Obrabotka Metallov 2013 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (61) 2013 7 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ образцов относительно абразивной бумаги име- ла форму спирали Архимеда. Дорожки соседних проходов не пересекались. В качестве абразивно- го материала применялся карбид кремния с раз- мерами частиц от 80 до 100 мкм. Длительность испытаний составляла 35 с. В ходе испытаний оценивалась потеря массы образцов. Результаты и обсуждение Металлографические исследования пока- зали, что в процессе наплавки порошковой же- лезографитовой смеси формируются покрытия толщиной 1,8 и 2,6 мм с содержанием углерода 2,19 и 1,57 % соответственно. Таким образом, при наплавке с током пучка 24 мА на заготовке был сформирован слой доэвтектического чугу- на, а при 26 мА – заэвтектоидной стали. Несмотря на простой химический состав исследуемых материалов в результате после- дующей электронно-лучевой закалки форми- руется сложная структура, состоящая из пяти зон, различающихся по содержанию углерода и структурных составляющих. В поверхностном слое толщиной 380...400 мкм образуется высо- коуглеродистый мартенсит (рис. 1, а ). Лишь в некоторых микрообъемах наблюдаются остатки цементитных кристаллов. Их присутствие обу- словлено малым временем пребывания материа- ла в высокотемпературном состоянии. Кроме того, в поверхностном слое присутствует оста- точный аустенит, образование которого связано с повышенным содержанием углерода и высоко- температурным нагревом материала. Вторая зона, глубина которой составляет ~ 200 мкм, характеризуется наличием протя- женных кристаллов цементита видманштет- това типа и мартенсита. Формирование такой структуры свидетельствует о том, что в процес- се электронно-лучевой закалки материал ана- лизируемой зоны был нагрет в соответствии с диаграммой состояния «железо-углерод» до температуры, соответствующей двухфазной аустенитно-цементитной области. Отличитель- ной чертой этой зоны является наличие большо- го количества остаточного аустенита. В третьей зоне, глубина которой составляет ~ 300 мкм, наблюдаются кристаллы мартенсита, остаточного аустенита, перлита и видманштет- това цементита (рис. 1, б ). По мере снижения температуры нагрева материала объемная доля мартенсита и остаточного аустенита уменьша- ется, а перлита и видманштеттова цементита возрастает. Четвертая зона характеризуется на- личием перлита и цементита видманштеттова типа. Кристаллы цементита представляют со- бой протяженные пластины со слоистым строе- нием. Длина цементитных пластин достигает 250 мкм, ширина 5 мкм. Пятая зона соответ- ствует исходной стали с феррито-перлитной структурой. Структурная особенность поверхностного слоя, полученного путем электронно-лучевой закалки предварительно наплавленного чугуна, а б Рис. 1. Структура поверхностного слоя, сформированного при вневакуумной электронно-лучевой наплавке и последующей электронно-лучевой закалке наплавленного слоя