Actual Problems in Machine Building 2015 No. 2

Actual Problems in Machine Building. 2015. N 2 Materials Science in Machine Building ____________________________________________________________________ 440 титана TiC. В сталях карбид титана повышает твердость и способствует измельчению зерна. С другой стороны, значительное повышение триботехнических свойств достигается введением сложных карбидов, образованных при условии взаимной растворимости [11]. В работах [12-14] рассматриваются многокомпонентные карбидные покрытия на железоуглеродистых сплавах, полученные методом химико-термической обработки с использованием герметичных контейнеров. Показано, что карбидные покрытия систем Ti-V, Ti-V-Cr, V-Cr обладают высокими дюрометрическими и триботехническими характеристиками. Таким образом, целью настоящей работы является исследование микротвердости и износостойкости в различных условиях абразивного изнашивания покрытий, полученных методом вневакуумной электронно-лучевой наплавки смесей порошков титана, ванадия и графита на среднеуглеродистой стали 40Х. Материалы и методы Наплавку порошковых смесей на среднеуглеродистую сталь выполняли на ускорителе ЭЛВ-6 (г. Новосибирск). Ускоритель данного типа позволяет разгонять электроны до релятивистских скоростей. Ускоренные электроны приобретают энергию 1,4 МэВ. При торможении электронов о слои обрабатываемого материала происходит расплавление верхнего слоя основного металла вместе с наплавляемой порошковой смесью. Процесс кристаллизации расплава, как и обработка электронным пучком, продолжается несколько секунд. В результате закристаллизовавшаяся ванна расплава представляет собой наплавленный слой. В качестве основы для вневакуумной электронно-лучевой наплавки порошков была выбрана стальная пластина марки 40Х (0.41 С ; 1.11 Cr ; 0.17 Ni ; 0.02 Si ; 0.86 Mn ; 0.03 P ; остальное Fe (масс. %)). На стальные заготовки размерами 50х100х12 мм наплавляли порошковые композиции, состоящие из титана, ванадия и графита. В данной работе рассмотрены три вида покрытий: (А) 57,11 % титана, 30,75 % ванадия и 12,14 % графита, (Б) 43,40 % титана, 43,89 % ванадия и 12,71 % графита, (В) 30,04 % титана, 57,35 % ванадия и 12,61 % графита по весу. Для защиты от окисления во все порошковые смеси вводили флюс MgF , в количестве 40 масс. %. Насыпная плотность порошковых композиций составляла 0,33 г/см 2 . Электронный пучок диаметром 12 мм сканировал поверхность с размахом 50 мм. Скорость перемещения образца относительно выпускного устройства составляла 10 мм/с. Ток пучка в процессе обработки порошковых смесей А, В и С составлял 27, 26 и 24 мА соответственно. Структурный анализ материалов проводили на растровом электронном микроскопе Carl Zeis EVO 50 XVP . Структуру выявляли трехпроцентным раствором азотной кислоты в этиловом спирте. Для определения фазового состава наплавленных покрытий использовали дифрактометр ARL X`TRA . Шаг регистрации рентгенограмм составил 0,05 ° со временем накопления 3 с. Исследованы дюрометрические свойства покрытий, переходных зон и основного металла с использованием микротвердомера типа Wolpert Group 402MVD . Нагрузка на индентор составляла 0,98 Н. Измерения микротвердости были проведены на поперечных шлифах в направлении от поверхности покрытия к основному металлу. Были проведены триботехнические испытания с определением износостойкости в различных условиях абразивного изнашивания. В качестве эталонных образцов был выбран материал основы – сталь 40Х в отожженном состоянии. Износостойкость наплавленных материалов в условиях трения о закрепленные частицы абразива оценивали в соответствии с ГОСТ 17367-7. Абразивным материалом служила электрокорундовая абразивная ткань. Размер абразивных зерен варьировался в