Obrabotka Metallov 2014 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (63) 2014 122 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Рис. 5. Изменение объема лунок изношенного мате- риала при проведении испытаний по схеме трения скольжения б Рис. 6. Внешний вид покрытий «Ti+C» ( а ) и «Ta+C» ( б ), изношенных по схеме трения скольжения При проведении испытаний по данной схеме реализуется режим трения, соответствующий граничной смазке, который определяется сопро- тивлением сдвигу материала граничного слоя и сопротивлением, обусловленным механическим взаимодействием микронеровностей исследу- емого образца и контртела [18]. На начальном этапе изнашивания в месте контакта давление повышено. Под его воздействием реализуются процессы пластической деформации, разруше- ния микронеровностей и сглаживания поверхно- сти. Вместе с тем механическое взаимодействие образца с индентором приводит к появлению новых микронеровностей. На рис. 6 изображе- ны снимки лунок износа наплавленных слоев. На поверхности покрытия «Ti+C» зафиксирован характерный дефект в виде канавки (рис. 6, а ), развивающейся через зону с равномерно рас- пределенными карбидными частицами. В слое «Ta+C» зоны с повышенной концентрацией кар- бидов при изнашивании ведут себя как более жесткий каркас и препятствуют формированию глубоких царапин (рис. 6, б ), что способствует уменьшению износа. В качестве критерия стойкости покрытий в условиях трения о закрепленные частицы абра- зива выбрана величина потери объема образца. Результаты испытаний представлены на рис. 7. По сравнению с материалом основы (стали 40Х) износ покрытия «Ti+C» был меньше в три раза, а покрытия «Tа+C» в два раза. При реализации данного вида испытаний ос- новным механизмом изнашивания является ми- крорезание, которое в первую очередь определя- ется глубиной внедрения абразивной частицы в поверхность образца [18]. Твердые включения, присутствующие в наплавленном слое, препят- ствуют внедрению абразивных частиц. Таким образом, чем больше твердость и объемная доля карбидов в покрытии, тем выше показатели его износостойкости. В покрытии «Ti+C» объемная доля упрочняющих частиц и их твердость по сравнению с покрытием «Ta+C» выше. а Рис. 7. Результаты испытаний материалов в усло- виях воздействия закрепленных частиц абразива: 1 – покрытие «Ti+C»; 2 – покрытие «Та+С»; 3 – основа (сталь 40Х после отжига)