441 / 460
Актуальные проблемы в машиностроении. 2015. №2
Материаловедение
в машиностроении
____________________________________________________________________
441
диапазоне от 63 мкм до 80 мкм. Нагрузка на образцы составляла 3 Н, скорость вращения
круга – 100 об/мин, время испытаний – 35 с.
Износостойкость покрытий при трении о нежестко закрепленные абразивные частицы
оценивали в соответствии с ГОСТ 23.208-79. В качестве абразивного материала
использовался речной песок со средним размером частиц равным 200 мкм. Сила прижатия
образцов к диску составила 60 Н, скорость вращения диска – 60 об/мин.
Результаты и обсуждение
Толщина сформированных покрытий составляет 1,9 – 2,3 мм. В структуре
наплавленных слоев наблюдается равномерное распределение упрочняющих частиц –
карбидов. Между карбидными частицами располагается эвтектика. Для слоев, содержащих
максимальное количество титана, методом рентгенофазового анализа зафиксированы две
фазы: альфа железо (α-Fe) и карбид титана (TiC). С увеличением количества ванадия в
поверхностном слое на рентгенограммах появляются
пики карбида ванадия (VC).
На снимках, полученных на растровом
электронном микроскопе, наблюдается зависимость
изменения формы и размеров карбидных частиц TiC с
увеличением содержания ванадия в покрытиях (рис. 1).
Частицы
приобретают
форму
дендритов,
а
выделившиеся на их периферии карбиды ванадия
представляют собой каемку более светлых тонов. Более
подробно структура данных материалов была
рассмотрена ранее [15].
При
реализации
режима
наплавки
А
(максимальное содержание титана, минимальное
ванадия) средняя микротвердость легированного слоя
возросла в 1,5 раза по отношению к микротвердости
основного металла (2 ГПа). Микротвердость слоя,
полученного по режиму В (с максимальным
содержанием ванадия), увеличилась в 1,7 раза. Слой с
одинаковой концентрацией титана и ванадия в нем
(режим
Б)
обладает
максимальным
уровнем
микротвердости 4 ГПа.
На
рис.
2
представлены
результаты
триботехнических испытаний в условиях трения о
нежестко
закрепленные
абразивные
частицы.
Максимальный износ соответствует основному металлу
без
упрочняющего
покрытия.
Износостойкость
покрытий, содержащих максимальное количество
ванадия (режим В), возросла более чем в 2 раза по
сравнению с износостойкостью основного металла.
Результаты
изнашивания
материалов
под
воздействием
закрепленных
частиц
абразива
представлены на рис. 3. С увеличением количества
ванадия
и
уменьшением
количества
титана
износостойкость наплавленных слоев возрастает.
Рис. 1
.
Структура покрытий,
сформированных
наплавкой
ванадий-титано-графитовой смеси
порошков по режимам А, Б, В