56 / 530
Actual Problems in Machine Building. 2016. N 3
Innovative Technologies
in Mechanical Engineering
____________________________________________________________________
56
Микротвердость мартенсита определяли в соответствии с требованиями ГОСТ 9450-
76 на цифровом микротвердомере модели HVS-1000
.
Скорость истирания наплавленного слоя опытных образцов определяли путем
проведения испытания на износ на машине 2070 СМТ – 1.
Результаты и обсуждение
Металлографический анализ показал, что структура образцов с добавкой аморфного
углерода представляет собой мартенсит размером 3-12 мкм, небольшое количество
остаточного аустенита в межосевом пространстве и карбиды, распределенные по телу зерен
(рисунок 1 а, е). Кроме того, для образцов из второй партии присутствует ферритная
составляющая (рисунок 1 е). Величина зерна аустенита по шкале зернистости соответствует
в основном № 6 и в некоторых областях №7.
Введение в состав проволоки углеродфторсодержащей добавки вместо аморфного
графита обеспечивает улучшение структуры наплавленного слоя: способствует образованию
мелкодисперсных карбидов (рисунок 1 б) и устранению ферритной сетки (рисунок 1 ж), что,
по-видимому,
окажет положительное влияние на трещиностойкость стали. При этом
использование углеродфторсодержащей добавки практически не оказывает влияние на
размер игл мартенсита (3-11 мкм) и величину зерна аустенита (по шкале зернистости №7).
Установлено, что введение в состав проволоки никеля положительно влияет на
структуру наплавляемой стали 25Х5ФМС. Использование никеля,
являющегося
аустенитообразующим элементом, обеспечивает измельчение зерна аустенита (рисунок 1),
что согласуется с данными работы [8]. Причем эффективнее на измельчение зерна аустенита
влияет введение в состав шихты 0,81% никеля. В данном случае в структуре кроме зерен
аустенита с №6 и №7 по шкале зернистости присутствуют зерна меньшего размера (величина
зерна соответствует № 8).
При этом введение в состав проволоки никеля увеличивает объемную долю
остаточного аустенита от 4,3 до 8,4 – 15,6%.
Установлено, что использование взамен графита аморфного углеродфторсодержащего
материала и никеля обеспечивает не только улучшение структуры, но и повышает уровень
свойств стали 25Х5ФМС. Так, при изучении образцов из первой партии установлено, что
введение добавки углеродфторсодержащей пыли повышает твердость наплавленного слоя на
10% (от 43,2 до 48,1 HB).
Никель в количестве 0,21, 0,32 и 0,38% в большей степени на 16 – 20% (от 43,2 до
54,1HB) увеличивает значения твердости стали 25Х5ФМС. В данном случае максимальное
повышение твердости наблюдается после введения в состав проволоки 0,38% никеля
(образец №5). Использование никеля в большем количестве (0,50, 0,56 и 0,81%) повышает
твердость наплавленного слоя в меньшей степени.
Изучение микротвердости мартенсита в структуре стали 25Х5ФМС и скорости
истирания наплавленного слоя исследуемых образцов из второй партии показало, что замена
аморфного графита на углеродфторсодержащий материал несколько снижает скорость
истирания наплавленного слоя, при этом, практически не изменяется микротвердость
мартенсита.
Дополнительное введение в состав проволоки никеля повышает микротвердость
мартенсита в структуре стали 25Х5ФМС и снижает абразивный износ наплавленного слоя,
уменьшая скорость истирания от 59·10
-5
до 53·10
-5
г/мин. Введение в состав проволоки
никеля в количестве 0,81% значительнее увеличивает микротвердость мартенсита (с 385 до
483 HV), по сравнению с 0,50 и 0,56% никеля (с 385 до 402 и 476 HV соответственно). Кроме
того, использование никеля в количестве 0,81 и 0,50 % в большей степени уменьшает