д.ф.-м.н., профессор, заведующий кафедрой естественнонаучных дисциплин им. проф. В.М. Финкеля
Dr. Sci. (Phys.-Math.), Prof., Head of the Chair of Science named after V.M. Finkel’
д.ф.-м.н., профессор, главный научный сотрудник
Dr. Sci. (Phys.-Math.), Chief Researcher
старший преподаватель, заместитель директора Института открытого образования
Senior Lecturer, Deputy Director of the Institute of Open Education
аспирант
Postgraduate Student
д.т.н., доцент, профессор кафедры механики и машиностроения
Dr. Sci. (Eng.), Associate Professor, Professor of the Department of Mechanics and Mechanical Engineering
Технологией плазменной наплавки в среде азота на стали марки 30ХГСА порошковой проволокой системы MoCrCoC диаметром 4 мм сформирован наплавленный слой толщиной примерно 9 ‒ 10 мм. В качестве плазмообразующего газа использовали аргон высшего сорта. Методами современного физического материаловедения изучены структурно-фазовые состояния и дефектная субструктура поверхности плазменно наплавленного слоя в среде азота быстрорежущей молибденовой сталью на подложку, подвергнутого двукратному отпуску при температуре 560 ‒ 580 °С в течение 1 ч. Показано, что наплавленный слой имеет поликристаллическую структуру и содержит прослойки эвтектики. Выявлено формирование в наплавленном слое многофазной структуры, представленной α-фазой (твердый раствор на основе ОЦК кристаллической решетки Fe), γ-фазой (твердый раствор на основе ГЦК кристаллической решетки Fe), карбидов сложного состава Me23C6 и Me6C, железа Fe3C и хрома Cr3C2. Установлено, что отпуск наплавленного слоя не приводит к изменению морфологии структуры, сформированной зернами эвтектики и твердого раствора на основе α-железа (ОЦК кристаллическая решетка). Основными фазами являются α-Fe (85 мас. %) и карбиды сложного состава Me23C6 (9 мас. %) и Me6C (6 мас. %), формирующие зерна эвтектики. Установлено, что отпуск наплавленного слоя сопровождается допревращением остаточного аустенита с образованием по границам кристаллов мартенсита наноразмерных частиц карбидов железа и хрома. Вдоль межфазных границ раздела и в объеме пластин карбидной фазы зерен эвтектики выявлены микротрещины, которые могут инициировать разрушение материала наплавленного слоя при эксплуатации.
The technology of plasma surfacing in nitrogen on 30HGSA grade steel with a powder wire of the MoCrCoC system with a diameter of 4 mm formed a deposited layer with a thickness of approximately 9 ‒ 10 mm Argon of the highest grade was used as the plasma-forming gas. The structural and phase states and defective substructure of the surface of a plasma-deposited layer in a nitrogen medium with high-speed molybdenum steel on a substrate subjected to double tempering at a temperature of 560 ‒ 580 °C for 1 hour have been studied by methods of modern physical materials science. It is shown that the deposited layer has a polycrystalline structure and contains layers of eutectic. The formation of a multiphase structure in the deposited layer was revealed, represented by an α-phase (solid solution based on the BCC crystal lattice Fe), a γ-phase (solid solution based on the FCC crystal lattice Fe), carbides of complex composition Me23C6 and Me6C, iron carbides Fe3C and chromium Cr3C2. It was established that tempering of the deposited layer does not lead to a change in the morphology of the structure formed by grains of eutectic and a solid solution based on α-iron (BCC crystal lattice). The main phases are α-Fe (85 wt. %) and carbides of complex composition Me23C6 (9 wt. %) and Me6C (6 wt. %) forming eutectic grains. It has been established that the tempering of the deposited layer is accompanied by the pre-transformation of residual austenite with the formation of nanoscale particles of iron and chromium carbides along the boundaries of martensite crystals. Microcracks have been identified along the interfacial interfaces and in the volume of the plates of the carbide phase of eutectic grains, which can initiate the destruction of the deposited layer material during operation.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.