OBRABOTKAMETALLOV Vol. 27 No. 4 2025 289 MATERIAL SCIENCE скольжению, двойникованию или фазовым превращениям аустенита в α′- и (или) ε-мартенсит в зависимости от энергии дефекта упаковки (ЭДУ) сплава [1, 2]. Однако, как считают авторы [6–12], в условиях высоких скоростей деформации, т. е. при скоростях деформации в диапазоне 103…105 с−1, механические свойства и износостойкость сталей с высоким содержанием марганца могут существенно изменяться в процессе эксплуатации, что следует учитывать при проектировании деталей и узлов, используемых, например, в горнодобывающей технике. Добавление карбидообразующих элементов, вероятно, повышает абразивную стойкость высокомарганцовистых сталей, но может также снизить их вязкость из-за выделения зернограничных карбидов. Поэтому целесообразно, по мнению авторов многих работ, продолжить изучение механических свойств и износостойкости высокомарганцовистых сталей для лучшего понимания их эксплуатационных характеристик и дальнейшей разработки [10–24]. В частности, в работах [10–12] показано, что только поверхностный слой глубиной 0,2…0,8 мм подвергается воздействию агрессивных сред в деталях, эксплуатируемых в условиях износа. В таких случаях, по мнению авторов, нанесение дополнительного упрочняющего покрытия на поверхность деталей из стали 110Г13Л для повышения износостойкости может быть эффективным. В последние годы для повышения эксплуатационных характеристик всё чаще используются технологии наплавки и аддитивного производства (АП), при которых на поверхность металлических деталей наносится гетерогенный материал. Известны наплавочные композиции Fe-C-Mo-V-B, разработанные специально для быстро изнашиваемых деталей машин и механизмов различного оборудования измельчения руды и рекомендованные производителями благодаря своим превосходным характеристикам по сравнению с композициями Ni-WC и более низкой стоимости в случаях, когда требования к коррозионной стойкости не предъявляются [15–28]. По мнению многих исследователей, высокая износостойкость композиции Fe-C-Mo-V-B обусловлена высокой объемной долей карбидов и боридов в мартенситной матрице, а прочность и трещиностойкость – тонкой пластинчатой структурой боридов молибдена и сферической морфологией карбидов ванадия [20–29]. Известны составы порошковых проволок для наплавки на основе системы Fe-Cr как отечественных, так и зарубежных производителей, в которые дополнительно введены элементы W, Nb, B, Si и другие для увеличения абразивной стойкости деталей машин и механизмов горного оборудования [10–20]. Систематических работ по анализу износостойкости этих порошковых проволок применительно к горнодобывающему оборудованию практически нет в открытом доступе. В то же время известно, что износостойкость в условиях абразивного и ударно-абразивного износа зависит от микроструктуры и массовой доли карбидных фаз. Более грубая микроструктура и меньшая массовая доля карбида приводят к большей потере веса [18]. Однако контроль размеров и распределения карбидов стал важной проблемой для наплавочных сплавов Fe-Cr-C из-за хрупкости крупных первичных карбидов хрома. В наплавочной композиции системы Fe-Cr-C в наплавленном слое часто образуются первичные карбиды, что ухудшает непрерывность между самими карбидами и матрицей [19]. Таким образом, износостойкость сплава для наплавки должна зависеть от многих факторов, таких как тип, форма и распределение твёрдых фаз, а также вязкость и деформационное упрочнение матрицы [9]. По этой причине необходимо исследовать соответствие между карбидом и матрицей, чтобы можно было определить связь между микроструктурой и износом на основе их распределения и морфологии. Бориды и карбиды являются распространенными твердыми фазами в сплавах для наплавки [20]. Давно известно, что бориды, которые образуются с переходными металлами, обладают высоким потенциалом для экстремальных применений из-за их высокой твердости и превосходной износостойкости, трения и коррозионной стойкости [21]. В некоторых научных работах было установлено, что бор способствует развитию первичных твердых фаз, таких как борид или карбид, и увеличивает объемную долю этих износостойких твердых фаз [20–27]. Исследования различных авторов показали, что бор напрямую влияет не только на образование
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1