ВЛИЯНИЕ РЕЖИМОВ ЭЛЕКТРОЛИЗА НА СУБМИКРОСТРУКТУРУ ЖЕЛЕЗО-КОБАЛЬТОВЫХ ПОКРЫТИЙ

Получены покрытия из гетерофазного потока электролита железнения путем добавки в раствор сернокислого кобальта (СоSO₄). Гетерофазный поток получали на специально собранной установке в лабораторных условиях. Толщину нанесенных покрытий варьировали в пределах 0,3 ‒ 0,4 мм. В качестве основы использовали образцы из стали марки Ст3 размером 30 × 30 × 1,5 мм. Метод оптической микроскопии использовали для визуального наблюдения полученных покрытий. Определение дефектов структуры подложки и переходного слоя осуществляли рентгенноструктурным анализом рентгеннограмм, полученных на дифрактометре ДРОН-7 в медном излучении с применением бето-селективного фильтра от атомных плоскостей (110), (211). Размер блоков, плотность дислокаций и микроискажения оценивали с использованием формулы П.Б. Хирша в пакете приложений PDWin. Для построения графических уравнений использовали методы математического анализа. Опытные данные обрабатывали методами математической статистики. Эксперименты проводили по плану ЦКР 2³. Обработку результатов эксперимента осуществляли по стандартной методике. На основании исследований были получены уравнения, которые адекватно описывают зависимость субмикроструктурных параметров покрытий от режимов электролиза. Полученные результаты исследования позволяют получать покрытия с необходимыми физико-механическими свойствами: размер блоков мозаики, плотность дислокации, микроискажения кристаллической решетки, микротвердость, износостойкость. На основании графических представлений получили, что изменяемые параметры электролиза ограничены. Для получения прочных и износостойких покрытий необходимо ограничить скорость до 4 ‒ 6 м/с, катодный ток не более 200 ‒ 300 А/дм², а содержание сернокислого кобальта имеет граничное значение 90 ‒ 100 г/л. Выявлено, что если увеличить содержания сернокислого кобальта в электролите, то изменений в субмикроструктуре не происходит, а значит нет влияния на физико-механические свойства.

1. Гурьянов Г.В., Кисель Ю.Е. Определение параметров микроструктуры электрохими-ческих покрытий по их дилатации. Завод-ская лаборатория. Диагностика материа-лов. 2014;80(2):33‒37.

2. Блинков Б.С., Серебровский В.И., Сафронов Р.И. Упрочнение электроосажденного железа ко-бальтом. Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2015;6:73–74.

3. Блинков Б.С., Серебровский В.В., Калуцкий Е.С. Восстановление и упрочнение деталей ма-шин электроосажденными покрытиями. Ме-ханизация и электрификация сельского хо-зяйства. 2015;8:29–31.

4. Пат. № 2634555 РФ. Способ электролитиче-ского осаждения сплава железо-кобальт / В.И. Серебровский, Б.С. Блинков, Н.В. Коняев, В.В. Серебровский, Л.Н. Серебровская, Е.С. Калуцкий; заявл. 21.12.2015: опубл. 22.06.2017.

5. Пат. № 2690773 РФ. Способ нанесения гладких гальванических железных покры-тий в проточном электролите с крупными дисперсными частицами / Ю.А. Ивашкин, Ю.Е. Кисель, С.П. Симохин, А.А. Обозов; заявл. 05.06.2018: опубл. 05.06.2019.

6. Wang Yu., Mao B., Chu Sh., Chen S., Xing H., Zhao H., Wang Sh., Wang Yu., Zhang J., Sun B. Advanced manufacturing of high-speed steels: A critical review of the process design, microstructural evolution, and engi-neering per formance. Journal of Materials Research and Technology. 2023;24:8198–8240.

7. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2023.04.269

8. Fatima S., Khan M., Jaffery S.H.I., Ali L., Butt S.I., Mujahid M. Optimization of process parame-ters for plasma arc welding of austenitic stain-less steel (304 L) with low carbon steel (A-36). Journal of Materials: Design and Applica-tions. 2016;230(2):640–653. https://doi.org/10.1177/146442 0715584392

9. Почетуха В.В., Бащенко Л.П., Гостевс- кая А.Н., Будовских Е.А., Громов В.Е., Ча-пайкин А.С. Структура и свойства плаз-менных покрытий из быстрорежущей стали после высокотемпературного отпуска. Вест-ник Сибирского государственного индуст-риального университета. 2023;3(45):30–38. http://doi.org/10.57070/2304-4497-2023-3(45)-30-38

