Аннотация
С использованием ускорителя электронов ЭЛВ-6 выполнена наплавка порошковых смесей титана с графитом и тантала с графитом на толстолистовые заготовки из стали 40Х. Проведены структурные и триботехнические исследования поверхностно упрочненных материалов. Показано, что наплавка титан- и танталсодержащих порошковых смесей мощным пучком электронов, выведенным в воздушную атмосферу, приводит к формированию качественных упрочняющих покрытий. Толщина покрытий, упрочненных карбидами титана и тантала, составляет 2,2 мм и 1,7 мм соответственно. Объемная доля карбидов титана и карбидов тантала составляет 30 и 10 %. Максимальный уровень микротвердости наплавленных материалов достигает 10 ГПа. При проведении триботехнических испытаний по схеме трения скольжения более высокий уровень износостойкости зафиксирован на образцах, упрочненных карбидами тантала. В условиях воздействия закрепленных частиц абразива более высокой износостойкостью обладает покрытие, упрочненное карбидами титана. При воздействии нежестко закрепленных абразивных частиц покрытия "Ti+C" и "Ta+C" ведут себя одинаково.
Ключевые слова: электронно-лучевая наплавка, поверхностное упрочнение, строение покрытий, карбид титана, карбид тантала.
Список литературы
1. Виноградов В. Н., Сорокин Г. М., Колокольников М. Г. Абразивное изнашивание – М.: Машиностроение, 1990. – 224 с.
2. Сосин Н.А., Ермаков С.А., Тополянский П.А. Плазменные технологии. Сварка, нанесение покрытий, упрочнение. – М. Машиностроение, 2008. – 406 с.
3. Baoshuai Du, Sameer R. Paital, Narendra B. Dahotre. Phase constituents and microstructure of laser synthesized TiB2-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 металлургии // Физическая мезомеханика. – 2006. – Т. 9. – Спец. Вып. – С. 157-160.
5. Golkovski M. G., Bataev I. A., Bataev A. A., Ruktuev 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 & Engineering A. - 2013. – V. 578. – Р. 310-317.
6. Bataev I.A., Bataev A.A., Golkovski M.G., Krivizhenko D.S., Losinskaya A.A., Lenivtseva O.G. Structure of surface layers produced by non-vacuum electron beam boriding // Applied Surface Science. – 2013. – V. 284. – P. 472-481.
7. Bataev I.A., Bataev A.A., Golkovsky M.G., Teplykh A.Yu., Burov V.G., Veselov S.V. Non-vacuum electron-beam boriding of low-carbon steel // Surface & Coatings Technology. – 2012. – V. 207. – P. 245-253.
8. Golkovsky M.G., Zhuravina T.V., Bataev I.A., Bataev A.A., Veselov S.V., Bataev V.A., Prikhodko E.A. Cladding of Tantalum and Niobium on Titanium by Electron Beam, Injected in Atmosphere // Advanced Materials Research. – 2011. – Vols. 314-316. – P. 23-27.
9. Bataev I., Golkovskii M., Bataev A., Losinskaya A., Dostovalov R., Popelyukh A., Drobyaz E. Surface hardening of steels with carbon by non-vacuum electron-beam processing // Surface & Coatings Technology. – 2014. – V. 242. – P.164-169.
10. Голковский М.Г. Закалка и наплавка релятивистским электронным пучком вне вакуума. Технологические возможности метода – Saarbrȕcken: LAPLAMBERT Academic Publishing. 2013. – 317 с.
11. Полетика И.М., Голковский М.Г., Борисов М.Д., Салимов Р.А., Перовская М.В. Формирование упрочняющих покрытий методом наплавки в пучке релятивистских электронов // Физика и химия обработки материалов. – 2005. - № 5. – с. 29-41.
12. Yun Eunsub, Kim Yong Chan, Lee Sunghak, Kim Nack J.. Correlation of microstructure with hardness and wear resistance in (TiC,SiC)/stainless steel surface composites fabricated by high-energy electron-beam irradiation // Metallurgical and materials transactions A. – 2004. – V. 35A. – P. 1029-1038.
13. Lee Dong-Geun, Lee Kyuhong, Lee Sunghak. Effects of tempering on microstructure, hardness, and fracture toughness of VC/steel surface composite fabricated by high-energy electron beam irradiation // Surface and Coatings Technology. – 2006. – № 201, P. 1296-1301.
14. Полетика И.М., Иванов Ю.Ф., Голковский М.Г., Перовская М.В. Структура и свойств покрытий, полученных электронно-лучевой наплавкой // Физика и химия обработки материалов. – 2007. – № 66. – С. 48-56.
15. Полетика И.М., Голковский М.Г., Крылова Т.А., Иванов Ю.Ф., Перовская М.В. Формирование структуры металла электронно-лучевой наплавки карбидом вольфрама // Перспективные материалы. – 2009. – № 4. – С. 65-70.
16. Lee Jongmin, Euh Kwangjun, Oh Jun Cheol, Lee Sunghak. Microstructure and hardness improvement of TiC/stainless steel surface composites fabricated by high-energy electron beam irradiation // Materials Science and Engineering A. – 2002. – № 323. – P. 251-259.
17. Муль Д.О., Дробяз Е.А., Чакин И.К., Самойленко В.В., Ложкин В.С., Достовалов Р.А. Структура и свойства после вневакуумной электронно-лучевой наплавки порошков титана, тантала, молибдена и графита // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2013. – № 3(60). – С. 115-120.
18. Гаркунов Д.Н. Триботехника. – М.: Машиностроение, 1985. – 424 с.
