Введение
1 Формирование износостойких слоев на среднеуглеродистой стали с использованием порошковых материалов, содержащих карбидообразующие элементы (аналитический обзор) 17
1.1 Износостойкость железоуглеродистых сплавов, содержащих частицы высокопрочных фаз 17
1.1.1 Влияние формы карбидных включений и их распределения на сопротивление железоуглеродистых сплавов абразивному изнашиванию 18
1.1.2 Легирование железоуглеродистых сплавов титаном 21
1.1.3 Легирование железоуглеродистых сплавов ванадием 23
1.1.4 Легирование железоуглеродистых сплавов танталом 25
1.1.5 Легирование железоуглеродистых сплавов молибденом 26
1.2 Высокоэнергетические способы поверхностного упрочнения
металлических сплавов 29
1.2.1 Лазерное упрочнение 30
1.2.2 Плазменное упрочнение 31
1.2.3 Электронно-лучевое упрочнение в вакууме 33
1.2.4 Вневакуумное электронно-лучевое упрочнение 35
1.3 Наплавка на стали порошковых смесей, содержащих частицы карбидов 39
1.4 Выводы 41
2 Материалы и методы исследования 43
2.1 Материалы исследования 43
2.2 Химический анализ исходных материалов 44
2.3 Оборудование и режимы наплавки износостойких покрытий 45
2.3.1 Вневакуумная электронно-лучевая наплавка 45
2.3.2 Электродуговая наплавка 49
2.4 Структурные исследования материалов 50
2.4.1 Оптическая металлография 50
2.4.2 Растровая и электронная микроскопия 51
2.4.3 Просвечивающая электронная микроскопия 51
2.4.4 Рентгенофазовый анализ
2.5 Анализ топографии поверхности 52
2.6 Исследование механических свойств
2.6.1 Определение микротвердости 53
2.6.2 Определение ударной вязкости 53
2.6.3 Определение контактно-усталостной выносливости поверхностно упрочненных материалов 55
2.7 Исследование триботехнических свойств 55
2.7.1 Определение износостойкости материалов в условиях трения о закрепленные частицы абразива 57
2.7.2 Определение износостойкости материалов в условиях трения о нежестко закрепленные абразивные частицы 59
2.7.3 Определение износостойкости материалов в условиях трения скольжения по схеме «диск - плоскость» 59
3 Структурные исследования поверхностных слоев, сформированных методами наплавки порошковыхкомпозиций 63
3.1 Общая характеристика упрочненных слоев, полученных методом вневакуумной электронно-лучевой наплавки порошковых смесей 63
3.2 Структурный анализ наплавленных слоев, выполненный методами световой и растровой электронной микроскопии
3.2.1 Структура поверхностного слоя стали после наплавки порошковой смеси «титан – графит» 68
3.2.2 Структура поверхностного слоя стали после наплавки порошковой смеси «титан – молибден – графит» 73
3.2.3 Структура поверхностного слоя стали после наплавки порошковой смеси «тантал – графит» 75
3.2.4 Структура поверхностного слоя стали после наплавки порошковой смеси «тантал – графит – титан» 80
3.2.5 Структура поверхностного слоя стали после наплавки порошковой смеси «ванадий – графит» 83
3.3 Особенности тонкого строения слоев, сформированных
вневакуумной электронно-лучевой наплавкой порошковых смесей
карбидообразующих металлов и графита на образцы из стали 40Х 87
3.4 Особенности структуры наплавленных слоев, сформированных с
использованием энергии электрической дуги 91
3.5 Выводы 96
4 Механические свойства стали 40х с карбидосодержащими покрытиями 101
4.1 Микротвердость среднеуглеродистой стали после вневакуумной электронно-лучевой наплавки карбидообразующих порошковых композиций 101
4.2 Ударная вязкость стальных материалов с наплавленными покрытиями 109
4.3 Особенности изнашивания упрочняющих слоев в условиях трения скольжения 113
4.4 Износостойкость упрочненных слоев при трении о нежестко закрепленные абразивные частицы 126
4.5 Износостойкость наплавленных материалов при трении о закрепленные абразивные частицы 136
4.6 Контактно-усталостная выносливость покрытий с карбидным упрочнением 138
4.7 Выводы 142
5 Термическая обработка покрытия, сформированного вневакуумной электронно-лучевой наплавкой карбидообразующих порошков на стальные заготовки 145
5.1 Структурные исследования легированного слоя после дополнительной термической обработки 146
5.2 Влияние термической обработки на свойства поверхностно упрочненного материала 149
5.3 Выводы 158
6 Апробация результатов экспериментальных исследований 160
6.1 Рекомендации по оптимизации технологии получения высококачественных покрытий с карбидными частицами на стальных заготовках 162
6.2 Поверхностное упрочнение рабочих органов культиватора 163
6.3 Применение результатов исследований в учебном процессе 164
6.4 Выводы 166
Заключение 167
Список литературы
