СТРУКТУРА СЛОЯ БЫСТРОРЕЖУЩЕЙ СТАЛИ С АЗОТОМ, НАПЛАВЛЕННОГО НА ДЕТАЛИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ: 10.25712/ASTU.1811-1416.2024.02.001

Юрий Федорович  Иванов; Виктор Евгеньевич  Громов; Олег Александрович  Перегудов; Екатерина Степановна  Ващук; Анастасия Николаевна  Гостевская

Авторы

Юрий Федорович Иванов Институт сильноточной электроники СО РАН, пр. Академический, 2/3, 634055, Томск, Россия https://orcid.org/0000-0001-8022-7958
Виктор Евгеньевич Громов Сибирский государственный индустриальный университет, ул. Кирова, 42, 654007, Новокузнецк, Россия https://orcid.org/0000-0002-5147-5343
Олег Александрович Перегудов Омский государственный технический университет, пр. Мира, 11, 644050, Омск, Россия https://orcid.org/0000-0001-5154-5498
Екатерина Степановна Ващук Филиал Кузбасского государственного технического университета им. Т.Ф. Горбачева в г. Прокопьевске, ул. Ноградская, 19А, 653039, Прокопьевск, Россия https://orcid.org/0000-0002-1345-7419
Анастасия Николаевна Гостевская Сибирский государственный индустриальный университет, ул. Кирова, 42, 654007, Новокузнецк, Россия https://orcid.org/0000-0002-7328-5444

Ключевые слова:

способ плазменной наплавки, порошковая проволока, регулируемый термический цикл, быстрорежущие стали, высокотемпературный отпуск, азот, твердость, износостойкость

Аннотация

Методами современного физического материаловедения исследована структура, микротвердость и трибологические свойства быстрорежущей стали Р18Ю, легированной азотом и алюминием направленной на валки из среднеглеродистой стали 30ХГСА. Плазменная наплавка осуществлена в закрытой среде азота порошковой проволокой. Проведен регулируемый термический цикл для получения равномерного состояния и предотвращения формирования холодных трещин. Выявлено, что наплавленный слой имеет структуру ячеисто-дендритного типа. Зерна обогащены атомами железа, а границы разделены тонкими прослойками второй фазы, обогащенными атомами хрома, алюминия, вольфрама и ванадия. Внутри центральной части зерен обнаружены включения игольчатого типа длиной 150-730 нм. Четырехкратный высокотемпературный отпуск при 580 °С в течении 1 часа обеспечивает: растворение наноразмерных включений в объеме зерен; способствует более равномерному распределению легирующих элементов; формирует структуру пластинчатого (игольчатого) типа, характерную по морфологическому признаку для игольчатого мартенсита. Выдвинуто и обосновано предположение, что зерна наплавленного слоя сформированы твердым раствором γ-железа (аустенита). Выявлено незначительное снижение микротвердости, износостойкости и коэффициента трения наплавочного слоя после высокотемпературного отпуска. Такое поведение наплавочного материала при высокотемпературном отпуске может быть обусловлено релаксацией термических напряжений, сформированных в слое при наплавке.