Променеві методи обробки: Навч. посібник

Листать книгу

Страницы: ... ... ... ... ...

скачать книгу Променеві методи обробки: Навч. посібник

по відома, адже при такому вмісті вуглецю досягаються максимальний етупіньтетрагональності с/а мартенситу, напруження в ньомута піердість. Для лазерного гартування ця закономірність зберігається пише при мінімальній швидкості сканування, коли більш-менш всти-іін
...
Для максимально ефективного використання лазерного випромінювання воно повинне поглинатися оброблюваною поверхнею, а не відбиватися від неї. На жаль, коефіцієнти відбиття, які іалежать від оброблюваного матеріалу та довжини хвилі лазерно-ю випромінювання, надто великі, особливо у далекій інфрачервоній області спектра, у якій випромінюють газові лазери на ди-оксиді вуглецю С02, довжина хвилі яких дорівнює \0,6мкм. Це добре показує табл. 7.1, де наведені коефіцієнти відбиття випромінювання основних сучасних технологічних лазерів при кімнатній температурі найбільш поширеними у техніці металами.
...
Зі збільшенням температури електропровідність знижується, а коефіцієнт поглинання зростає. При температурі плавлення він досягає 0,5, а при лазерному зварюванні цей коефіцієнт близький до 1.
...
Отже, ефективність лазерної обробки, особливо безперервної, залежить від поглинальної здатності поверхні оброблюваного матеріалу.
...
Хімічні покриття. Вони не лише підвищують коефіцієнт по-і минання, але й поліпшують корозійну стійкість, трибологічні характеристики тощо. Але матеріал покрить може дифундувати в оброблюваний матеріал на глибину до 250 мкм.
...
Але найчастіше застосовується фосфатування солями ортофосфорної кислоти Мп3(Р04)2та 2п3(Р04)2 з препарату "Мажеф" при кімнатній температурі або при 100°С. Коефіцієнт поглинання з 11
...
Напилення у вакуумі. Для створення покриття використовують чисті метали або їх окисли, зокрема вольфрам, хром, титан. Найкращі результати дає напилення вольфраму, коефіцієнт поглинання якого становить 0,96. Але такі покриття утворюються в результаті тривалої, складної та дорогої процедури. Матеріал покриття дифундує у глибину деталі, що не завжди бажано.
...
Гальванічні покриття. На оброблювану поверхню з електролітів осаджують певні хімічні елементи або їх сполуки. Процес осадження через токсичність реагентів може становити небезпеку для працівників і довкілля, а нанесені покриття важко потім зняти.
...
Напилення у вакуумі. Для створення покриття використовують чисті метали або їх окисли, зокрема вольфрам, хром, титан. Найкращі результати дає напилення вольфраму, коефіцієнт поглинання якого становить 0,96. Але такі покриття утворюються в результаті тривалої, складної та дорогої процедури. Матеріал покриття дифундує у глибину деталі, що не завжди бажано.
...
Гальванічні покриття. На оброблювану поверхню з електролітів осаджують певні хімічні елементи або їх сполуки. Процес осадження через токсичність реагентів може становити небезпеку для працівників і довкілля, а нанесені покриття важко потім зняти.
...
Напилення у вакуумі. Для створення покриття використовують чисті метали або їх окисли, зокрема вольфрам, хром, титан. Найкращі результати дає напилення вольфраму, коефіцієнт поглинання якого становить 0,96. Але такі покриття утворюються в результаті тривалої, складної та дорогої процедури. Матеріал покриття дифундує у глибину деталі, що не завжди бажано.
...
Гальванічні покриття. На оброблювану поверхню з електролітів осаджують певні хімічні елементи або їх сполуки. Процес осадження через токсичність реагентів може становити небезпеку для працівників і довкілля, а нанесені покриття важко потім зняти.
...
Напилення у вакуумі. Для створення покриття використовують чисті метали або їх окисли, зокрема вольфрам, хром, титан. Найкращі результати дає напилення вольфраму, коефіцієнт поглинання якого становить 0,96. Але такі покриття утворюються в результаті тривалої, складної та дорогої процедури. Матеріал покриття дифундує у глибину деталі, що не завжди бажано.
