ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 27 № 4 2025 330 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Рис. 3. Рентгенограммы модифицированных слоев Fig. 3. X-ray diff raction patterns of modifi ed layers раствора железа (α-Fe) и раствора на основе молибдена (α-(Mo, Fe)). Проведенный анализ дифракционных картин (рис. 3) показал, что фазовый состав наплавленного слоя включает в себя карбидную фазу типа (Nb, Mo)C и две основные металлические фазы – твердые растворы на основе α-Fe и α-(Mo, Fe). Согласно данным из научной литературы, бор имеет невысокую растворимость в данных материалах: в Nb ~0,15 масс. %, в Mo ~0,1 масс. %, в α-Fe ~0,002 масс. %. Однако он легко образует бориды ниобия [26]. Несмотря на это, химических соединений с бором зафиксировано не было. Это объясняется окислением большей части бора в процессе наплавки с образованием ангидрида бора В2О3. Этот оксид плавится при 450 ℃ и смешивается со шлаком [27]. Оставшаяся небольшая часть бора растворилась в пластичной матрице на основе альфа-растворов молибдена и железа и не успела выделиться в виде отдельных соединений из-за подавления диффузионных процессов вследствие высоких скоростей охлаждения. Результаты энергодисперсионной спектроскопии подтверждают распределение бора по всему объёму материала (рис. 2). Из результатов структурно-фазовых исследований также следует, что слои, наплавленные порошковыми смесями состава 1 и состава 2, имеют разную долю твердого раствора на основе железа и молибдена. В материалах Nb10Mo20 количества фазы α-(Mo, Fe) больше, чем в Nb20-Mo10, что подтверждают изображения растровой электронной микроскопии (рис. 1 и 2) и рентгенофазового анализа по увеличению интенсивности рефлексов от этой фазы (рис. 3). Данная особенность связана с увеличением содержания молибдена в порошковой насыпке. Результаты дюрометрических испытаний (рис. 4) демонстрируют образование модифицированных слоев с существенно более высокими показателями твердости по сравнению с исходной стальной матрицей. В слоях, образованных наплавкой смеси состава 1, наблюдается наибольшее повышение значений микротвердости – в 2,9 раза. Это объясняется тем, что в структуре данных слоев присутствует большое количество карбидов (Nb, Mo)C, которые обладают высокой твердостью около 20 ГПа [28]. В настоящей работе акцент делается на повышении жаростойкости конструкционной стали. Для этого проводили испытания образцов на высокотемпературное окисление и далее анализировали кинетику реакций и морфологию продуктов окисления. На рис. 5 отображены зависимости изменения массы образцов от времени выдержки в печи, полученные по результатам испытаний на жаростойкость. По построенному графику видно, что для стали 40Х характерна линейная
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1