ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 27 № 4 2025 300 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ большей износостойкостью, что также коррелирует с большей твёрдостью [20–24, 38–40]. В ходе проведенных нами исследований стандартных бил из стали 110Г13Л и наплавленных различными проволоками (разного химического состава и с высокими значениями твердости) требуются некоторые пояснения к полученным результатам. Известно, что твердость как матрицы, так и карбидной фазы определяет твердость наплавленного слоя в целом. Твердость легированных сталей обычно может служить мерой абразивной износостойкости [24, 41, 42]. Износостойкость обычно увеличивается с увеличением твердости [25]. Авторы [26] сообщили, что износостойкость покрытий «Ni3Al – карбиды M7C3» значительно улучшилась из-за наличия твердых фаз в пластичной матрице. В нашем случае карбиды располагаются в твердой (мартенситной) матрице. Согласно результатам наших исследований твердости наплавленного слоя и испытаний на абразивный износ, существует связь между твердостью и износостойкостью, поскольку наплавленные образцы с твёрдостью от 500 и 1000 HV оказали на 30–50 % больше сопротивления воздействию абразива, чем образцы из стали 110Г13Л (рис. 10). Поскольку потеря массы во всех наплавленных образцах невелика, важно также учитывать чувствительность теста. Таким образом, можно сказать, что все образцы имеют схожие результаты, как это наблюдалось в других исследованиях [19–24, 43–45]. Карбиды, расположенные над поверхностью матрицы, могут временно защитить ее от дальнейшего износа. Эта защита происходит потому, что выступающие карбиды предотвращают прямой контакт между поверхностью образца и абразивом. Выступающие карбиды могут служить точками закрепления для продуктов износа, способствуя их уплотнению и спеканию и образуя стабильное защитное трибопокрытие [19, 20]. Из анализа поперечного сечения образца стали 110Г13Л после промышленных испытаний на абразивное изнашивание частицами угля было обнаружено распространение трещин под поверхностью детали без видимой связи с поверхностью. Авторы [20] провели систематический анализ важности карбидных включений для оценки ударной вязкости трех типов сталей – марганцевой стали (марка B3), стали с высоким содержанием углерода (марка B4) и хромсодержащей стали (марка C), сообщая, что степень охрупчивания в аустенитных марганцевых сталях зависит от степени покрытия границ зерен охрупчивающими фазами. Тонкие карбиды были определены и классифицированы авторами как имеющие толщину менее 0,2 мкм. Толстые карбиды были назначены толщиной около 0,5…1,5 мкм, будучи более опасными для больших толщин наплавки [20]. В настоящем исследовании много трещин было обнаружено в областях с карбидами размером более 0,2 мкм, многие другие распространялись там, где величина карбидных включений была менее 0,2 мкм. Это говорит о том, что в условиях удара и истирания, в которых работает компонент била из стали 110Г13Л, недостаточно иметь карбидные включения размером менее 0,2 мкм, поэтому необходимо предотвращать или устранять выделения карбидов на границе зерен. Этот факт будет стимулировать дальнейшие наши исследования в области термообработки для достижения требований по удару и истиранию компонентов бил угольных мельниц для размола угля. На рис. 13 показана изношенная поверхность сегмента дробилки в верхней части с использованием стереомикроскопа. Хорошо видны следы деформации при макроскопическом исследовании. Эти следы деформации напоминают следы износа из-за значительных ударов частиц о поверхность. Авторы [22] классифицировали износ, вызванный повторяющимся ударом частиц твердого тела, как ударно-износный. Однако синергетический эффект между ударом и истиранием, называемый в литературе ударно-истирающим, был описан несколькими авторами [12–20]. Явления повреждения изношенных бил при работе на угольных мельницах от комбинированного действия привели нас к выводу, что механизмы ударного повреждения, синергетически взаимодействующие с механизмами истирания, создают результирующие скорости износа, превышающие сумму отдельных компонентов, что согласуется с результа-
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1