Вплив легування ванадієм на структуру та зміну властивостей наплавлених шарів конструкційних сталей

Abstract

Актуальною задачею є створення на поверхні конструкційних матеріалів поверхневих шарів, які здатні тривалий час надійно працювати за умов тертя та зношування при одночасній дії робочих середовищ. Інструментом для підвищення довговічності поверхневих шарів ми вибрали один із найрозповсюдженіших методів інженерії поверхні – наплавлення з легувальними пастами.Суттєво підвищує міцність, твердість та зносостійкість поверхневого шару додавання в якості легувального елемента ванадію (V), за рахунок утворення карбідів в процесі наплавлення.Мета роботи полягає у вивченні характеру структуроутворення в поверхневих шарах конструкційних сталей під час наплавлення з легувальною пастою, ідентифікації їх фазового складу та властивостей.Аналіз мікроструктури наплавленого шару показав, що мікроструктура наплавленої поверхні з обмазкою на основі ванадію є дрібнодисперсною у порівнянні з мікроструктурою наплавленою без обмазки. Підвищена твердість на глибині 1,5 мм пояснюється появою в структурі карбідів ванадію, рівномірно розташованих у матриці (перліті). Такий тип мікроструктури відповідає принципу Шарпі–Бочвара. Крім того, однією з цілей, які постали перед легуванням, є стабілізування цементиту у зоні тертя та зношування.За результатами виконаних досліджень можна зробити висновок, що відбувається підвищення зносостійкості поверхні виробів за умов тертя.

Актуальной задачей является создание на поверхности конструкционных материалов поверхностных слоев, которые способны длительное время надежно работать в условиях трения и износа при одновременном действии рабочих сред. Инструментом для повышения долговечности поверхностных слоев мы выбрали один из наиболее распространѐнных методов инженерии поверхности – наплавки с легирующими пастами.Существенно повышает прочность, твердость и износостойкость поверхностного слоя добавление в качестве легирующих элемента ванадия (V), за счет образования карбидов в процессе наплавки.Цель работы заключается в изучении характера структурообразования в поверхностных слоях конструкционных сталей при наплавке с легирующей пастой, идентификации их фазового состава и свойств.Анализ микроструктуры наплавленного слоя показал, что микроструктура наплавленной поверхности с обмазкой на основе ванадия является мелкодисперсной по сравнению с микроструктурой наплавленной без обмазки. Повышенная твердость на глубине 1,5 мм объясняется появлением в структуре карбидов ванадия, равномерно расположенных в матрице (перлите). Такой тип микроструктуры соответствует принципу Шарпи–Бочвара. Кроме того, одной из целей, стоящих перед легированием, является стабилизации цементита в зоне трения и износа.По результатам выполненных исследований можно сделать вывод, что происходит повышение износостойкости поверхности изделий в условиях трения.

to work reliably under conditions of friction and wear while simultaneously working media. We have chosen one of the most widely used methods of surface engineering - surfacing with doping pastes to increase the durability of the surface layers.Substantially increases the strength, hardness and wear resistance of the surface layer of addition as a doping element of vanadium (V), due to the formation of carbides in the process of surfacing.The purpose of the work is to study the nature of structural formation in the surface layers of structural steels during surfacing with doping paste, identification of their phase composition and properties.An analysis of the microstructure of the deposited layer showed that the microstructure of the welded surface with vanadium-based coating is finely dispersed in comparison with the microstructure of the fusion bonded without coating. The increased hardness at a depth of 1.5 mm is explained by the appearance in the structure of vanadium carbides uniformly located in the matrix (perlite). This type of microstructure corresponds to the Charpy-Bochvar principle. In addition, one of the goals facing doping is the stabilization of cementite in the area of friction and wear.According to the results of the performed studies it can be concluded that there is an increase in the wear resistance of the surface of products under friction conditions.