ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ

Аннотация
Исследована контактная выносливость NiCrBSi покрытий, полученных методом газопорошковой лазерной 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 воздействию в условиях повторяющегося упруго-пластического 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.

Список литературы
1. Григорьянц А.Г., Сафонов А.Н. Лазерная техника и технология. В 7 кн. Кн. 3. Методы поверхностной лазерной обработки: учеб. пособие для вузов. – М.: Высшая школа, 1987. – 191 с.

2. Abrasive wear behavior of laser clad and flame sprayed-melted NiCrBSi coatings / С. Navas, R. Colaco, J. de Damborenea, R. Vilar // Surface and Coatings Technology. – 2006. – Vol. 200, iss. 24. – P. 6854–6862. – doi: 10.1016/j.surfcoat. 2005.10.032.

3. Wear behaviour of laser clad NiCrBSi coating / E. Fernández, M. Cadenas, R. Gonsález, C. Navas, R. Fernández, J. de Damborenea // Wear. – 2005. – Vol. 259, iss. 7-12. – P. 870–875. – doi: 10.1016/j.wear.2005.02.063.

4. Katsich C., Badisch E. Effect of carbide degradation in a Ni-based hardfacing under abrasive and combined impact/abrasive conditions // Surface and Coatings Technology. – 2011. – Vol. 206, iss. 6. – P. 1062–1068. doi: 10.1016/ j.surfcoat.2011.07.064.

5. Microstructural aspects of plasma transferred arc surfaced Ni-based hardfacing alloy / K. Gurumoorthy, M. Kamaraj, K. Prasad Rao, Rao A. Sambasiva, S. Venugopal // Material Science and Engineering: A. – 2007. – Vol. 456, iss. 1-2. – P. 11–19. – doi: 10.1016/j.msea.2.

6. Tribological properties of TiC particles reinforced Ni-based alloy composite coatings / B. Cai, Y.-F. Tan, L. He, H. Tan, L. Gao // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. – 2013. – Vol. 23, iss. 6. – P. 1681–1688. – doi: 10.1016/S1003-6326(13)62648-5.

7. Liyanage T., Fisher G., Gerlich A.P. Influence of alloy chemistry on microstructure and properties in NiCrBSi overlay coatings deposited by plasma transferred arc welding (PTAW) // Surface and Coatings Technology. – 2010. – Vol. 205, iss. 3. – P. 759–765. – doi: 10.1016/j.surfcoat.2010.07.095.

8. Влияние химического состава на трибологические свойства хромоникелевых покрытий, полученных методом газопорошковой лазерной наплавки / А.В. Макаров, Р.А. Саврай, А.Л. Осинцева, И.Ю. Малыгина // Известия Челябинского научного центра. – 2009. – № 2 (44). – С. 28–33.

9. Вихретоковый контроль твердости, износостойкости и толщины покрытий, полученных методом газопорошковой лазерной наплавки / А.В. Макаров, Э.С. Горкунов, И.Ю. Малыгина, Л.Х. Коган, Р.А. Саврай, А.Л. Осинцева // Дефектоскопия. – 2009. – № 11. – С. 68–78.

10. Влияние микроструктуры и фазового состава на трибологические свойства NiCrBSi лазерных покрытий / Н.Н. Соболева, И.Ю. Малыгина, А.Л. Осинцева, Н.А. Поздеева // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. – 2011. – Т. 13, № 4 (3). – С. 869–873.

11. Characterisation of TiC–NiMo reinforced Ni-based hardfacing / A. Zikin, E. Badisch, I. Hussainova, C. Tomastik, H. Danninger // Surface and Coatings Technology. – 2013. – Vol. 236. – P. 36–44. – doi: 10.1016/j.surfcoat.2013.02.027.

12. Microstructure and wear properties of TiC/FeCrBSi surface composite coating prepared by laser cladding / X.H. Wang, M. Zhang, X.M. Liu, S.Y. Qu, Z.D. Zou // Surface and Coatings Technology. – 2008. – Vol. 202, iss. 15. – P. 3600–3606. – doi: 10.1016/j.surfcoat.2007.12.039.

