Obrabotka Metallov 2014 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (65) 2014 43 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ УДК 621.791.92:620.178 КОНТАКТНАЯ ВЫНОСЛИВОСТЬ NiCrBSi ПОКРЫТИЙ, ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДОМ ГАЗОПОРОШКОВОЙ ЛАЗЕРНОЙ НАПЛАВКИ* Р.А. САВРАЙ, канд. техн. наук А.В. МАКАРОВ, доктор техн. наук, с.н.с. Н.Н. СОБОЛЕВА, м.н.с. И.Ю. МАЛЫГИНА, канд. техн. наук А.Л. ОСИНЦЕВА, канд. техн. наук, с.н.с. ( ИМАШ УрО РАН, г. Екатеринбург ) Поступила: 02 ноября 2014 Рецензирование: 10 ноября 2014 Принята к печати: 15 ноября 2014 Соболева Н.Н. – 620049, г. Екатеринбург, ул. Комсомольская, 34, Институт машиноведения УрО РАН, e-mail: natashasoboleva@list.ru Исследована контактная выносливость NiCrBSi покрытий, полученных методом газопорошковой лазер- ной наплавки из порошков с различным содержанием хрома, бора, углерода (ПГ-СР2, масс. %: 14,8 Сr – 2,1 В – 0,48 С; ПГ-10Н-01, масс. %: 18,2 Cr – 3,3 В – 0,92 С) и добавкой карбида титана (ПГ-СР2 + 25 масс. %TiC). Средняя микротвердость составила 520 HV у покрытия ПГ-СР2, 720 HV у покрытия ПГ-10Н-01 и 770 HV у покрытия TiC – ПГ-СР2. Испытания на контактную усталость проводили на сервогидравлической установке Instron 8801 по схеме пульсирующего неударного контакта «шар-плоскость» с изменением нагрузки в цикле по синусоидальному закону. Установлено, что наибольшей способностью сопротивляться контактному воз- действию в условиях повторяющегося упругопластического деформирования при механическом неударном контактном нагружении обладает покрытие ПГ-10Н-01 с повышенным содержания хрома, бора и углерода по сравнению с ПГ-СР2, а наименьшей – композиционное покрытие ПГ-СР2 с добавкой 25 масс. % карбида титана TiC. Исследование пятен контакта методом электронной сканирующей микроскопии показало, что основным механизмом разрушения при контактно-усталостном нагружении всех исследованных покрытий является трещинообразование. Ключевые слова: лазерная наплавка, покрытия NiCrBSi, карбид TiC, структура, микротвердость, кон- тактная усталость. _______________ * Работа выполнена при частичной поддержке программы фундаментальных исследований РАН, проект № 12-Т-1-1010 и гранта РФФИ № 13-01-00732_а. Исследования проведены на оборудовании ЦКП «Пластоме- трия» ИМАШ УрО РАН. Введение Нанесение покрытий методом газопорош- ковой лазерной наплавки, когда тонкий поверх- ностный слой основного металла оплавляется лазерным лучом совместно с присадочным ма- териалом [1], является современным способом упрочнения, повышения износостойкости, а так- же восстановления изношенных поверхностей деталей машин. В этой связи достаточно широ- кое применение находят покрытия на хромони- келевой основе, в частности, сплавы системы NiCrBSi [2, 3], которые наряду с отличными тех- нологическими свойствами [4] имеют хорошие характеристики износостойкости, коррозионной стойкости и теплостойкости [2, 5, 6]. Кроме того, повышенное содержание углерода, хрома и бора в исходном порошке системы NiCrBSi способ-