10. Sahoo A., Tripathy S. Development in plasma arc welding process: A review. Ma-terials. To-day: Proceedings. 2021;41(2):363–368. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.09.562

11. Wang H., Hong D., Hou L., Ou P., Wang Z., Shen L., Zhao H. Influence of tem-pering tem peratures on the microstructure, secondary car bides and mechanical properties of spray de-posited AISI M3:2 high-speed steel. Mate rials Chemistry and Physics. 2020;255:123554. https://doi.org/10.1016/j.matchem-phys.2020.123554

12. Ramkumar P., Karthikeyan M.K., Gupta R.K., Anil Kumar V., Magadum Ch., Mu-thupandi V. Plasma arc welding of high strength 0.3 % C CrMoV (ESR) Steel. Trans-actions of the in dian Institute of Metals. 2017;70(5):1317–1322. https://doi.org/10.1007/s12666 016-0927-3

13. Lyu C., Zhou J., Zhang X., Yao Y., Zhang Y. Effect of heat treatment on micro-structure and impact toughness of a Tungsten-Molybdenum powder metallurgical high-speed steel. Mate rials Science and Engineering: A. 2021;815:141268. https://doi.org/10.1016/j.msea.2021.141268

14. Wang Y., Chu S., Mao B., Xing H., Zhang J., Sun B. Microstructure, residual stress, and me chanical property evolution of a spray-formed vanadium-modified high-speed steel processed by post-heat treatment. Journal of Materials Research and Technology. 2022;18;1521–1533. https://doi.org/10.1016/j.jmrt. 2022.03.053

15. Chaus A.S., Sahul M. On origin of delta eutec toid carbide in M2 high-speed steel and its be haviour at high temperature. Materials Let ters. 2019;256:126605. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2019.126605

16. Chen N., Luo R., Xiong H., Li Z. Dense M2 high speed steel containing core-shell MC car bonitrides using high-energy ball milled M2/VN composite powders. Materials Sci ence and Engineering: A. 2020;771:38628. https://doi.org/10.1016/j.msea. 2019.138628

17. Hu Q., Wang M., Chen Yu., Liu H., Si Z. The Effect of MC-type carbides on the microstruc ture and wear behavior of s390 highspeed steel produced via spark plasma sintering. Metals. 2022;12(12):2168. https://doi.org/10.3390/met12122168

18. Симохин С.П. Интенсификация процесса восстановления золотников гидрораспреде-лителей в гетерофазном потоке электро-лита железнения: автореф. дис. канд. техн. наук. ‒ Москва, 2022:23.

19. Кисель Ю.Е., Симохин С.П. Определение параметров субмикроструктуры электрохи-мических покрытий по их дилатации. Ре-монт, восстановление, модернизация. 2019;10:41–46. http://doi.org/10.31044/1684-2561-2019-0-10-41-46

20. Kottfer D., Ferdinandy M., Kaczmarek L., Maňková I., Beňo J. Investigation of Ti and Cr based PVD coatings deposited onto HSS Co 5 twist drills. Applied Surface Science. 2013;282:770–776. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2013.06.051

21. Chaus A.S., Pokorný P., Čaplovič Ľ., Sitkevich M.V., Peterka J. Complex fine-scale diffusion coating formed at low temperature on high-speed steel substrate. Appl Surf Sci. 2018;437:257–270. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2017.12.173

22. Кисель Ю.Е., Лысенко А.Н., Симохин С.П. По-вышение износостойкости электрохимиче-ских покрытий. Сельский механизатор. 2016;10:36–39.

23. Горелик С.С., Скаков Ю.А., Расторгуев Л.Н. Рентгенографический и электронно-оптический анализ. 3-е изд., перераб. и доп. Москва: МИСИС, 1994:327.

24. Колемаев В.А., Староверов О.В., Турундаев В.Б. Теория вероятностей и математическая ста-тистика / под ред. В.А. Колемаева. Москва: Высшая школа, 1991:399.

25. Серебровский В.И., Калуцкий Е.С., Мя-соедова М.А. Влияние режимов электролиза на субмикроструктуру электроосажденного железа. Известия Юго-Западного государ-ственного университета. Серия: Техника и технологии. 2022;12(2):26‒39. http://doi.org/10.21869/2223-1528-2022-12-1-26-39