износостойкость

Гадалов В.Н., Щеренкова И.С., Ворначева И.В., Журавлев Г.М., Абакумов А.В. Структурообразование и физико-механич. свойства электрохимич. диффузионных покрытий на основе хрома, используемых для восстановления валков из серого чугуна плазменной обработкой
скачать

Аннотация

Предоставленные литературные сведения по влиянию повышенных скоростей нагрева и охлаждения на эксплуатационные свойства серых чугунов с электролитическими покрытиями ограничены и неоднозначны в их интерпретации, в связи с этим вопрос об установлении закономерностей структурообразования, изучения факторов состава и влияния этих факторов на изменение свойств материала, служащего объектом исследования, является востребованным как в научном, так и практическом плане.

Объектами служили композиционные электрохимические покрытия (КЭП) на основе хрома и зона взаимодействия (ПИС) с основой – подложкой. КЭП наносились в самолегирующемся электролите сульфатного типа (CrO3 – 250 г/л, SrSO4 – 6 г/л) при температуре 60°С, плотности тока 50 А/Дм2 для обеспечения формирования твердого износостойкого осадка хрома. В зависимости от времени электролиза 60–180 мин были сформированы КЭП различной толщины, от 15 до 130 мкм.

Для получения плазменно-диффузионных покрытий в качестве подложки использовался серый чугун марки СЧ-20 и двухслойный валковый чугун с рабочим слоем из ЛПХд-70. На отливку электролитическим способом при температуре 60°С и плотности тока 50 А/Дм2 наносился хром толщиной 100 и 300 мкм, который подвергался плазменной обработке по следующему режиму: плотность тока 7–8 МА/м2, расход плазмообразующего аргона 5–6 л/мин, удельная мощность плазмотрона 240–250 МВт/м2, диаметр сопла плазмотрона 8 мм, линейная скорость передвижения плазмотрона составляла 70 м/с. Упрочненные слои образовывались без принудительного охлаждения, только за счет теплоотвода в металле. Данный режим был выбран для обеспечения расплавления поверхности чугуна.

Повышение физикомеханических электролитического хрома возможно за счет его термической обработки (ТО). ТО может осуществляться различными способами, в частности плазменной обработкой, в условиях повышенных скоростей нагрева и охлаждения. При этом повышается адгезионная прочность покрытий и поверхностный измененный слой (ПИС) приобретает высокую износостойкость вследствие образования твердых мелкодисперсных карбидов хрома.

Ключевые слова

Диффузионное покрытие, износостойкость, плазменная обработка, двухслойные валки, твердый раствор.

Гадалов В.Н., Ворначева И.В., Абакумов А.В. Юго-Западный государственный университет, Курск, Россия

Щеренкова И.С., Липецкий государственный технический университет, Липецк, Россия

Журавлев Г.М., Тульский государственный университет, Тула, Россия

1. Антропов Л.И., Лебединский Ю.Н. Композиционные электрохимические покрытия и материалы. К.: Техника, 1986. 200 с.

2. Металлография металлов, порошковых материалов и покрытий, полученных электроискровыми способами / В.Н. Гадалов, В.Г. Сальников, Е.В. Агеев, Д.Н. Романенко. Курск: Инфра-М, 2011. 468 с.

3. Буркат Г.К., Долматов В.Ю. Ультрадисперсные алмазы в гальванотехнике // Физика твёрдого тела. 2004. Т. 46. Вып. 4. С. 685–692.

4. Ставрев Д.С., Ников Н.Я. Упрочнение серых чугунов при поверхностном отбеле низкотемпературной плазмой // Металловедение и термическая обработка металлов. 1985. №4. С. 15–18.

5. Костиков В.Н., Шестерин Ю.А. Плазменные покрытия. М.: Металлургия, 1978. 180 с.

6. Лащенко Г.И. Плазменное упрочнение и напыление. Киев: Экотехнология, 2003. 64 с.
Чейлях Я.А., Чейлях А.П., Мак-Мак Н.Е., Казумичи Ш. Эффект повышения износостойкости за счет плазменной обработки науглероженных конструкционных сталей
скачать

Аннотация

За счет скоростного нагрева плазменное упрочнение обеспечивает дисперсную микроструктуру и создает возможность образования метастабильного фазоструктурного аустенита в науглероженных поверхностных слоях стальных деталей. Целью настоящей работы является исследование возможностей упрочнения и повышения износостойкости науглероженных конструкционных сталей путем изменения количества и метастабильности аустенита посредством технологии плазменного упрочнения.
Были проведены металлографическое и рентгеновское исследования, произведены замеры твердости, микротвердости и ударной вязкости. Испытание износостойкости производилось трением металла о металл «на сухую».
В результате плазменного упрочнения с микроплавкой (Т≈1500 ºС) происходит увеличение износостойкости стали марки 18ХГТ, когда при небольшом количестве остаточного аустенита (20-25%) наблюдается мелкокристаллический мартенсит, диспергированный с частицами карбида.
В процессе испытаний эффект самоупрочнения был получен благодаря осуществлению наведенного деформацией мартенситного γret.→α'-превращения при износе.
Ключевые слова

Науглероживание, плазма, микросплавление, обработка, остаточный аустенит, метастабильность, превращение, мартенсит, износостойкость.

Чейлях Я.А., Чейлях А.П., Мак-Мак Н.Е., Казумичи Ш.

1. Gurevich B.G., Yur'ev S.F. O roli ostatochnykh napryazheniy v povyshenii predela vynoslivosti stali pri khimiko-termicheskoy obrabotke [On the role of residual stresses in raising the fatique strength of steel during thermochemical treatment]. Moscow: Mashgiz, 1952, pp. 43-63.
2. Assonov A.D. Tekhnologiya termicheskoy obrabotki detaley mashin [Heat treatment of machine parts]. Moscow: Mashinostroenie, 1969, 120 p.
3. Malinov L.S., Malinova E.L., Kharlanova E.Ya. Improving the abrasive wear resistance of 18KhGT and 12KhNZA carburized steels due to creation of metastable austenite. Metally [Metals]. 1993, no. 2, pp. 108–111.
4. Geller A.L., Yurko V.N. Residual austenite and wear resistance of alloyed carburized steels. Izv. VUZov. Chernaya metallurgiya [Proceedings of the Russian universities. Non-ferrous metallurgy]. 1991, no. 6, pp. 66–69.
5. Cheylyakh A.P. Ekonomnolegirovannye metastabil'nye splavy i uprochnyayushchie tekhnologii [Lean metastable alloys and hardening techniques]. Mariupol': PGTU, 2009, 483 p.
6. Cheiliakh A.P., Cheiliakh Y.A., Karavaieva N.E. et al. Development of innovative ways of surface hardening by means of creation of wear-resistant layers with metastable structure, strengthening at wear. Termoobrabotka metallov [Heat Treatment of Metals]. 2014, no. 143, pp. 35–36.
7. Cheiliakh A.P., Cheiliakh Y.A., Karavaieva N.E. et al. Development of innovative ways of surface hardening by means of creation of wear-resistant layers with metastable structure, strengthening at wear. Termoobrabotka metallov [Heat Treatment of Metals]. 2014, no 144, pp. 25–26.
8. Samotugin S.S., Leshchinskiy L.K. Plazmennoe uprochnenie instrumental'nykh materialov [Plasma treatment of structural materials]. Donetsk : Novyy mir, 2003, 338 p.

износостойкость

Чейлях Я.А., Чейлях А.П., Мак-Мак Н.Е., Казумичи Ш. Эффект повышения износостойкости за счет плазменной обработки науглероженных конструкционных сталей