наплавка, износостойкость, карбиды. В настоящее время распространенными спосо- бами поверхностного легирования металлических материалов являются спекание, электродуговая и индукционная наплавка [3]. Однако указанные тех- нологии не обеспечивают возможность контроли- руемого местного нагрева материала, приводящего к расплавлению только поверхностных слоев основно- го металла и порошковой смеси. Такой нагрев эффек- тивно реализуется при воздействии на поверхност- ные слои высокоэнергетических источников нагрева, среди которых следует особо выделить электронный пучок, выведенный в воздушную атмосферу [4–6]. Вневакуумная электронно-лучевая обработка позво- ляет формировать покрытия различного химического