ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 28 № 1 2026 284 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ хромом образцов с различным содержанием углерода. Это указывает на то, что потеря стойкости уменьшается с увеличением содержания углерода. Большее количество первичных карбидов может предотвратить повреждение эвтектических колоний абразивными частицами. Следовательно, увеличение содержания углерода в легирующей порошковой смеси (табл. 1) может улучшить износостойкость сплава поверхностного слоя, состоящего из композиции железо-хром-углерод. Наблюдение за изношенной поверхностью в процессе испытания на абразивный износ свидетельствует о том, что царапины, вызванные абразивными частицами, постепенно становились менее глубокими с увеличением содержания углерода в сплаве Fe-Cr-C. Твердость первичного (Cr,Fe)7C3 (около 1600 HV) выше, чем у кварца (1000…1100 HV), поэтому первичный (Cr,Fe)7C3 эффективно противостоит повреждениям от абразивных частиц. Таким образом, большее количество карбидов (Cr,Fe)7C3 приводило к прерывистым царапинам. Кроме того, на изношенной поверхности были обнаружены кратеры. Образование кратеров объясняется разрушением карбидов. Следовательно, количество кратеров увеличивалось с ростом доли первичных карбидов. В добавление к вышесказанному отметим, что микробороздчатый износ, вызванный абразивными частицами, приводит к значительной деформации матрицы, образуя наросты вдоль краев бороздок. Борозды становятся уже и мельче по мере перемещения абразивных частиц по карбидам. Более высокая доля карбидов на поверхности приводит к исчезновению пластических выступов. Кратеры также присутствуют на изношенной поверхности каждого покрытия. Образование кратеров происходит из-за непрерывного воздействия абразивных частиц на карбиды, вызывая их разрушение и вырывание. Обсуждение результатов В ходе проведённой оценки теплосодержания сварочной дуги, горящей в смеси газов, показано увеличение напряжения на дуге. Это связано с тем, что химическая реактивность защитного газа, потенциал ионизации и теплопроводность являются ключевыми факторами. Аргон имеет более высокую энергию ионизации (15,8 эВ), чем CO2 (13,8 эВ), а газовая смесь с более низким потенциалом ионизации повышает стабильность дуги, снижает напряжение и влияет на глубину проплавления. Теплопроводность также влияет на форму дуги, распределение температуры и глубину проплавления [16, 17]. Теплопроводность CO2 (3,32·10 –5 кал/(см·с·°C) значительно выше, чем у аргона (0,406·10–5 кал/(см·с·°C), и добавление CO2 к аргону создает более горячую, более сфокусированную дугу, передавая больше тепловой энергии заготовке [11–17]. Несмотря на более низкий потенциал ионизации CO2, его молекулярная структура (двойная связь O=C=O) делает его более реактивным в высокотемпературных дугах. Хотя CO2 имеет более низкий потенциал ионизации, чем Ar, он дисоцирует на CO и O2 в дуге. Кислород, будучи электроотрицательным, захватывает свободные электроны, уменьшая общую плотность электронов и увеличивая электрическое сопротивление (поскольку проводимость пропорциональна плотности электронов). Это приводит к более высокому напряжению дуги при заданном токе, влияя на тепловыделение, проплавление и микроструктуру. Добавление до 20 % CO2 увеличивает напряжение дуги, несмотря на более низкий средний потенциал ионизации, из-за нескольких факторов. Во-первых, CO2 требует энергии для диссоциации на углерод и кислород, которые отводятся из дуги, повышая эффективное напряжение, необходимое для поддержания ионизации. Во-вторых, CO2 имеет более высокую теплопроводность, чем аргон, это приводит к большим потерям тепла на периферии дуги, вызывая сужение дуги и увеличение плотности тока, что требует более высокого напряжения для того же тока. Наконец, CO2 изменяет состав плазмы, вводя ионы кислорода (O⁻), которые увеличивают сопротивление дуги, еще больше повышая напряжение. Эти комбинированные эффекты приводят к тому, что CO2 в защитных газах обеспечивает больший подвод тепла (за счет высокой температуры и, как следствие, плотности энергии) по сравнению с чистым аргоном [15–17]. В соответствии с металлографическими наблюдениями был измерен широкий диапазон значений микротвердости в образцах, покрытых смесевым составом Fe-Cr-C согласно таблице. Значения микротвердости составили от 550 до 1270 HV0,2, что связано с различным
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1