13. TiC reinforced composite coating produced by powder feeding laser cladding / S. Yang, W.-J. Liu, M.-L. Zhong, Z.-J. Wang // Materials Letters. – 2004. – Vol. 58, iss. 24. – P. 2958–2962. – doi: 10.1016/j.matlet.2004.03.051.

14. Формирование композиционного покрытия NiCrBSi – TiC с повышенной абразивной износостойкостью методом газопорошковой лазерной наплавки / А.В. Макаров, Н.Н. Соболева, И.Ю. Малыгина, А.Л. Осинцева // Упрочняющие технологии и покрытия. – 2013. – № 11 (107). – С. 38–44.

15. Стойкость упрочненных материалов в условиях контактного нагружения / Л.И. Тушинский, В.А. Батаев, В.М. Потапов, А.А. Батаев, А.П. Тимофеев // Металловедение и термическая обработка металлов. – 1988. – № 5. – С. 36–38.

16. Yonezu A., Xu B., Chen X. An experimental methodology for characterizing fracture of hard thin films under cyclic contact loading // Thin Solid Films. – 2010. – Vol. 518, iss. 8. – P. 2082–2089. – doi: 10.1016/j.tsf.2009.07.199.

17. Influence of substrate microstructure on the contact fatigue strength of coated cold-work tool steels / G. Ramírez, A. Mestra, B. Casas, I. Valls, R. Martínez, R. Bueno, A. Góez, A. Mateo, L. Llanes // Surface and Coatings Technology. – 2012. – Vol. 206, iss. 13. – P. 3069–3081. – doi: 10.1016/j.surfcoat.2011.12.012.

18. Contact fatigue behavior of PVD-coated steel / G. Ramírez, E. Tarrés, B. Casas, I. Valls, R. Martínez, L. Llanes // Plasma Processes and Polymers. – 2009. – Vol. 6, iss. Supplement 1. – P. S588–S591. – doi: 10.1002/ppap.200931501.

19. Contact fatigue behavior of PVD-coated hardmetals / E. Tarrés, G. Ramírez, Y. Gaillard, E. Jiménez-Piqué, L. Llanes // International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. – 2009. – Vol. 27, iss. 2. – P. 323–331. – doi: 10.1016/j.ijrmhm.2008.05.003.

20. Соболева Н.Н., Макаров А.В., Малыгина И.Ю. Упрочняющая фрикционная обработка NiCrBSi лазерного покрытия // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2013. – № 4 (61). – С. 79–85.

21. Dawei Z., Li T., Lei T.C. Laser cladding of Ni–Cr₃C₂/(Ni+Cr) composite coating // Surface and Coatings Technology. – 1988. – Vol. 110, 1-2. – P. 81–85. – doi: 10.1016/S0257-8972(98)00675-6.

22. Comparison of laser-clad and furnace-melted Ni-based alloy microstructures / Q. Li, D. Zhang, T. Lei, Ch. Chen, W. Chen // Surface and Coatings Technology. – 2001. – Vol. 137, iss. 2-3. – P. 122–135. – doi: 10.1016/S0257-8972(00)007 32-5.

23. Structure of surface layers produced by non-vacuum electron beam boriding / I.A. Bataev, A.A. Bataev, M.G. Golkovski, D.S. Krivizhenko, A.A. Losinskaya, O.G. Lenivtseva // Applied Surface Science. – 2013. – Vol. 284. – P. 472–481. – doi: 10.1016/j.apsusc.2013.07.121.

24. Fatigue susceptibility under contact loading of hardmetals coated with ceramic films / L. Llanes, E. Tarrés, G. Ramírez, C.A. Botero, E. Jiménez-Piqué // Procedia Engineering. – 2010. – Vol. 2, iss. 1. – P. 299–308. – doi: 10.1016/j.proeng. 2010.03.033.