...
Лазерному зміцненню піддаються як вуглецеві, так і леговані конструкційні сталі, а також технічне залізо. Використовується як
...
Попри широке застосування лазерного зміцнення у сучасній техніці та постійне збільшення номенклатури виробів, конструкційні леговані сталі та вироби з них посідають досить скромне місце. Пояснюється це тим, шо одна з переваг лазерного нагрівання — його локальність — щодо деталей машин перетворюється на недолік. Внаслідок цього лазерне зміцнення великих площ дета-пей машин не завжди виявляється доцільним.
...
При лазерному зміцненні маловуглецевої сталі 09Г2 у поверхневому шарі зафіксовано пакетний маловуглецевий мартенсит, а іалишковий аустеніт тут відсутній. Під ним розташований шар зі структурою трооститу та сорбіту. Ще глибше, де температура не перевищувала критичну точку Аср додаються також подрібнені в результаті часткової перекристалізації а—>у—>а зерна фериту. Внаслідок лазерного зміцнення зносостійкість матеріалу підвищується у 2,3 раз, контактна витривалість — у 1,7, але на 15-30 % знижується ударна в'язкість.
...
Отже, лазерне зміцнення перспективне для таких деталей машин, довговічність яких визначається їхньою зносостійкістю та втомною міцністю.
...
При лазерній обробці сталі 0,1 % Ста 0,02 % М> в зоні нагріву, де температура перевищувала температуру плавлення сталі, зафіксовано структуру, що складається з мартенситу та фериту — типову для неповного гартування доевтектоїдних сталей. Збереження тут фериту, вірогідно, пояснюється малою тривалістю лазерної обробки. При цьому твердість фериту постійна по глибині зони і іагріву, а твердість мартенситу зростає з глибиною. Останнє можна пояснити зменшенням розмірів зерен аустеніту при зниженні іемператури лазерного нагрівання у глибину зони та відповідним їмсншенням розмірів пакетів і рейок мартенситу, що утворюється при самогартуванні сталі.
...
Дещо ширшим є перелік середньовуглецевих сталей, вироби з яких піддаються лазерному зміцненню: сталі 40Х, ЗОХНЗА, 17ХНЗА, 37ХНЗМФ тощо, а також їхні іноземні аналоги, що містять у собі 0,3...0,4 % вуглецю та леговані хромом, нікелем, мо-іпОденом. Зазвичай використовували СО, — лазери безперервної /пі, а обробка проводилася з оплавленням поверхні - лазерне гла-іурування. При цьому заплавляються поверхневі тріщини та зменшується шорсткість поверхні, наслідком чого є підвищення втомної міцності. Саме це є одним із основних завдань лазерної термічної обробки конструкційних легованих сталей.
...
Попри широке застосування лазерного зміцнення у сучасній техніці та постійне збільшення номенклатури виробів, конструкційні леговані сталі та вироби з них посідають досить скромне місце. Пояснюється це тим, шо одна з переваг лазерного нагрівання — його локальність — щодо деталей машин перетворюється на недолік. Внаслідок цього лазерне зміцнення великих площ дета-пей машин не завжди виявляється доцільним.
...
При лазерному зміцненні маловуглецевої сталі 09Г2 у поверхневому шарі зафіксовано пакетний маловуглецевий мартенсит, а іалишковий аустеніт тут відсутній. Під ним розташований шар зі структурою трооститу та сорбіту. Ще глибше, де температура не перевищувала критичну точку Аср додаються також подрібнені в результаті часткової перекристалізації а—>у—>а зерна фериту. Внаслідок лазерного зміцнення зносостійкість матеріалу підвищується у 2,3 раз, контактна витривалість — у 1,7, але на 15-30 % знижується ударна в'язкість.
...
Отже, лазерне зміцнення перспективне для таких деталей машин, довговічність яких визначається їхньою зносостійкістю та втомною міцністю.
...
