Obrabotka Metallov 2014 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (63) 2014 123 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ При изнашивании в условиях трения о не- жестко закрепленные абразивные частицы оба покрытия показали примерно одинаковый уро- вень износостойкости, который по сравнению со сталью 40Х в четыре раза выше (рис. 8). Абра- зивные частицы, совершая поступательное дви- жение относительно поверхности изнашивания, имеют возможность вращаться. При взаимодей- ствии с высокопрочным препятствием частица перекатывается и продолжает царапание, оттес- няя материал покрытия. Рис. 8. Зависимость потери массы образцов от вре- мени испытаний при воздействии не жестко закре- пленных частиц абразива Таким образом, в процессе испытаний по данной схеме изнашивание покрытий проис- ходит по двум механизмам: микрорезанием и пластическим оттеснением материала. При ис- пытании исходной стали доминирует механизм микрорезания, обеспечивающий более высокую интенсивность изнашивания. Особенности про- явления второго механизма определяются твер- достью металлической матрицы, сформирован- ной при наплавке порошковых смесей. Выводы 1. Результаты исследований по формирова- нию износостойких покрытий на толстолисто- вых заготовках из стали 40Х свидетельствуют о высокой производительности технологии вне- вакуумной электронно-лучевой наплавки тита- нографитовой и танталографитовой порошко- вой смеси. Толщина покрытий, полученных за один проход электронного пучка, составляет 2,2 и 1,7 мм соответственно. 2. Объемная доля карбидов титана и карби- дов тантала в наплавленных слоях составляет 30 и 10 %. Существенные различия в содержа- нии упрочняющих частиц обусловлены более высокой плотностью тантала (при наплавке по- рошковых смесей с одинаковой насыпной плот- ностью). 3. Максимальный уровень микротвердости наплавленных материалов достигает 10 ГПа. 4. При проведении триботехнических испы- таний по схеме трения скольжения более высо- кий уровень износостойкости, превышающий износостойкость материала основы в четыре раза, зафиксирован на образцах, упрочненных карбидами тантала. 5. При воздействии не жестко закрепленных абразивных частиц покрытия «Ti+C» и «Ta+C» ведут себя одинаково. 6. В условиях воздействия закрепленных ча- стиц абразива более высокой износостойкостью обладает покрытие, упрочненное карбидами ти- тана. Объем изношенного покрытия «Ti+C» за 35 с испытания составляет 2 мм 3 , в то время как износ основного металла достигает 6 мм 3 . 7. Выбор схемы поверхностного легирования сталей (титанографитовой либо танталографи- товой порошковой смесью) методом наплавки электронным пучком определяется условиями эксплуатации упрочняемой конструкции. Список литературы 1. Виноградов В.Н., Сорокин Г.М., Колокольни- ков М.Г. Абразивное изнашивание. – М.: Машино- строение, 1990. – 224 с. 2. Сосин Н.А., Ермаков С.А., Тополянский П.А. Плазменные технологии. Сварка, нанесение покры- тий, упрочнение. – М. Машиностроение, 2008. – 406 с. 3. Baoshuai Du, Sameer R. Paital, Narendra B. Da- hotre. Phase constituents and microstructure of laser synthesized TiB 2 -TiC reinforced composite coating on steel // Scripta Materialia. – 2008. – V. 59. – Pp. 1147– 1150. 4. Белюк С.И., Самарцев В.П., Гальченко Н.К., Дампилон Б.В., Раскошный С.Ю., Колесникова К.А. Электронно-лучевая наплавка в черной металлур- гии // Физическая мезомеханика. – 2006. – Т. 9. – Спец. вып. – С. 157–160. 5. Golkovski M.G., Bataev I.A., Bataev A.A., Ruk- tuev A.A., Zhuravina T.V., Kuksanov N.K., Salimov R.A., Bataev V.A. Atmospheric electron-beam surface alloying of titanium with tantalum // Materials Science & Engi- neering A. – 2013. – V. 578. – Р. 310–317.