Формирование износостойких и коррозионно-стойких покрытий вневакуумной электронно-лучевой наплавкой на низкоуглеродистую сталь

• Автор: Крылова, Татьяна Александровна
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 163 с. : ил.

1. ФОРМИРОВАНИЕ ПОКРЫТИЙ МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВОЙ

НАПЛАВКИ

1Л .Электроннолучевая наплавка в вакууме

1.2. Элекгроинолучевая наплавка в пучке релятивистских электронов.

1.3. Импульсная электроннопучковая обработка, как метод модификации поверхности твердого тела.

1.4. Постановка задачи исследования

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Оборудование и технологии электроннопучковой обработки.

2.2. Методики исследования структуры, фазового состава и свойств покрытий, наплавленных в пучке релятивистских электронов.
2.3. Методики исследования структуры, фазового состава и механических свойств покрытий после импульсной

3. ФОРМИРОВАНИЕ ИЗНОСОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ МЕТОДОМ

ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВОЙ НАПЛАВКИ КАРБИДОМ ВОЛЬФРАМА.
. Структура и свойства наплавленных покрытий
3.2.Термическая обработка и модифицирование наплавленных слоев.
3.3. Выводы
4. КОРРОЗИОННОСТОЙКИЕ И ЖАРОСТОЙКИЕ ПОКРЫТИЯ
4.1. Структура, химический и фазовый состав покрытий, наплавленных карбидом хрома.
4.2. Испытания покрытий на коррозионную стойкость и жаростойкость
4.3. Связь коррозионной стойкости покрытий с их дислокационной субструктурой
4.4. Выводы
5. СОЗДАНИЕ БИФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ХРОМСОДЕРЖАЩИХ
ПОКРЫТИЙ МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВОЙ НАПЛАВКИ.
5.1. Структура и фазовый состав наплавленных слоев.
5.2. Твердость, износостойкость и коррозионная стойкость покрытий
5.3. Термическая обработка покрытий.
5.4. Испытания образцов с покрытием на изгиб
5.5. Выводы.
6. ФОРМИРОВАНИЕ УПРОЧНЯЮЩИХ ПОКРЫТИЙ ПУТЕМ СОЕДИНЕНИЯ ДВУХ ТЕХНОЛОГИЙ ЭЛЕКТРОННОЛУЧ ЕВОЙ ОБРАБОТКИ.
6.1. Структура и свойства покрытий после импульсной электроннолучевой обработки.
6.2. Наноиндентирование зоны импульсной обработки покрытий
6.3. Износостойкость покрытий после импульсной обработки
6.4. Разрушение покрытий до и после импульсной обработки
6.5. Выводы.
Заключение
Литература


Найдены режимы, позволяющие получить оптимальное сочетание этих свойств. Показано, что износостойкость покрытий на основе карбидов хрома не коррелируют с их твердостью, что связано с изменением механизма износа при увеличении объемной доли карбидов. Изучено влияние термической обработки в виде закалки и отпуска на структуру и механические свойства покрытий. В шестом разделе описаны результаты по обработке наплавленных покрытий импульсным электронным пучком. Приведены данные по исследованию структуры, нанотвердости и износостойкости слоев вторичной импульсной обработки. Обнаружено образование ультрадисперсной и наноразмериой структуры с развитой системой наноразмерных пор. Показано
образование при наноинденгировании диаграмм нафужениеразфузка несколько типов, часть из которых содержит на кривой нафужения площадку текучести. Установлено, что износостойкость слоев с модифицированной структурой не может быть определена экстраполяцией значений из макрообласти в микрообласть. Показано, что обработка низкоэнергетическим импульсным электронным пучком может способствовать снижению хрупкости покрытий. В процессе эксплуатации оборудования, машин и механизмов важную роль выполняют поверхностные слои. Именно они ответственны за износостойкость, коррозионную стойкость, жаростойкость и ряд других важных физикомеханических характеристик, определяющих поведение изделий в различных условиях эксплуатации. Путем управления структурой и свойствами основного металла и поверхностных слоев можно добиться расширения возможностей применения изделий в различных областях промышленного производства 1, 2. Большое развитие получили технологии, использующие концентрированные источники энергии для создания защитных и упрочняющих покрытий. Структурное состояние поверхностного слоя, обработанного концентрированными потоками энергии, определяет весь комплекс физикомеханических и эксплуатационных свойств изделий 3. Особый интерес представляют источники, которые позволяют воздействовать на достаточно глубокий поверхностный слой металла, переплавляя его. Это, прежде всего, электронное излучение. В настоящее время достаточно широко распространен метод вакуумной электроннолучевой обработки . Он обладает рядом достоинств сравнительной дешевизной, высоким коэффициентом поглощения излучения материалами около , простотой управления оборудованием, отсутствием необходимости в радиационной защите. От недостатков вакуумных электроннолучевых технологий свободен метод наплавки в пучке релятивистских электронов на воздухе, позволяющий формировать в наплавленном слое сплав любого состава и назначения нанесением на поверхность перед обработкой порошковой смеси с необходимым набором легирующих элементов . Глубина проникновения электронов в металл сопоставима с требуемой толщиной упрочненного слоя. Возможно расплавление или растворение в расплаве любых тугоплавких компонентов. К дополнительным достоинствам можно отнести возможность сканирования излучения для увеличения площади обрабатываемой поверхности высокую производительность процесса возможность быстрой смены обрабатываемых деталей и обработки деталей любых габаритов и др. В последние годы развивается технология импульсного электроннопучкового воздействия на металлы и сплавы. Данный метод является одним из способов модифицирования и наноструктурирования приповерхностного слоя изделий из различных материалов. Основными преимуществами метода являются высокая плотность энергии при низком ускоряющем напряжении, широкий диапазон регулировки параметров хорошая воспроизводимость импульсов, большой срок службы, малое время готовности. К дополнительным достоинствам можно отнести то, что при оптимальных параметрах обработки формируется слой,имеющий меньшую шероховатость поверхности, что позволяет использовать электроннопучковую обработку вместо механической полировки изделий. Одним из недостатков является необходимость обработки в вакууме. Основы технологии электроннолучевой наплавки в вакууме заложены в исследованиях ряда научных коллективах.