При лазерній обробці сталі 0,1 % Ста 0,02 % М> в зоні нагріву, де температура перевищувала температуру плавлення сталі, зафіксовано структуру, що складається з мартенситу та фериту — типову для неповного гартування доевтектоїдних сталей. Збереження тут фериту, вірогідно, пояснюється малою тривалістю лазерної обробки. При цьому твердість фериту постійна по глибині зони і іагріву, а твердість мартенситу зростає з глибиною. Останнє можна пояснити зменшенням розмірів зерен аустеніту при зниженні іемператури лазерного нагрівання у глибину зони та відповідним їмсншенням розмірів пакетів і рейок мартенситу, що утворюється при самогартуванні сталі.
...
Дещо ширшим є перелік середньовуглецевих сталей, вироби з яких піддаються лазерному зміцненню: сталі 40Х, ЗОХНЗА, 17ХНЗА, 37ХНЗМФ тощо, а також їхні іноземні аналоги, що містять у собі 0,3...0,4 % вуглецю та леговані хромом, нікелем, мо-іпОденом. Зазвичай використовували СО, — лазери безперервної /пі, а обробка проводилася з оплавленням поверхні - лазерне гла-іурування. При цьому заплавляються поверхневі тріщини та зменшується шорсткість поверхні, наслідком чого є підвищення втомної міцності. Саме це є одним із основних завдань лазерної термічної обробки конструкційних легованих сталей.
...
В.С. Черненко, М.В. КІндрачук, О.І. Дудка. Променеві методи обробки 8.2. Лазерне зміцнення інструментальних сталей
...
У першу чергу тут теж піддавали лазерній обробці вуглецеві сталі У8,У10таУ 12. Які при електронно-променевому нагріванні, зона нагріву складається з трьох шарів, детально описаних вище (розділ IV). Але твердість першого шару виявилася дуже високою і на сталі У8 становить 8,5, на сталі У10 - 11, а на сталі У12 навіть 13 ГПа.
...
сталей, важливу роль відіграє швидкість сканування при безперервному нагріванні. Від неї залежить твердість різних шарів зони. Так, для сталі У12 (рис.8.4)
...
зводить до підвищення твердості зони нагріву, але при цьому зменшується її глибина, а структура стає неоднорідною. При цьому твердість другого шару помітно вища, ніж першого, за рахунок нерозчинених частинок вторинного цементиту.
...
Серед низьколегованих інструментальних сталей лазерному зміцненню найчастіше піддають сталі 9ХС, X, ХВГтатак звану алмазну сталь ХВ4. Лазерну обробку проводять з оплавленням. На відміну від вуглецевих сталей швидкісна кристалізація після лазерного нагрівання не дає в цих сталях чітко вираженої дендритної структури. Твердість першого шару менша, ніж другого, внаслідок великої кількості (50...60 %) залишкового аустеніту в ньому. Пояснюється це тим, що в першому шарі розплавляється не лише матриця, а й карбіди. При подальшій швидкісній кристалізації карбіди не встигають виділитися з аустеніту, легуючі елементи підвищують стійкість останнього, що й зумовлює велику кількість його в першому шарі та низьку твердість цього шару.
...
В.С. Черненко, М.В. КІндрачук, О.І. Дудка. Променеві методи обробки 8.2. Лазерне зміцнення інструментальних сталей
...
У першу чергу тут теж піддавали лазерній обробці вуглецеві сталі У8,У10таУ 12. Які при електронно-променевому нагріванні, зона нагріву складається з трьох шарів, детально описаних вище (розділ IV). Але твердість першого шару виявилася дуже високою і на сталі У8 становить 8,5, на сталі У10 - 11, а на сталі У12 навіть 13 ГПа.
...
Знижена твердість поверхневого шару не дозволяє максимально використати переваги лазерного зміцнення.
...
щує критичну точку Аст або нижча за неї. При цьому зберігається значна части на дисперсних карбідів і утворюється багато зон мікрохімічної неоднорідності аустеніту та мартенситу на місці карбідів, які розчинилися в аустеніті при лазерному нагріванні. Усе це забезпечує високу твердість поверхневого шару.
...
