439 / 460
Актуальные проблемы в машиностроении. 2015. №2
Материаловедение
в машиностроении
____________________________________________________________________
439
УДК 621.9.048.7
ТРИБОТЕХНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ, УПРОЧНЕННЫХ
КАРБИДАМИ ТИТАНА И ВАНАДИЯ МЕТОДОМ ВНЕВАКУУМНОЙ
ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ОБРАБОТКИ
*
Д.О. МУЛЬ, аспирант
М.С. КОРОЛЕВА, студент
Д.С. КРИВЕЖЕНКО, аспирант
Р.И. КУЗЬМИН, студент
Н.Ю. ЧЕРКАСОВА, студент
( НГТУ, г. Новосибирск)
Муль Д.О.
– 630073, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20,
Новосибирский государственный технический университет,
e-mail:
ddariol@ya.ruМетодами растровой электронной микроскопии исследованы поверхностные слои,
легированные титаном, ванадием и углеродом в различном сочетании в процессе
вневакуумной электронно-лучевой наплавки. По результатам триботехнических испытаний
выявлено, что увеличение концентрации ванадия с одновременным уменьшением количества
титана в наплавленных слоях приводит к повышению износостойкости в условиях трения о
закрепленные и нежестко закрепленные частицы абразива. Максимальными значениями
микротвердости обладают покрытия, имеющие одинаковую концентрацию как титана, так и
ванадия.
Ключевые слова:
высокоэнергетический электронный пучок, наплавка, сталь,
карбиды ванадия, карбиды титана, износостойкость
Введение
В настоящее время все более актуальным становится вопрос о повышении
эксплуатационных свойств изделий, работающих в условиях абразивного изнашивания.
Одним из наиболее эффективных подходов к решению данной проблемы является
поверхностное упрочнение деталей машин. Наплавка карбидосодержащих порошковых
материалов
позволяет
получать
износостойкие
слои
повышенной
толщины.
Крупногабаритные детали могут быть упрочнены с использованием энергии
релятивистского электронного пучка. Основными преимуществами данного способа
являются высокая мощность установки, высокая производительность, возможность
обработки в атмосфере воздуха без применения вакуумных камер.
Известно, что металлы IV – VI переходных подгрупп периодической системы
элементов, такие как титан, тантал, молибден, ванадий, ниобий образуют прочные и твердые
соединения с углеродом. Формирование карбидов этих элементов в стали ведет к
повышению ее твердости и, следовательно, износостойкости. Существуют работы по
наплавке порошковых материалов, содержащих карбиды, электронным пучком в атмосфере
воздуха [1-10]. В работах [7-10] говорится о значительном повышении триботехнических
свойств стальных материалов при наплавке карбида титана. Титан обладает повышенной
активностью по отношению к углероду и в железоуглеродистых сплавах формирует карбиды
*
Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ, по государственному
заданию № 2014/138, проект № 257