Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Платный доступ или доступ для подписчиков

Структурно-фазовые состояния и свойства плазменного покрытия быстрорежущей молибденовой стали после отпуска

Ирина Викторовна Баклушина, Юрий Федорович Иванов, Виктор Евгеньевич Громов, Игорь Юрьевич Литовченко, Александр Сергеевич Чапайкин

Аннотация


Методами современного физического материаловедения изучены структура, механические и трибологические свойства слоя, полученного плазменной наплавкой быстрорежущей молибденовой стали в среде азота на подложку из среднеуглеродистой стали 30ХГСА. После наплавки образцы подвергали двухкратному отпуску при 560 – 580 °C, 1 ч. Установлено, что отпуск не приводит к изменению морфологии поликристаллической структуры наплавленного слоя, состоящей из зерен эвтектики и твердого раствора на основе a-железа (ОЦК-решетка). Основными фазами являются a-Fe (85 масс. %) и карбиды сложного состава — Me23C6 (9 масс. %) и Me6C (6 масс. %), формирующие зерна эвтектики. Выявлено образование наноразмерных частиц карбидов железа и хрома по границам кристаллов мартенсита, образующегося в процессе превращения остаточного аустенита при отпуске. Твердость наплавленного слоя в 4,3 раза выше, чем подложки, параметр износа равен 1,5 × 10 – 6 мм3/Н × м, коэффициент трения 0,66.


Ключевые слова


быстрорежущая молибденовая сталь; наплавка; плазменный метод; термическая обработка; элементный и фазовый составы; дефектная субструктура; твердость; износостойкость

Полный текст:

PDF

Литература


Громов В. Е., Чапайкин А. С., Невский С. А. Структура, свойства и модели наплавки быстрорежущей стали после отпуска и электронно-пучковой обработки. Новокузнецк: Полиграфист, 2024. 171 с.

Chaus A. S., Pokorný P., Čaplovič Ľ. et al. Complex fine-scale diffusion coating formed at low temperature on high-speed steel substrate // Appl. Surf. Sci. 2018. V. 437. P. 257 – 270. DOI: 10.1016/j.apsusc.2017.12.173

Gerth J., Wiklund U. The influence of metallic interlayers on the adhesion of PVD TiN coatings on high-speed steel // Wear. 2008. V. 264. P. 885 – 892. DOI: 10.1016/j.wear. 2006.11.053

Hashemi N., Mertens A., Montrieux H.-M. et al. Oxidative wear behavior of laser clad high speed steel thick deposits: Influence of sliding speed, carbide type and morphology // Surf. Coat. Technol. 2017. V. 315. P. 519 – 529. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2017.05.094

Darmawan W., Quesada J., Marchal R. Characteristics of laser melted AISI-T1 high speed steel and its wear resistance // Surf. Eng. 2007. V. 23, Is. 2. P. 112 – 119.

Emelyushin A. N., Petrochenko E. V., Nefed’ev S. P. Inverstigation of the structure and impact-abrasive resistance of coatings of the Fe – C – Cr – Mn – Si system, additionally alloyed with nitrogen // Weld. Int. 2013. V. 27, Is. 2. P. 150 – 153.

Нефедьев С. П., Емелюшин А. Н. Влияние азота на формирование структуры и свойств плазменных покрытий типа 10Р6М5 // Вестник Югорского государственного университета. 2021. № 3(62). С. 33 – 45. DOI: 10.17816/ byusu20210233-45

Емелюшин А. Н., Петроченко Е. В., Нефедьев С. П. Исследование структуры и ударно-абразивной износостойкости покрытий системы Fe – C – Cr – Mn – Si, дополнительно легированных азотом // Сварочное производство. 2011. № 10. С. 18 – 22.

Нефедьев С. П., Емелюшин А. Н. Плазменное упрочнение поверхности. Старый Оскол: ТНТ, 2021. 156 с.

Мозговой И. В., Шнейдер Е. А. Наплавка быстрорежущей стали. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2016. 200 с.

Ivanov Yu. F., Gromov V. E., Potekaev A. I. et al. Structure and properties of R18U surfacing of high-speed steel after its high tempering // Russ. Phys. J. 2023. V. 66, Is. 7. P. 731 – 739. DOI: 10.1007/s11182-023-02999-w

Rakhadilov B. K., Zhurerova L. G., Scheffler M., Khassenov A. K. Change in high temperature wear resistance of high speed steel by plasma nitriding // Bulletin of the Karaganda University. Physics Series. 2018. Is. 3(91). P. 59 – 65.

Кремнев Л. С., Онегина А. К., Виноградова Л. А. Особенности превращений, структуры и свойств молибденовых быстрорежущих сталей // МиТОМ. 2009. № 12(654). С. 13 – 19.

Кремнев Л. С. Теория легирования и создание на ее основе теплостойких инструментальных сталей и сплавов // МиТОМ. 2008. № 11. С. 18 – 28.

Купалова И. К. Фазовый анализ и фазовый состав быстрорежущих сталей (обзор) // Заводская лаборатория. 1983. № 1. С. 27 – 40.

Иванов Ю. Ф. Структурные и фазовые превращения в ряде сталей при статическом и динамическом режимах термической обработки. Автореферат дисс. ... д-ра физ.-мат. наук. Москва, 2002. 41 с.

Ротштейн В. П., Проскуровский Д. И., Озур Г. Е., Иванов Ю. Ф. Модификация поверхности металлических материалов низкоэнергетическими сильноточными электронными пучками. Новосибирск: Наука, 2019. 348 с.

Эволюция структуры поверхностного слоя стали, подвергнутой электронно-ионно-плазменной обработке / Под. ред. Н. Н. Коваля, Ю. Ф. Иванова. Томск: НТЛ, 2016. 298 с.

Модифицирование и легирование поверхности лазерными, ионными и электронными пучками / Под ред. Дж. Поута, Г. Фоти, Д. Джекобсона. М.: Машиностроение, 1987. 424 с.

Пайкин А. Г., Шулов В. А., Энгелько В. И. и др. Кратерообразование на поверхности деталей из жаропрочной стали 15Х16К5Н2МВФАВ-Ш при облучении сильноточными импульсными электронными пучками // Упрочняющие технологии и покрытия. 2006. № 10. С. 9 – 14.

Шулов В. А., Пайкин А. Г., Белов А. Б. и др. Модификация поверхности деталей из жаропрочных сталей сильноточными импульсными электронными пучками // Физика и химия обработки материалов. 2005. № 2. С. 61 – 70.

Egerton F. R. Physical Principles of Electron Microscopy. Basel: Springer International Publishing, 2016. 196 р.

Kumar C. S. S. R. Transmission Electron Microscopy. Characterization of Nanomaterials. New York: Springer, 2014. 717 р.

Carter C. B., Williams D. B. Transmission Electron Microscopy. Berlin: Springer International Publishing, 2016. 518 р.

Утевский Л. М. Дифракционная электронная микроскопия в металловедении. М.: Металлургия, 1973. 584 с.




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2026.1.40-48

© Издательский дом «Фолиум», 1998–2026