Actual Problems in Machine Building 2021 Vol.8 N3-4

Actual Problems in Machine Building. Vol. 8. N 3-4. 2021 Materials Science in Machine Building ____________________________________________________________________ 122 машин, для которых наиболее вероятны углы атаки в диапазоне 25…35°, возможно применение метода склерометрии [10]. При этом алмазный индентор, формирующий царапину на поверхности испытуемого материала, позволяет моделировать режущее воздействие абразивной частицы [11]. Существенно продлить срок службы новых и восстановить изношенные детали оборудования, работающего в условиях газоабразивного изнашивания, возможно наплавкой износостойкими сплавами, позволяющей радикально улучшить эксплуатационные свойства рабочих поверхностей [12]. Однако на основании анализа, проведенного в работе [13], установлено, что промышленные сплавы по причине чрезмерного легирования обладают не только высокой стоимостью, но и пониженными сварочно-технологическими свойствами (склонны к трещинообразованию при наплавке). Следовательно, создание новых экономнолегированных сплавов, обладающих повышенной стойкостью к газоабразивному изнашиванию – актуальная задача. Цель работы – исследование структурно-фазового состава опытного наплавочного сплава системы Fe-C-Cr-Ni-Mn-Mo-Ti-Nb, а также определение его износостойкости методом склерометрии и оценка технико-экономической эффективности. Методика экспериментального исследования Электродуговую наплавку сплава производили на постоянном токе обратной полярности с использованием сварочного автомата ESAB A2S Mini Master. Наплавку в среде аргона выполняли на пластины из стали Ст3сп. В качестве электродной использовали экспериментальные порошковые проволоки диаметром 2,8 мм, обеспечивающие химический состав наплавленного металла (масс.%): Cr 13,5…15 ; Mn 5,7…6,0; Ni 6,0…6,2; Mo 3,0…3,15; Ti 2,0…2,15; Nb 2,0…2,1; остальное Fe. Содержание углерода в сплавах составляло 1,2; 2,1 и 2,8 масс.%. Химический состав наплавленного металла определяли оптико-эмиссионным анализатором PMI Maser Pro. Твердость металла измеряли по методу Роквелла с использованием твердомера TH-500. Микроструктуру наплавленного металла изучали с использованием растрового электронного микроскопа Versa 3D. Рентгенофазовый анализ проводили на рентгеновском дифрактометре Bruker D8 Advance Есо с вертикальным θ-θ гониометром. Фазы идентифицировали с использованием порошковой базы ICDD PDF-2 (2016). Расшифровку фазового состава осуществляли с помощью программного обеспечения к дифрактометру Diffrac.EVA. Для полуколичественного рентгеновского анализа сплавов применяли метод корундовых чисел, в котором в качестве внутреннего стандарта сравнения используется синтетический корунд (α-Al 2 O 3 ). Вычисленные отношения интенсивности пика определяемой фазы Ι к интенсивности пика стандарта Ι с (корундовые числа k ) приводятся в соответствующих карточках базы данных PDF-2. Прогнозирование структурно фазового состава сплавов выполняли по диаграмме Данильченко Б. В. [14]. Износостойкость сплавов определяли методом склерометрии, по методике, изложенной в работе [15], с определением показателя износостойкости k . Поверхность наплавленного металла скрайбировали при нормальной температуре алмазным индентером Виккерса при его движении ребром вперед. Для сравнительной оценки разработанных и промышленного сплавов рассчитывали коэффициент технико-экономической эффективности i по формуле: , m k i C  (1) где: k – показатель износостойкости; С m – стоимость наплавочного материала, руб/г.