Obrabotka Metallov 2014 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (63) 2014 117 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ УДК 621.9.048.7 ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВАЯ НАПЛАВКА ТИТАН- И ТАНТАЛСОДЕРЖАЩИХ ПОРОШКОВЫХ СМЕСЕЙ НА ОБРАЗЦЫ ИЗ СТАЛИ 40Х* Д.О. МУЛЬ, аспирант Н.С. БЕЛОУСОВА, канд. техн. наук, доцент Д.С. КРИВЕЖЕНКО, аспирант Л.И. ШЕВЦОВА, аспирант А.А. ЛОСИНСКАЯ, ассистент ( НГТУ, г. Новосибирск ) Поступила 7 марта 2014 Рецензирование 15 апреля 2014 Принята к печати 20 апреля 2014 Муль Д.О. – 630073, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20, Новосибирский государственный технический университет, e-mail: ddariol@yandex.ru С использованием ускорителя электронов ЭЛВ-6 выполнена наплавка порошковых смесей титана с гра- фитом и тантала с графитом на толстолистовые заготовки из стали 40Х. Проведены структурные и триботех- нические исследования поверхностно упрочненных материалов. Показано, что наплавка титан- и танталсо- держащих порошковых смесей мощным пучком электронов, выведенным в воздушную атмосферу, приводит к формированию качественных упрочняющих покрытий. Толщина покрытий, упрочненных карбидами ти- тана и тантала, составляет 2,2 и 1,7 мм соответственно. Объемная доля карбидов титана и карбидов тан- тала составляет 30 и 10 %. Максимальный уровень микротвердости наплавленных материалов достигает 10 ГПа. При проведении триботехнических испытаний по схеме трения скольжения более высокий уровень износостойкости зафиксирован на образцах, упрочненных карбидами тантала. В условиях воздействия за- крепленных частиц абразива более высокой износостойкостью обладает покрытие, упрочненное карбидами титана. При воздействии нежестко закрепленных абразивных частиц покрытия «Ti+C» и «Ta+C» ведут себя одинаково. Ключевые слова: электронно-лучевая наплавка, поверхностное упрочнение, строение покрытий, карбид титана, карбид тантала. _______________ * Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ по государствен- ному заданию № 2014/138, проект № 257 Введение Проблемы, связанные с повышением из- носостойкости материалов, длительное время являются одними из наиболее актуальных для материаловедения. Известно, что стойкость к абразивному износу линейно зависит от твердо- сти материала [1]. Однако увеличение твердости материалов в абсолютном большинстве случаев сопровождается снижением их трещиностойко- сти. Один из эффективных подходов к решению данной проблемы заключается в поверхностном упрочнении материала. Его практическая реали- зация позволяет без снижения трещиностойко- сти повысить износостойкость деталей, а также сэкономить расход дорогостоящих легирующих материалов. Повышению твердости и износостойкости металлических материалов способствует вве- дение в поверхностный слой изделий высоко- прочных частиц. На практике этот процесс осу- ществляют различными способами, в том числе