Значну увагу фахівці з лазерної обробки приділяли швидкорі-іал ьним сталям. Для цих теплостійких сталей додаткове підвищення їх теплостійкості дозволило б суттєво збільшити ресурс роботи інструмента й одержати значний економічний ефект. Теплостійкість можна було б підвищити внаслідок збільшення темпера тури аустенізації при гартуванні, позаяк збільшився б уміст легуючих елементів в аустеніті. Але при звичайному нагріванні у печі підвищення температури аустенізації приводить до значного росту ісрна аустеніту та крихкості сталі. При швидкісному лазерному нагріванні ця небезпека малоймовірна.
...
І Іайбільш ефективним є лазерне зміцнення інструмента, який пройшов остаточну термічну обробку - гартування та триразовий
...
відпуск, - зі сталей Р18, Р9, Р6М5, їх іноземних аналогів і більш легованих сталей Р9К5, Р6М5К5, Р9М4К8, Р9М4К8Ф, Р10К5Ф5, Р12Ф5М, Р12Ф2К8МЗ з оплавленням поверхні або без нього.
...
вихідної твердості загартованої та відпущеної сталі у першому шарі зони нагріву внаслідок повного розчинення карбідів, збільшення ступеня легова-ності аустеніту та збільшення його стійкості. Водночас твердість другого шару, структура якого складається з дрібноголчастого мартенситу, численних карбідів і невеликої кількості залишкового аустеніту, виявляється значно вищою. Третій шар, який нагрівався вище від температури попереднього відпуску, але нижче від критичної точки Асп має твердість дещо нижчу, ніж вихідна структура.
...
Для усунення певного знеміпнення сталі Р18 її піддавали відпуску. При температурах 500...530 "Свін не призводить до підвищення твердості першого шару зони нагріву, хоч після звичайного гартування частина залишкового аустеніту перетворюється у вторинний мартенсит, і твердість дещо підвищується.
...
Відпуск при температурах 560...580 °С приводить до інтенсивного розпаду залишкового аустеніту і перетворення його у вторинний мартенсит. Твердість першого шару підвищується з 5000 до 8500...9250 МПа і стає вищою, ніж твердість вихідної структури (7800 МПа).
...
Однією з найважливіших експлуатаційних характеристик інструментальних сталей є теплостійкість, тобто стійкість проти відпуску, здатність зберігати мартенситну структуру. Вона залежить від ступеня насиченості у-твердого розчину легуючими елементами в процесі аустенізації та від схильності спеціальних карбідів до коагуляції. Теплостійкість зазвичай оцінюють за максимальною температурою відпуску, після якого твердість ше не менша, ніж 60 НКС{ 7700 МПа).
...
відпуск, - зі сталей Р18, Р9, Р6М5, їх іноземних аналогів і більш легованих сталей Р9К5, Р6М5К5, Р9М4К8, Р9М4К8Ф, Р10К5Ф5, Р12Ф5М, Р12Ф2К8МЗ з оплавленням поверхні або без нього.
...
Лазерна обробка підвищує теплостійкість швидкорізальної сталі (рис.8.7) на 70...80 °С внаслідок насичення матриці легуючими елементами при розчиненні карбідів та рівномірного розподілу цих елементів по першому шару. Лазерному
...
штампування: Х12М, Х12, Х12Ф1. Обробка з оплавленням поверхні тут, як і в швидкорізальних сталях, приводить до деякого зниження твердості завдяки великій кількості залишкового аустеніту. Пояснюється це тим, що внаслідок великої швидкості кристалізації карбід Сг7С3 через невелику швидкість дифузії хрому не встигає утворитися. Утворюються лише карбіди цементитного типу (Ре,Сг)3С із значно нижчим умістом хрому, отже, хром кон-і існтрується у твердому розчині, підвищує його стійкість і кількість залишкового аустеніту.
...
Лазерне зміцнення валків прокатних станівзі сталі Х9ВМФШ із оплавленням поверхні приводить до збільшення твердості до 65. ..70 НКС, що значно перевищує твердість після звичайного гартування та низького відпуску (63...64 НКС). Стійкість валків підвищується в 1,5 раз.
...
Серед корозійностійких сталей лазерному зміцненню найчастіше піддавали хромисті сталі мартенситного класу 20X13, 30X13, ■10X13, 95X18, а також жароміцну сталь 11Х12Н2В2МФ, що належить до цього самого класу.
