ISSN 1995-2732 (Print), 2412-9003 (Online)
УДК 621.791.92
DOI: 10.18503/1995-2732-2024-22-3-113-120
Аннотация
Методами современного физического материаловедения исследованы структура и свойства быстрорежущей стали Р2М9ЮАТ, сформированной плазменной наплавкой в азоте на заготовку из стали 30ХГСА. Образцы наплавляли плазменной дугой на обратной полярности с подачей на сварочную ванну нетоковедущей присадочной порошковой проволоки ПП-Р2М9ЮАТ. Структура наплавленного сплава в состоянии после наплавки характерна для литых и наплавленных сплавов: мартенсит, остаточный аустенит и карбиды. Первичные ячейки мартенситно-аустенитной смеси окружены развитой сеткой ледебуритной эвтектики пластинчатой и скелетной морфологии. Зарождение обеих эвтектик может быть связано с частичным модифицированием карбидной фазы за счет легирования азотом. Распределение микротвердости наплавленного слоя характеризуется значительной неоднородностью. Это объясняется сложным характером термического воздействия в условиях многослойной плазменной наплавки. После окончания наплавки заготовку подвергали высокотемпературному отпуску: температура нагрева 560-580°С, время выдержки 1 ч, количество отпусков 4. Четырехкратный высокотемпературный отпуск приводит к превращению остаточного аустенита, выделению карбидов и карбонитридов. Ледебуритная эвтектика частично растворяется, в результате чего разрушается эвтектический каркас, что благоприятно сказывается на прочностных характеристиках. Число круглых карбидных образований в стыках кристаллов снижается. Микротвердость наплавленного металла после отпуска возрастает от 6,89 до 7,48 ГПа, а ее распределение становится более равномерным. Установлено, что в наплавленном металле основными фазами после высокотемпературного отпуска являются твердый раствор α-железа, карбиды и карбонитриды на основе железа, вольфрама, молибдена, хрома, алюминия и титана.
Ключевые слова
плазменная наплавка, порошковая проволока, азот, микротвердость, быстрорежущий сплав, микроструктура
Для цитирования
Структура и свойства быстрорежущего сплава Р2М9ЮАТ после наплавки и отпуска / Емелюшин А.Н., Миненко С.С., Громов В.Е., Чапайкин А.С. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2024. Т. 22. №3. С. 113-120. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2024-22-3-113-120
1. Геллер Ю.А. Инструментальные стали. М.: Металлургия, 1983. 527 с.
2. Гольдштейн М.И., Грачев С.В., Векслер Ю.Г. Специальные стали. М.: МИСиС, 1999. 408 с.
3. Патон Б.Е. Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением. М.: Металлургия, 1974. 768 с.
4. Малушин Н.Н., Валуев Д.В. Обеспечение качества деталей металлургического оборудования на всех этапах их жизненного цикла путем применения плазменной наплавки теплостойкими сталями. Томск: Изд-во НТЛ, 2013. 358 с.
5. Упрочнение теплостойких сплавов плазмой в среде азота: монография / Н.Н. Малушин, В.Е. Громов, Д.А. Романов, Л.П. Бащенко, О.А. Перегудов. Новокузнецк: ООО «Полиграфист», 2022. 232 с.
6. Плазменная наплавка в азоте быстрорежущими сталями: учеб. пособие / Н.Н. Малушин, В.Е. Громов, Л.П. Бащенко, О.А. Перегудов, С.В. Райков, Р.Е. Крюков. Новокузнецк: ООО «Полиграфист», 2023. 237 с.
7. Технология упрочнения деталей металлургического оборудования быстрорежущими сплавами с азотом / Малушин Н.Н., Громов В.Е., Романов Д.А., Бащенко Л.П., Гостевская А.Н. // Заготовительные производства в машиностроении. 2023. Т. 21. №10. С. 441-447.
8. Емелюшин А.Н., Петроченко Е.В., Нефедьев С.П. Сравнение структуры и свойств литых и наплавленных износостойких материалов // Литейные процессы. 2012. №11. С. 141-145.
9. 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.
10. Фетисов Г.П. и др. Материаловедение и технология материалов. В 2 ч. Ч. 1. М.: Изд-во Юрайт, 2023. 406 с.
11. Дедюх Р.И. Материаловедение и технологии конструкционных материалов. Технология сварки плавлением. М.: Изд-во Юрайт, 2023. 169 с.
12. Инженерия поверхностей конструкционных материалов с использованием плазменных и пучковых технологий / А.В. Белый, А.С. Калиниченко, О.Г. Девойно, В.А. Кукареко. Минск: Беларуская навука, 2017. 459 с.
13. Рябцев И.А., Сенченков И.К. Теория и практика наплавочных работ. Киев: Екотехнологiя, 2013. 400 с.
14. Исследования и разработки ИЭС им. Е.О. Патона в области электродуговой сварки и наплавки порошковой проволокой (Обзор) / Походня И.К., Шлепаков В.Н., Максимов С.Ю., Рябцев И.А. // Автоматическая сварка. 2010. №12 (692). С. 34-42.
15. Соснин Н.А., Ермаков С.А., Тополянский П.А. Плазменные технологии. Сварка, нанесение покрытий, упрочнение. М: Машиностроение, 2008. 406 с.
16. Ladd M., Palmer R. Structure Determination by X-ray Crystallography. New York: Kluwer Academic, Plenum Publishers, 2003. 819 p.
17. Waseda Y., Matsubara E., Shinoda K. Diffraction Crystallography. Introduction, Examples and Solved Problems. Berlin: Springer, 2011. 310 p.
18. Ernst F., Ruhle M., Science С. High-Resolution Imaging and Spectrometry of Materials. Berlin: Springer, 2003. 440 p.
19. Weirich T. Electron Crystallography. Berlin: Springer, 2006. 536 p.