Особливості формування мікроструктури, елементного та фазового складів і властивостей сталі 170Х14Г3С3Н1ФР1 в умовах лиття й імпульсно-плазмового напорошення
Ю. Г. Чабак1, Т. В. Пастухова1, В. Г. Єфременко1, К. Шимідзу2, О. П. Чейлях1, В. І. Зурнаджі1
1Приазовський державний технічний університет, вул. Університетська, 7, 87500 Маріуполь, Україна
2Muroran Institute of Technology, 27 Mizumoto-cho, 050-8585, Muroran, Hokkaido, Japan
Отримано: 22.03.2017. Завантажити: PDF
У статті описано мікроструктуру, мікротвердість і фазовий хемічний склад ледебуритної сталі 170Х14Г3С3Н1ФР1, одержаної імпульсно-плазмовим напорошенням, у порівнянні з традиційним способом виливання у піщану форму. Як джерело плазми при напорошенні використано електротермічний аксіяльний плазмовий пришвидшувач. Параметри оброблення: напруга — 4,0 кВ, амплітуда струму розряду — до 18 кА, робоче середовище — повітря, тиск — атмосферний, катода — лита сталь 170Х14Г3С3Н1ФР1. У роботі використано оптичну й електронну мікроскопії, енергодисперсійну спектроскопію, рентґенівську дифрактометрію, міряння мікротвердости. Встановлено, що після лиття у піщану форму в структурі сталі присутні великі (10–40 мкм у перерізі) первинні карбід (Fe3,8Cr2,9Mn0,3)7C3 і карбобориди (Fe1,4Cr0,6Mn0,1)2(С,B) й (Fe3,3Cr1,5Mn0,2)5(С,B2)3, а також евтектики «аустеніт + М7С3» і «аустеніт + М7С3 + Мх(С,B)y». Об’ємна частка карбідної та карбоборидної фаз становить 44,4%. Імпульсно-плазмове напорошення сталі приводить до формування покриття, що складається з пересиченого твердого розчину із мікротвердістю у 643–932 HV. Постплазмове термічне оброблення (гартування від 900°C забезпечує перебіг твердофазної реакції виділення карбідної (М7С3) та карбоборидних (М2(С,B) і М5(С,B)3) фаз з пересиченого твердого розчину у вигляді дисперсних включень середнім розміром у 0,7 мкм, що в десятки разів менше включень у литій сталі. Плазмове напорошення супроводжується насиченням сталі вуглецем за рахунок розкладення діелектричних стінок розрядної камери (бакеліто-паперовий композит) при високострумовому розряді. Це приводить до зростання об’ємної долі карбідів і карбоборидів на 10,5% відносно литого стану. Мікротвердість плазмово-напорошеної сталі після гартування складає 885–1100 HV.
Ключові слова: імпульсно-плазмове напорошення, мікроструктура, карбіди, карбобориди, мікротвердість.
URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v39/i04/0491.html
PACS: 61.72.Qq, 62.20.Qp, 81.15.Jj, 81.30.Mh, 81.40.Cd, 81.40.Gh, 87.64.Ee