...
Обробку сталей 20X13, 30X13, 40X13 проводили лазерами імпульсної та безперервної дії як з оплавленням поверхневих шарів, так і без нього. У першому випадку зона нагріву має денд-ри гі і у структуру, одержану при швидкісній кристалізації, що скла-
...
Лазерна обробка підвищує теплостійкість швидкорізальної сталі (рис.8.7) на 70...80 °С внаслідок насичення матриці легуючими елементами при розчиненні карбідів та рівномірного розподілу цих елементів по першому шару. Лазерному
...
Рис. 8.7. Теплостійкість сталі Р6М5 після звичайної та лазерної обробки
...
дається з мартенситу і залишкового аустеніту. Кількість останнього може досягати 40 %, але мікровикривлення та подрібнення блоків, що мають місце при лазерному гартуванні, компенсують вплив залишкового аустеніту на твердість, яка мало змінюється по глибині зони нагріву і становить 7000 МПа у сталі 20X13 і 8500 МПа-у 40X13.
...
При лазерному нагріванні без оплавлення в поверхневому шарі фіксується менше (приблизно 10... 15 %) залишкового аустеніту, а карбіди в зміцненому шарі можуть бути відсутні, в той час як вихідна структура містить карбіди типу М,,С6.
...
Лазерному зміцненню піддавалась також корозійностійка сталь 08Х13, що належить до феритного класу і не зміцнюється при звичайному гартуванні. В результаті лазерної обробки з оплавленням поверхні твердість сталі зросла до 4000 МПа.
...
Сталь 95X18 належить до кулькопідчіпникових сталей і може працювати в корозійно-агресивних середовищах, що зумовлено наявністю у її складі 18 % хрому. Після лазерної обробки з оплавленням цієї високовуглецевої сталі, як і легованих інструментальних сталей, максимум твердості припадає на другий шар зони нагріву. Тут частково зберігаються нерозчинені карбіди і міститься порівняно невелика кількість залишкового аустеніту, а мартенсит досить дрібнодисперсний, з високою густиною дислокацій.
...
Жароміцна сталь мартенситного класу 11Х12Н2В2МФ піддавалася як безперервному, так і імпульсному лазерному нагріванню. У першому випадку твердість вища, що пов'язано, очевидно, з меншою насиченістю легуючими елементами аустеніту і, в подальшому, мартенситу за 5...7 мс,
...
Лазерна обробка корозійностійкої сталі 12Х18Н9Т не викликає будь-яких суттєвих змін в її структурі. Як і в першому (оплавленому) шарі зони нагріву, так і в другому її шарі зберігається однофазна аустенітна структура з двійниками в окремих зернах — така ж, як у вихідному стані. Незмінною залишається також твердість сталі: і до, і після лазерної обробки вона становить близько 2700 МПа. Отже, лазерне зміцнення у цій сталі не відбувається. Але метою термічної обробки не завжди є зміцнення. Наприклад, при волочінні дроту термічна обробка повинна оперативно й багаторазово усувати наклеп, який виникає при пластичній деформації, тобто туї- потрібні проміжні рекристалізаційні відпали. Саме з цією метою може бути використане безперервне лазерне нагрівання дроту з аустенітних сталей типу 12Х18Н9Т.
...
дається з мартенситу і залишкового аустеніту. Кількість останнього може досягати 40 %, але мікровикривлення та подрібнення блоків, що мають місце при лазерному гартуванні, компенсують вплив залишкового аустеніту на твердість, яка мало змінюється по глибині зони нагріву і становить 7000 МПа у сталі 20X13 і 8500 МПа-у 40X13.
...
При лазерному нагріванні без оплавлення в поверхневому шарі фіксується менше (приблизно 10... 15 %) залишкового аустеніту, а карбіди в зміцненому шарі можуть бути відсутні, в той час як вихідна структура містить карбіди типу М,,С6.
...
Лазерному зміцненню піддавалась також корозійностійка сталь 08Х13, що належить до феритного класу і не зміцнюється при звичайному гартуванні. В результаті лазерної обробки з оплавленням поверхні твердість сталі зросла до 4000 МПа.
