Obrabotka Metallov 2014 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (63) 2014 120 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ а б Рис. 1. Строение поперечных шлифов, изготовленных из образцов типа «Ti+C» ( а ) и «Ta+C» ( б ) Нетравленое состояние Рис. 2. Рентгенограммы наплавленных слоев Рентгенограммы, зафиксированные при ана- лизе переплавленного материала, представлены на рис. 2. В покрытии типа «Ti+C» обнаружи- ваются фазы α-Fe, γ-Fe и TiC. В поверхностном слое образца «Та+С» методом рентгенофазового анализа зафиксированы альфа-, гамма-железо и карбид тантала TаC. Методами оптической и электронной микро- скопии в покрытии «Ti+C» выявляются шесть структурных составляющих: карбиды титана, α-фаза (кристаллы мартенсита), γ-фаза (остаточ- ный аустенит), пластинчатый перлит, ледебурит и пластины цементита видманштеттова типа (рис. 3, а , б ). Результаты исследования структу- ры этого материала представлены в работе [17]. Структура, сформированная в поверхност- ных слоях стали при наплавке танталсодержа- щей порошковой смеси, показана на рис. 3, в , г . Карбиды тантала преимущественно имеют ку- бическую форму. По границам бывших аусте- нитных зерен в виде окаймляющей прослойки выделяется цементит (на рис. 3, г обозначен буквой Ц). На фоне наплавленного слоя четко выделяются прямолинейные ориентированные кристаллы цементита видманштеттова типа, обозначенные на рис. 3, г символом Ц вт . Между пластинами видманштеттова цементита распо- лагаются колонии пластинчатого перлита (П, рис. 3, г ). Оставшийся объем занят кристаллами мартенсита и остаточного аустенита (М+А ост на рис. 3, г ). Рентгенофазовый анализ подтвержда- ет наличие фаз, входящих в эти структуры. Уровень твердости и стойкости материалов в условиях воздействия абразивных частиц зави- сит от количества содержащейся в нем твердой фазы, в данном случае от содержания карбидов. Объемная доля карбидов титана в покрытии «Ti+C» и карбидов тантала в покрытии «Ta+C» составляет 30 и 10 % соответственно. Разница в количестве карбидных частиц связана с тем, что атомная масса тантала в 3,75 раз выше, чем у ти- тана, а насыпная плотность в обоих случаях оди- накова. Меньшее атомное содержание тантала в исходной порошковой смеси объясняет более низкую объемную долю карбидов TaC по срав- нению с покрытием «Ti+C». Дюрометрические свойства покрытий, пере- ходных зон и основного материала представле- ны на графике (рис. 4). Микротвердость фер- рито-перлитной структуры в основном металле составляет 2 ГПа (зона 3 на рис. 4). В результа- те ускоренного нагрева и последующего отвода тепла в глубь заготовок в верхних слоях сталь-