ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 28 № 1 2026 275 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Исследование абразивной износостойкости низкоуглеродистой стали, поверхностно легированной системой железо-хром-углерод с использованием метода дуговой сварки вольфрамовым электродом в защитном газе (GTAW) Юлия Карлина 1, a,*, Владимир Конюхов 2, 3, b, Татьяна Опарина 2, c 1 Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет, Ярославское шоссе, 26, г. Москва, 129337, Россия 2 Иркутский национальный исследовательский технический университет, ул. Лермонтова, 83, г. Иркутск, 664074, Россия 3 Череповецкий государственный университет, пр. Луначарского, 5, г. Череповец, 162600, Россия a https://orcid.org/0000-0001-6519-561X, jul.karlina@gmail.com; b https://orcid.org/0000-0001-9137-9404, konyukhov_vyu@mail.ru; c https://orcid.org/0000-0002-9062-6554, martusina2@yandex.ru Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2026 Том 28 № 1 с. 275–294 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2026-28.1-275-294 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov Введение Потеря материала из-за износа является основной проблемой, с которой сталкиваются сельскохозяйственное, горнодобывающее, землеройное оборудование, а также детали других машин и механизмов [1, 2]. Снижение износа и продление срока службы деталей машин и механизмов лежит в основе многих основанных на ресурсах ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 621.762; 621.793.71 История статьи: Поступила: 13 декабря 2025 Рецензирование: 06 января 2026 Принята к печати: 22 января 2026 Доступно онлайн: 15 марта 2026 Ключевые слова: Карбиды хрома Легирование Сварочная дуга Напряжение Износ Покрытие АННОТАЦИЯ Введение. Поверхностные свойства деталей машин и инструментов играют важную роль в их эксплуатационных характеристиках, когда интерактивное механическое воздействие на поверхность металла приводит к износу. Необходима модификация поверхностных свойств детали, особенно в критически важных промышленных приложениях. Свойства поверхности, такие как твердость и износостойкость металлического материала, могут быть в первую очередь изменены либо путем введения какой-либо новой фазы или элемента в поверхность, либо путем обработки (лазером, плазмой, электронным лучом) поверхности основного материала для разработки желаемых фаз в матрице. Метод дуговой сварки вольфрамовым электродом в защитном газе (GTAW) имеет ряд преимуществ по сравнению с другими методами, в первую очередь в отношении точности управления, быстродействия и универсальности в применении при относительно низкой стоимости. Технически этим методом можно проводить легирование поверхности металла быстрее и с большей равномерной глубиной по сравнению с цементацией и азотированием. В процессе дугового нагрева поверхность модифицируется путем расплавления пасты или обмазки, предварительно нанесенной на подложку, посредством быстрого приложения интенсивного тепла дуги. Это приводит к большому тепловому градиенту с высокой скоростью нагрева и охлаждения аналогично принципу лазерной и электронно-лучевой наплавки. Цель работы: провести оценку возможности поверхностного легирования низкоуглеродистой стали системой Fe-Cr-C методом дуговой сварки вольфрамовым электродом в защитном газе (GTAW). Методы. В работе рассмотрены низкоуглеродистые стали на примере стали Ст3, которая использовалась в качестве подложки и на поверхность которой наносилось покрытие (толщиной не более 1 мм) в экспериментах по методу поверхностного легирования системой Fe-Cr-С посредством дуговой сварки вольфрамовым электродом в защитном газе (GTAW). В качестве сплава покрытия применялась порошковая смесь Fe,Cr2О3. Размер частиц в смеси составлял 45 мкм. Образцы исследовались методами оптической и электронной микроскопии, а также рентгенофазовым методом. Проведены испытания на стойкость к абразивному износу. Результаты и обсуждения. Проведенные нами исследования показали, что в процессе дуговой сварки вольфрамовым электродом в защитном газе (GTAW) при оплавлении пасты системы Fe-Сr-C форма и размер зоны сплавления (ЗС) на поверхности стали определяются параметрами дуги, такими как ток, напряжение и скорость движения дуги, в то время как ванна расплавленного металла защищена от атмосферного загрязнения защитным газом – инертным аргоном. Добавление в защитный газ углекислого газа увеличивает тепловложение дуги. Для формирования серии гиперэвтектических твердых легированных поверхностных слоев системой из Fe-Сr-C были разработаны варианты паст с различным содержанием углерода и хрома с целью исследования их микроструктуры, износостойкости и механизма износа. Получены положительные результаты увеличения абразивной износостойкости в 2–3 раза. Для цитирования: Карлина Ю.И, Конюхов В.Ю., Опарина Т.А. Исследование абразивной износостойкости низкоуглеродистой стали, поверхностно легированной системой железо-хром-углерод с использованием метода дуговой сварки вольфрамовым электродом в защитном газе (GTAW) // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2026. – Т. 28, № 1. – С. 275–294. – DOI: 10.17212/1994-6309-2026-28.1-275-294. ______ *Адрес для переписки Карлина Юлия Игоревна, к.т.н., научный сотрудник Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет, Ярославское шоссе, 26, 129337, г. Москва, Россия Тел.: +7 914 879-85-05, e-mail: jul.karlina@gmail.com
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1