...
Сталь 95X18 належить до кулькопідчіпникових сталей і може працювати в корозійно-агресивних середовищах, що зумовлено наявністю у її складі 18 % хрому. Після лазерної обробки з оплавленням цієї високовуглецевої сталі, як і легованих інструментальних сталей, максимум твердості припадає на другий шар зони нагріву. Тут частково зберігаються нерозчинені карбіди і міститься порівняно невелика кількість залишкового аустеніту, а мартенсит досить дрібнодисперсний, з високою густиною дислокацій.
...
І Іо-перше, білі та сірі чавуни є логічним продовженням і за-неріпснням серії залізовуглецевих сплавів, що починається технічно чистим залізом і продовжується сталями.
...
По-друге, багатофакторність реакції чавунів, особливо сірих, па лазерне опромінення, після якого підвищуються не лише і нсрдість та міцність, але й зносо- та корозійна стійкість, а також стійкість проти відпуску.
...
Із усіх видів чавунів мінімальний практичний інтерес, зокрема II для лазерного зміцнення, становлять білі чавуни. Водночас вони і цікавим матерілом для дослідження і тому не залишилися поза у ваі ою фахівців. Встановлено, що перший шар зони нагріву, де температура перевищувала точку солідусу сплаву, має дендритно-сто-впчасгу високодисперсну структуру аустеніту та ледебуриту.
...
У другому шарі, який нагрівався вище від критичноїточки Аср але нижче від температури солідусу (у чавунів за неї править евтектична температура), перліт перетворився в аустеніт, а останній частково в мартенсит. Вторинний цементит у формі голок роз-іашовується всередині аустенітних зерен, тобто тут з'явилася структура відманштеттового типу. Для її утворення, як відомо, потрібне перегрівання та подальше прискорене охолодження. При лазерній обробці обидві умови є наявними.
...
Значно ширше лазерне зміцнення застосовується до сірих чавунів. З цією метою використовують лазери як імпульсної, так і безперервної дії. Майже завжди режими лазерної обробки забезпечують оплавлення поверхневого шару металу, щоб можна було скористатися ще й таким способом зміцнення, як вибілювання поверхневих шарів.
...
Зона нагріву тут теж складається з двох шарів. У першому з них відбувається швидкісна кристалізація та вибілювання з утворен-
...
Отже, при лазерному зміцненні чавунів самогартування, власне, навіть непотрібне. Висока міцність, твердість і зносостійкість забезпечуються вибілюванням. Попри малу тривалість лазерного нагрівання графітні включення встигають повністю розчинитися у рідкому сплаві (рис.8.8), внаслідок чого вміст вуглецю в аустеніті досягає гранично можливих і
...
У нижній частині цього шару, де температура ледве перевищувала точку солідусу, частково збереглися крупні графітні включення. Уздовж них перший шар проникає вглиб другого, а межа між шарами, на відміну від сталей, виявляється нерівною.
...
1153°С), яка у чавунів розташована значно нижче, ніж у сталей. До того ж, критична точка Ас] (нижня межа другого шару) під впливом кремнію, вміст якого в чавунах досягає 3...4%, зміщується вгору. Перліт »ут перетворюється в аустеніт, а останній - у мартенсит. Графіт частково розчиняється (у верхній частині шару-більшою мірою). Цікаво, що навколо крупних гра
...
Рис. 8.8. Зона нагріву на чавуні з пластинчастим графітом, х 100
...
Лазерне зміцнення сплавів кольорових металів застосовується рідше, ніж до чорних металів, що пояснюється, принаймні, двома обставинами.
...
Гак, лазерне нагрівання сплаву АК9 з оплавленням поверхні іначно підвищує дисперсність основної структурної складової евтектики (а + 8і).Твердість при цьому зростає з 550 до К00.. .960 МПа, а наступне штучне старіння при 150° Спротягом 500 і один підвищує її до 1150 МПа.
...
Навпаки, лазерна обробка алюмінієвих сплавів Діб, Д19, АК4, склад яких далекий від евтектичних і в чиїй структурі немає евтектики, приводить до розчинення зміцнюючих фаз і зменшення твердості щодо одержаної при звичайній термічній обробці.
