ЭЛЕКТРОННО-МИКРОСКОПИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЗОНЫ КОНТАКТА НАПЛАВКА (БЫСТРОРЕЖУЩАЯ СТАЛЬ Р2М9) – ПОДЛОЖКА (СТАЛЬ 30ХГСА)

Одной из важных проблем практического использования высокопрочных плазменных наплавок быстрорежущими сталями в среде азота является анализ демпфирующих свойств и адгезии наплавки и подложки, поскольку именно эти свойства во многом определяют преждевременное зарождение хрупких микротрещин в зоне контакта. Такие результаты могут быть получены лишь с использованием высокоинформативных методов современного материаловедения (сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии). Наплавка вольфрам-молибденовой стали марки Р2М9 находит в последнее время широкое применение вместо хорошо известных вольфрамовых (Р18, Р9) и вольфрам-молибденовых сталей с повышенным содержанием вольфрама (Р6М5, Р6Ф2К8М6 и другие). Это связано с необходимостью замены дорогого и дефицитного вольфрама на молибден, который оказывает подобное влияние на структуру и свойства быстрорежущих сталей. Проведены исследования структурно-фазовых состояний, морфологии и элементного состава переходной зоны контакта системы наплавленная быстрорежущая сталь марки Р2М9 ‒ подложка (сталь марки 30ХГСА) в исходном состоянии и после трехкратного высокотемпературного отпуска. В исходном состоянии переходная зона имеет мартенситную структуру с прослойками остаточного аустенита по границам пластин мартенсита. Выявлены частицы второй фазы наноразмерного (2 ‒ 60 нм) диапазона: карбиды ванадия, молибдена, вольфрама и железа, локализованные на дислокациях, на границах и объеме пластин мартенсита. Трехкратный высокотемпературный отпуск не изменяет морфологию частиц карбидной фазы переходной зоны. Представлены возможные физические причины наблюдаемых закономерностей.

1. Громов В.Е., Чапайкин А.С., Невский С.А. Структура, свойства и модели быстроре-жущей стали после отпуска и электронно-пучковой обработки. Новокузнецк: Поли-графист, 2024:171.

2. Ivanov Yu.F., Gromov V.E., Potekaev A.I., Guseva T.P., Chapaikin A.S., Vashchuk E.S. Structure and properties of R18U surfacing of high-speed steel after its high tempering. Rus-sian Physics Journal. 2023;66(7):731‒739. https://doi.org/10.1007/s11182-023-02999-w

3. Chaus A.S., Pokorny P., Caplovic L., Sit-kevich M.V., Peterka J. Complex finescale dif-fusion coating formed at low temperature on high-speed steel substrate. Appl. Surf. Sci. 2018;437:257‒270

4. Нефедьев С.П., Емелюшин А.Н. Плазменное упрочнение поверхности. Старый Оскол: Изд-во ТНТ, 2021:156.

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

6. Рябцев И.А., Сенченков И.К. Теория и практика наплавочных работ. Киев: Еко-технологiя, 2013:400.

7. Соснин Н.А., Ермаков С.А., Тополянский П.А. Плазменные технологии. Сварка, нанесение покрытий, упрочнение. Москва: Машино-строение, 2008:406.

8. Guryev A.M., Ivanov S.G., Guryev M.A., Berdychenko A.A., Chernykh E.V. The influ-ence of heat treatment modes on the structure and physicomechanical properties of high-speed steel. Fundamental problems of modern materials science. 2018;15(1):103‒108.

9. Guryev A.M., Ivanov S.G., Guryev M.A., Berdychenko A.A. The influence of heat treatment on the structure and properties of high-speed steel. Polzunovsky Almanakh. 2017;(4-5):128‒132.

10. Cho I.S., Amanov A., Kim J.D. The effects of AlCrN coating, surface modification and their combination on the tribological properties of high speed steel under dry conditions. Tribol. Int. 2015;81:61–72.

11. 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. Appl. Surf. Sci. 2013;282:770–776.

12. Gerth J., Wiklund U. The influence of metallic inter-layers on the adhesion of PVD TiN coatings on high-speed steel. Wear. 2008;264:885–892.

13. Hashemi N., Mertens A., Montrieux H.-M., Tchuindjang J.T., Dedry O., Carrus R., Lecomte-Beckers J. Oxidative wear behaviour of laser clad high speed steel thick deposits: Influence of sliding speed, carbide type and morphology. Surf. Coat. Technol. 2017;315:519‒529.

14. Darmawan W., Quesada J., Marchal R. Char-acteristics of laser melted AISI-T1 high speed steel and its wear resistance. Surf. Eng. 2007;23(2):112‒119.

15. Кремнев Л.С., Седов Ю.Е. Об оптимизации составов низколегированных быстрорежу-щих сталей. Металловедение и термическая обработка металлов. 1988;(6):26‒33.

16. Кремнев Л.С. Теория легирования быстро-режущих сталей. Металловедение и терми-ческая обработка металлов. 1991;(6):10‒14.

17. Ivanov Yu.F., Gromov V.E., Potekaev A.I., Chapaikin A.S., Semin A.P., Guseva T.P. Electron microscopy of high-speed steel/30HGSA steel interface. Russian Physics Journal. 2024;67(1):24‒33.

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

19. Kumar C.S.S.R. Transmission Electron Mi-croscopy. Characterization of Nanomaterials. New York: Springer, 2014:717.

20. Carter C.B., Williams D.B. Transmission Elec-tron Microscopy. Berlin: Springer Internation-al Publishing, 2016:518.