OBRABOTKAMETALLOV Vol. 28 No. 1 2026 281 MATERIAL SCIENCE вание идентичного предварительно нанесенного порошкового слоя, возникает из-за применения различных (и оптимальных) уровней мощности сварочной дуги (ток от 50 до 100 А) и комбинаций скорости. Однако в наших дальнейших работах, посвященных поверхностному легированию, при отработке оптимальных режимов мы уточним диапазоны параметров обработки. Поверхностный слой состоит из зоны оплавления (ЗО) и зоны термического влияния (ЗТВ). На рис. 2, б зона оплавления (переплавления) хорошо видна на поперечном шлифе в виде белого слоя. На рис. 3 показаны микроструктуры легированного слоя, сформированного на стали Ст3. На поверхности были получены сплошные легированные слои, как на рис. 2, б. В микроструктуре наблюдалось две зоны: поверхность и поверхностный слой – зона оплавления (переплавления) в результате воздействия сварочной дуги и подложка, нагреваемая ниже температуры плавления металла, а следовательно, претерпевающая фазовые и структурные превращения согласно классической схеме термообработки. На поперечном срезе микрошлифа хорошо виден (рис. 2, б) легированный хромом поверхностный слой металла (белый цвет), за которым сразу следует линия сплавления и темная протравленная зона термического воздействия. Следует отметить, что граница раздела «легированный поверхностный слой – ЗТВ» отмечает предел плавления (граница раздела твердое «тело – жидкость») и, следовательно, является резкой. Область в нижней части микроснимка показывает основной металл материала, не затронутый процессом. Эта последовательность зон наблюдалась во всех образцах, обработанных сварочной дугой в процессе нашей работы. Зона переплавления имела композитную микроструктуру, состоящую из твердых карбидных фаз (рис. 4, а). Поскольку в качестве подложки использовалась углеродистая сталь, то помимо хрома и углерода в наплавочный слой также добавлялось железо для образования сплавов Fe-Cr-C. На рис. 4 показаны рентгенодифракционные спектры полученных сплавов. Фазовый состав низкоуглеродистого сплава (состав 1, см. таблицу) включал твердый раствор Cr-Fe (α-фаза) и карбид (Cr,Fe)23C6 со сложной гранецентрированной кубической кристаллической структурой. В средне- и высокоуглеродистых сплавах (составы 2 и 3 соответственно) основными идентифицированными фазами являлись твердый раствор Cr-Fe (α-фаза), а также карбиды (Cr,Fe)23C6 и (Cr,Fe)7C3 с гексагональной кристаллической структурой. Влияние различных добавок графита в присадочный материал на микроструктуру упрочняющего покрытия можно увидеть на рис. 5 (снимки получены с помощью электронной микроскопии). В процессе затвердевания образуются первичные карбиды (Cr,Fe)7C3, за которыми следует эвтектическая реакция [L → Cr–Fe + (Cr,Fe)7C3]. В результате во всех упрочняющих сплавах образуются первичные карбиды (Cr,Fe)7C3 и эвтектические колонии Cr-Fe + (Cr,Fe)7C3. Более того, доля первичных карбидов (Cr,Fe)7C3 растет по мере увеличения добавки графита от 10 до 20 масс. %, а доля эвтектических колоний Cr-Fe + (Cr,Fe)7C3 уменьшается. Добавление а б Рис. 3. Первичные карбидные дендриты в легированном слое образца состава 1 при разном увеличении Fig. 3. Primary carbide dendrites in the alloyed layer of composition 1, at diff erent magnifi cations
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1