Obrabotka Metallov 2012 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (56) 2012 143 ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ФЦП наплавки достигают 950 HV, однако имеет место бо- лее неоднородное распределение карбидного зерна в зоне проведения испытаний, что повлияло на среднее значение микротвердости (750...800 HV). По результатам исследований образцов покры- тий, наплавленных композиционной сме- сью состава № 3, установлено, что введение в поверхностный слой карбидов нескольких типов приводит к увеличению доли мел- ких карбидных соединений, выпадающих по границам зерен в виде сетки (рис. 3, а ). При этом возрастает доля крупных карби- дов, образующихся, в том числе, и внутри зерен. Проведенный химический анализ подтвердил наличие в структуре наплавки включений всех трех типов карбидов – TiC, WC и SiC. Морфологию содержащихся в на- плавленном покрытии карбидов можно оце- нить, используя рис. 3, б . Пиковые значения микротвердости в покрытии этого типа со- ставляют 1050 HV, среднее значение микротвердо- сти по покрытию колеблется в пределах 900 HV. Рас- пределение карбидного зерна по объему наплавки в данном случае более равномерное по сравнению с предыдущим типом покрытия. По итогам проведенных исследований установле- но, что в процессе наплавки металлическая матрица а б Рис. 2. Микроструктура и морфология покрытия, наплавленного смесью состава 15 % ТiC + 5 % SiC + ПР-Н70Х17С4Р4-3: а – оптическая микроскопия; б – растровая электронная микроскопия Весовое распределение химических элементов в частицах многокомпонентных наплавочных механокомпозитов Состав № 1: 15 % ТiC + 5 % SiC + ПР- Н70Х17С4Р4-3 Состав № 2: 15 % ТiC + 5 % WC + ПР-Н70Х17С4Р4-3 Состав № 3: 15 % ТiC + 5 % SiC + 5 % WC + ПР- Н70Х17С4Р4-3 Элемент Весовой % Элемент Весовой % Элемент Весовой % C 17.37 C 11.68 C 14.58 Si 11.14 Si 0.66 Si 10.71 Ti 31.57 Ti 33.87 Ti 31.13 Cr 2.03 Cr 2.28 Cr 1.86 Fe 27.53 Fe 35.02 Fe 26.76 Ni 10.36 Ni 10.57 Ni 9.09 W 5.92 W 5.85 Для определения размеров карбидных частиц различ- ной формы, образовавшихся в наплавленных покры- тиях, были проведены дополнительные исследования тонкой структуры. Морфология включений карбидов титана и кремния приведена на рис. 2, б . Значения микротвердости в покрытии этого типа превышают показатели в основном металле в 3-4 раза, пиковые значения составляют около 900 НV. Пере- ходная зона между наплавленным слоем и основным металлом составляет около 300 мкм. Общая картина распределения микротвердости является типичной для деталей, подверженных термодеформационному воздействию на металл при электродуговой наплавке. Проведение металлографических ис- следований на образцах, наплавленных композиционной смесью состава № 2, по- казало, что в наплавленном металле, на- ряду с цепочками и мелкими единичными включениями карбида титана выделяются мелкие одиночные частицы карбида воль- фрама различной формы. При этом, по данным спектрального анализа, введение в состав наплавочной смеси TiC и WC приводит к более близкому расположе- нию включений этих двух карбидов друг к другу. Пиковые значения микротвердости а б Рис. 3. Микроструктура и морфология покрытия, наплавленного смесью состава 15 % ТiC + 5 % SiC + 5 % WC + ПР-Н70Х17С4Р4-3: а – оптическая микроскопия; б – растровая электронная микроскопия