Войтович А. А. Диспергування структури наплавлених шарів системи Fe-Cr-B-C для підвищення їх зносостійкості

Деталі машин, які працюють за дії абразиву та ударних навантажень, інтенсивно зношуються. Для їх відновлення розроблено велику кількість матеріалів, зокрема порошкові дроти, що дають змогу підвищити степінь легування наплавленого металу і ефективність його наплавлення. Порошкові дроти, якими наплавляють метал для роботи в умовах абразивного зношування під ударними навантаженнями, легують дороговартісними елементами. Це суттєво впливає на вартість відновлення. Відносно дешевим є наплавлений метал з ПД системи Fe-Cr-B-C, що має задовільну зносостійкість під час абразивного зношування, однак, за дії ударних навантажень отримані шари розтріскуються, оскільки за підвищеного вмісту вуглецю і бору в металі виділяються дендритні голкоподібні включення боридів. Гострі кінці голкових включень служать концентраторами напружень, що спричиняє розтріскуванню за ударних навантажень. Зносостійкість наплавленого металу і його опірність до розтріскування зростає з подрібненням боридних включень. Тому, щоб отримати зносостійкий шар запропоновано під час наплавлення ПД системи Fe-Cr-B-C прикладати ззовні до підкладки вібрацію частотою 100 Гц і амплітудою 0; 70; 300 мкм. Досліджено, що горизонтальна вібрація впливає на подрібнення боридних включень: їхній середній діаметр зменшується з 175 до 5 мкм, а також на перерозподіл фаз: підвищується кількість пластичної фази (FeCr)2B. Внаслідок диспергування структурних складових змінюються механічні характеристики, зокрема, зменшується розкид даних мікротвердості та підвищується її середнє значення від 600 до 780 HV, зростають модуль Юнга і опірність матеріалу пересуванню індентора. Зносостійкість наплавленого металу наплавленого за горизонтальної вібрації амплітудою 300 мкм зросла у2,3-2,5 рази під час зношування закріпленим і незакріпленим абразивом та у 2,8 разів за зношування ударними навантаженнми. Для відновлення та зміцнення великогабаритних деталей запропоновано вводити порошок ПАМ у шихту ПД для підвищення зносостійкості наплавленого металу системи Fe-Cr-B-C. Це посприяло диспергуванню боридних включень середній, діаметр яких зменшився з 70 до 5 мкм. У структурі наплавленого металу системи Fe-Cr-B-C виділяються включення складнолегованих нітридів розміром менше 1 мкм, через що, середнє значення мікротвердості підвищується від 700 до 900 HV Зносостійкість наплавлавленого металу зростає 1,5 за зношування закріпленим і незакріпленим абразивом та вдчі за зношування під ударними навантаженями.