Актуальные проблемы в машиностроении Том 4 №1 2017

119 / 142

Актуальные проблемы в машиностроении. Том 4. № 1. 2017 Материаловедение
в машиностроении
____________________________________________________________________
119
УДК 620.170:621.791
ПОВЫШЕНИЕ СВОЙСТВ ПОВЕРХНОСТИ СТАЛИ НАПЛАВКОЙ
И ПОСЛЕДУЮЩЕЙ ЭЛЕКТРОННО-ПУЧКОВОЙ ОБРАБОТКОЙ*
В.Е. КОРМЫШЕВ1, инженер
В.Е. ГРОМОВ 1, доктор физ.-мат. наук, профессор
Ю.Ф. ИВАНОВ 2,3 , доктор физ.-мат. наук, профессор,
главный научный сотрудник
В.А. БАТАЕВ 4, доктор техн. наук, профессор
О.А. КОНДРАТОВА 1, канд. физ.-мат. наук, доцент
Е.Н. НИКИТИНА 1, канд. техн. наук
(1 СибГИУ, г. Новокузнецк, 2 НИ ТПУ, г. Томск,
3 ИСЭ СО РАН, г. Томск, 4 НГТУ, г. Новосибирск)
Кондратова О.А. – 654007, г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42,
Сибирский государственный индустриальный университет,
e-mail:
Методами современного физического материаловедения исследованы структура,
фазовый состав, дефектная субструктура, микротвердость и трибологические свойства
покрытия, сформированного на мартенситной низкоуглеродистой стали Hardox 450
электродуговой наплавкой проволоки Fe-С-Ni-B и модифицированного последующим
облучением высокоинтенсивными импульсными электронными пучками. Выявлено
формирование многофазного состояния наплавленного слоя, характеризующегося
присутствием большого количества включений борида железа, твердость которых
существенно (более чем на порядок) превышает твердость стали Hardox -450.
Поверхностный слой наплавки, модифицированный интенсивным импульсным
электронным пучком, является многофазным агрегатом, основными фазами которого
являются твердый раствор на основе α-железа, борид железа состава FeB и карбид бора
состава В4С. Выявлено увеличение износостойкости наплавленного слоя,
модифицированного интенсивным импульсным электронным пучком, более чем в 20 раз по
отношению к износостойкости стали и более чем в 11 раз по отношению к наплавленному
слою, не модифицированному электронным пучком. Существенным образом снижается
коэффициент трения наплавленного слоя, облученного электронным пучком. Для исходной
стали он равен 0,31; для наплавленного слоя 0,14; после облучения наплавленного слоя
электронным пучком коэффициент трения равен 0,09.
Ключевые слова: износостойкость, микротвердость, структура, фазовый состав,
наплавка, электронно-пучковая обработка.
Введение
Вопрос о выборе метода эффективной защиты различных изделий и деталей между
упрочнением всего объема материала и нанесением на их рабочие части защитных
покрытий в большинстве случаев решается однозначно в пользу последнего. Это
объясняется тем, что наибольшее разрушение в процессе эксплуатации испытывает именно
* Исследования выполнены за счет средств гранта РНФ (проект №15-19-00065). Электронно-пучковая обработка
наплавленного слоя выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ (проект №16-49-700659 p_a.