Obrabotka Metallov 2011 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (52) 2011 80 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ УДК 621.793.79 СВОЙСТВА ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ ИЗ ЭВТЕКТИЧЕСКОГО ХРОМОВАНАДИЕВОГО ЧУГУНА, ПОЛУЧЕННЫХ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ НАПЛАВКОЙ В ВАКУУМЕ* Б.В. ДАМПИЛОН, канд. техн. наук, н.с. ( ИФПМ, г. Томск ) В.Г. ДУРАКОВ, канд. техн. наук, с.н.с. ( ИФПМ, г. Томск ) Л.В. ЕРЕМИНА, магистрант ( ТПУ, г. Томск ) А.А. ЛОСИНСКАЯ, аспирант ( НГТУ, г. Новосибирск ) Н.С. МОЧАЛИНА, канд. техн. наук ( НГТУ, г. Новосибирск ) Статья поступила 30 августа 2011 года Дампилон Б.В. – 634021, г. Томск, пр. Академический, 2/4, Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, e-mail: dampilon@ispms.tsc.ru Вработе приведенырезультатыисследованийпокрытийиз эвтектического хромованадиевого чугуна. Покрытия полу- чены электронно-лучевой наплавкой порошковой смеси хромистого чугуна с железом и ванадием на подложках из мало- углеродистой стали. Основной объем полученных покрытий имеет квазиэвтектическую структуру с аустенитной матри- цей и карбидами (Cr,Fe,V) 7 C 3 и V 2 C. Последующий высокотемпературный отжиг в диапазоне температур 1000 … 1100 °С приводит к интенсивному выделению вторичных ультрадисперсных карбидов М 7 С 3 из метастабильной аустенитной матрицы покрытий. Матрица покрытий после отжига представлена α-фазой (90 %) и γ-фазой (10 %). В результате от- жига образцов с покрытиями при 1000 и 1100 °С двукратно увеличивается абразивная износостойкость и повышается твердость покрытий. Ключевые слова: электронно-лучевая наплавка, эвтектический хромованадиевый чугун, абразивная износостой- кость, вторичные ультрадисперсные карбиды, высокотемпературный отжиг. ____________________ * Работа выполнена в рамках реализации ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 – 2013 гг. (Гос. контракт № 14.740.12.0858). Разработка защитных покрытий, обеспечиваю- щих значительное увеличение срока службы быстро изнашиваемых деталей машин и механизмов, являет- ся актуальным направлением в современном маши- ностроении. Одним из прогрессивных методов нанесения за- щитных покрытий является электронно-лучевая на- плавка (ЭЛН) порошковых материалов в вакууме [1]. Метод ЭЛН обладает рядом особенностей, которые выгодно отличают ее от других методов нанесения покрытий: рафинирование наплавляемого металла благодаря вакуумной среде; возможность плавной и точной регулировки мощности электронного луча, что способствует минимальному проплавлению основы и, следовательно, сохранению шихтового химического состава в покрытии. Всё это делает ме- тод ЭЛН перспективным, позволяющим получать порошковые покрытия с различными функциональ- ными характеристиками и значительной толщины до 5 мм. Использование метода ЭЛН позволяет упроч- нять рабочую поверхность новых деталей и восста- навливать изношенные детали. Выбор состава наплавочного порошкового ма- териала для электронно-лучевой наплавки был обу- словлен необходимостью создания безникелевых (из-за его дороговизны) износостойких покрытий на железной основе. В качестве такого материала был выбран белый хромистый чугун, легированный ва- надием и разбавленный железом для формирования покрытия, соответствующего по составу эвтектиче- скому хромованадиевому чугуну. Зачастую лишь бе- лые износостойкие чугуны в состоянии обеспечить надежную эксплуатацию самой разнообразной тех- ники, работающей в жестких условиях интенсивного абразивного износа. Успех в применении защитных покрытий из таких чугунов определяется обоснован- ностью выбора состава (заэвтектический, эвтекти- ческий и доэвтектический), варианта последующей термической обработки и условий эксплуатации. Особенностями процесса электронно-лучевой наплавки являются значительный перегрев ванны расплава в зоне действия электронного луча, спо- собствующий повышению однородности расплава, и высокая скорость охлаждения, способствующая