Obrabotka Metallov 2014 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (65) 2014 46 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Рис. 3. Микроструктура покрытий после лазерной наплавки: а – покрытие ПГ-СР2; б – покрытие ПГ-10Н-01; в – покрытие на основе ПГ-СР2 с добавкой TiC в количестве 25 масс. % а б в Рис. 4. Влияние числа циклов нагружения N на из- менение диаметра пятна контакта d при контактно- усталостных испытаниях исследованных покрытий: 1 – покрытие ПГ-СР2; 2 – покрытие ПГ-10Н-01; 3 – по- крытие на основе ПГ-СР2 с добавкой TiC в количестве 25 масс. % Композиционное покрытие ПГ-СР2 с добавкой TiC, обладающее повышенной средней микротвердостью (770±60 HV) по сравнению с покрытиями ПГ-СР2 и ПГ-10Н-01, характери- зуется наибольшим диаметром пятна контакта после 10 4 циклов нагружения и значительным увеличением пятна контакта при 3×10 5 циклов нагружения (см. рис. 4). Это может быть обу- словлено влиянием особенностей разрушения карбидов на характеристики контактной уста- лости. Известно [17], что химический состав и тип карбидов оказывают сильное влияние на контактную стойкость и трещинообразование материалов с карбидным упрочнением. Кроме того, для повышения контактно-усталостной прочности сталей с покрытиями благоприятным является наличие более дисперсных и плотных карбидов, равномерно распределенных в матри- це [24]. Из рис. 3, в следует, что карбиды TiC в композиционном покрытии значительно более крупные, чем карбиды хрома разных стехио- метрических составов в покрытиях ПГ-СР2 и ПГ-10Н-01. Это приводит к снижению контакт- ной выносливости композиционного покрытия TiC – ПГ-СР2. Электронно-микроскопическое исследова- ние и профилометрия пятен контакта (рис. 5) показало, что в процессе контактно-усталост- ного нагружения исследованных покрытий развиваются процессы трещинообразования, характеризующиеся возникновением многочис- ленных кольцевых и радиальных трещин. Коль- цевые трещины (указаны стрелками на рис. 5), возникающие на поверхности покрытия в зоне действия максимальных растягивающих ра- диальных напряжений, способствуют снятию остаточных напряжений внутри покрытия [19] и когезионному разрушению (скалыванию по- крытия у края лунки, рис. 5, б , г ). У покрытий ПГ-СР2 и TiC – ПГ-СР2 образование кольцевых трещин наблюдается уже после 10 4 циклов на- гружения; при числе циклов 3×10 5 кольцевые трещины уже полностью сформированы и при дальнейшем нагружении наблюдается резкий рост диаметра пятна контакта (см. рис. 4). У по- крытия ПГ-10Н-01, напротив, при 3×10 5 циклов нагружения наблюдается только начальная ста- дия образования кольцевых трещин. Слабое раз- витие кольцевых трещин у покрытия ПГ-10Н-01