465 / 530
Актуальные проблемы в машиностроении. 2016. №3
Материаловедение
в машиностроении
____________________________________________________________________
465
Оставшийся в расплаве углерод расходуется на образование карбидов хрома. Более низкие
скорости охлаждения в средней зоне способствовали образованию крупных кристаллов
Cr
7
C
3
: их длина достигает 200 мкм, тогда как в верхней зоне не превышает 50 мкм. Объемная
доля CrB/CrB
2
в средней зоне выше, а пластины – тоньше. Стоит отметить, что пластины
борида хрома в легированных ниобием покрытиях дисперснее, чем в покрытиях без ниобия
(рис. 2, г). Количество и размеры дендритов γ-твердого раствора Ni в средней зоне меньше,
чем в верхней.
Вдоль границы сплавления γ-твердый раствор Ni образует сплошную полосу
толщиной около 40…50 мкм. Микротвердость этой зоны ниже из-за перемешивания никеля с
железом и диффузии атомов углерода и бора из покрытия в основной металл.
Выводы
1. На основании данных, полученных оптической и растровой электронной
микроскопией, а также микрорентгеноспектрального анализа установлено, что в покрытиях
до оплавления по границам частиц самофлюсующегося порошка равномерно распределены
серые прослойки борида ниобия (NbB
2
).
2. Показано, что после оплавления из-за разных условий охлаждения в покрытии
образуется 2 зоны. Основными фазами этих зон являются дендриты твердого раствора γ-Ni,
эвтектика Ni-Ni
3
B, карбид ниобия NbC, борид хрома CrB или CrB
2
и карбиды хрома Cr
7
C
3
и
Cr
23
C
6
.
3. При помощи растровой электронной микроскопии было выявлено, что карбиды
ниобия являются центрами кристаллизации, от которых в разном направлении растут тонкие
пластины борида хрома. Объемная доля карбида ниобия и борида хрома в средней зоне
выше. Установлено, что пластины борида хрома в легированных ниобием покрытиях
дисперснее, чем в покрытиях без ниобия.
4. В результате измерения микротвердости было установлено, что микротвердость
оплавленных покрытий несколько ниже, чем не оплавленных. Однако твердость покрытия в
целом за счет формирования твердых фаз увеличивается.
Список литературы
1. Comparative examination of the microstructure and high temperature oxidation performance of
NiCrBSi flame sprayed and pack cementation coatings / D. Chaliampalias, G. Vourlias, E. Pavlidou, S.
Skolianos, K. Chrissafis, G. Stergioudis // Applied Surface Science. – 2009. – Vol. 255. – P. 3605–3612.
2.
Hemmati I., Ocelik V., De Hosson J.Th.M
. Effects of the alloy composition on phase
constitution and properties of laser deposited Ni-Cr-B-Si coatings // Physics Procedia. – 2013. – Vol. 41. –
P. 302–311.
3. Microchemical and microstructural studies in a PTA weld overlay of Ni–Cr–Si–B alloy on AISI
304L stainless steel / C. Sudha, P. Shankar, R.V.S. Rao, R. Thirumurugesan, M. Vijayalakshmi, B. Raj //
Surface & Coatings Technology. – 2008. – Vol. 202. – P. 2103–2112.
4.
Zhanga Z., Wangb Z., Liang B
. Wear characterization of thermal spray welded // Journal of
Materials Processing Technology. – 2009. – Vol. 209. – P. 1368–1374.
5. Investigation on the microstructure and cracking susceptibility of laser-clad V2O5/NiCrBSiC
alloy coatings / D. Wang, E. Liang, M. Chao, B. Yuan // Surface & Coatings Technology. – 2008. – Vol.
202. – P. 1371–1378.
6. Microstructural study of NiCrBSi coatings obtained by different processes / R. Gonzalez, M.A.
Garcıa, I. Penuelas, M. Cadenas, Ma. del Rocıo Fernandez, A. Hernandez Battez, D. Felgueroso // Wear. –
2007. – Vol. 263. – P. 619–624.