Obrabotka Metallov 2013 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (61) 2013 52 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ тельствует о высоком качестве полученных сло- ев. На рис. 1 представлены панорамы поверх- ностно легированного слоя. Дефектов (микро- трещин, крупных пор) в полученных покрытиях не зафиксировано. Толщина поверхностно легированных слоев изменялась на различных участках образцов от 1,5 до 1,7 мм. Для электронно-лучевой наплав- ки характерным является образование градиента структур по сечению наплавленного слоя. Это обусловлено разностью температур и скоростей нагрева и охлаждения микрообъемов металла, находящихся на разном расстоянии от поверхно- сти. При этом свойства полученных слоев так- же могут отличаться. Наплавленный материал принято разделять на четыре характерные зоны: зону переплавленного металла, переходную зону, крупнозеренную и мелкозеренную зону термического влияния (ЗТВ) и зону основного металла. Наибольший интерес представляет зона пе- реплавленного металла. Анализ дифрактограмм, полученных при исследовании поверхностно легированного слоя, указывает на наличие двух основных фаз (рис. 2): кубического карбида ти- тана TiC и гексагонального Ti. На основании металлографического анализа можно предпо- ложить, что в процессе ускоренного охлаждения в поверхностном слое образуется мартенсит- ная фаза α’-Ti, что соответствует классическим представлениям [15]. Рентгенофазовый анализ не показал присутствия в наплавленном слое карбида ниобия, вероятность образования кар- бида титана выше [17]. Кроме этого ниобий не- ограниченно растворяется в титане. Методами EDX-анализа было зафиксировано присутствие ниобия как в матрице титана, так и в карбидных частицах. Поскольку рентгеновская дифракция не выявила изменения в симметрии кристалли- ческой решетки образующихся карбидов, мож- но предположить, что ниобий в карбиде титана замещает некоторые атомы титана. Также было установлено, что при увеличении доли порошка ниобия в исходной насыпке происходит увеличе- ние содержания ниобия на несколько процентов не только в матричном материале, но и в карбид- ных включениях. Кроме отмеченных выше фаз в поверхност- но легированном слое образцов 2NC и 3TC об- наружен слабый пик, соответствующий графиту Рис. 2. Дифракционные картины, снятые с поверхностно легированного слоя титана: а – образец 1TNC; б – образец 2NC; в – образец 3TC (рис. 2, б , в ). Присутствие нерастворившихся частиц графита в указанных выше образцах под- тверждается также оптической металлографией. Присутствие графита может приводить как к не- желательному снижению твердости покрытий, так и положительно сказываться на некоторых триботехнических свойствах. Так, например, в работе [7] показано, что частицы графита, со- держащиеся в матрице титана, могут оказать