...
З числа мідних сплавів лазерній обробці піддають деякі бронзи. І Іри обробці алюмінієвих бронз БрАМц 9-2, БрАЖ 9-4 утворю» гься дрібноголчаста мартенситна структура (3-фаза, яка суттєво підвищує твердість сплаву. В олов'янистій бронзі БрОЦС 4-4-2,5, де висока швидкість охолодження зміщує межу двофазної області у бік малих концентрацій олова, внаслідок чого в поліед-рпх и-фази виділяються дрібнодисперсні частинки другої фази (^ ибо й), твердість підвищується з 950 до 1650 МПа.
...
( еред магнієвих сплавів лазерній обробці найчастіше піддати, деформівний сплав МА21. Він має двофазну (а +$) структуру ( Плав піддавався як імпульсному, так і безперервному лазер-
...
ному нагріванню, з оплавленням поверхні та без оплавлення. При оплавленні (3-фаза розчиняється, а наступна швидкісна кристалізація приводить до утворення однорідної дрібнозернистої структури пересиченого а-твердого розчину літію в магнії. Твердість при цьому збільшується у 1,5...Зрази. Вилежування такого сплаву протягом 140 діб не виявило ніяких змін в мікроструктурі та твердості, отже, природне старіння не зафіксоване.
...
Суттєвим недоліком магнієвих сплавів, як відомо, є їх низька корозійна стійкість. Імпульсне лазерне нагрівання сплаву МА21 підвищує його корозійну стійкість у 30 разів, а безперервне — більш ніж у 10 разів.
...
Лазерна обробка також сильно знижує швидкість повзучості при кімнатній температурі. Це зумовлено тим, що відбувається сильне (приблизно у 40 разів) подрібнення зерна, що створює додаткові бар'єри для руху дислокацій і зменшує шляхи їх безперешкодного руху під
...
Лазерній обробці піддавали титанові двофазні (а+(3) сплави ВТЗ-1 та ВТ9. Змін у фазовому складі сплавів та їх мікроструктурі не виявлено, але блочна субмі-кроструктура подрібнюється та збільшується мі-
...
В інших роботах у першому шарі зони нагріву, як завжди са-мозагартованої з рідкого стану, виявлено тонкопластинчастий а-мартенсит. Частинки другої фази (¥203,Ті2№тощо) подрібнюються та розташовуються по межах пластин мартенситу. Пластичність при цьому дещо знижується, а міцність при нормальних і підвищених температурах зростає.
...
Рис.8.10. Твердість зони нагріву при різних швидкостях сканування
...
Імпульсне лазерне нагрівання без оплавлення поверхні сплаву пирконію з 1 % ніобію дещо знижує його міцність, але підвищує коро іійпу стійкість у воді високих параметрів (350 °С, 170атм), що муже важливо для цього сплаву з огляду на специфіку його застосування для виготовлення деталей атомних реакторів (оболонки І НІЛ, трубопроводи тощо). Це збільшення корозійної стійкості іабе іпечується утворенням однорідної дрібнозернистої структури поверхневих шарів.
...
Як відомо, аморфні метали мають високу міцність, корозійну стійкість, зносостійкість, магнітну проникність, електропровідність та інші властивості, що суттєво або значно вищі від тих, які мають ті самі метали з кристалічною будовою.
...
Охолодження зі швидкістю 104...107 °С/с для запобігання утворенню центрів кристалізації та росту кристалів роблять дуже привабливим способом одержання металевого скла (швидкісне ро шлавлення та твердіння тонкого поверхневого шару масивних іра іків за допомогою лазерного або електронно-променевого на-і рівання). У цьому випадку не доводиться мати справу з мало-іечпологічною тонкою фольгою або дротом, які одержують при піших способах швидкого гартування з рідкого стану. Дорогі с к поутворюючі легуючі елементи тепер потрібні лише в тонкому поверхневому шарі і можуть бути введені туди в процесі лазерно-і о плавлення та в невеликих кількостях. Водночас наявність кристалічної підкладки - нерозплавленої частини зразка, здатної бути каталізатором кристалізації, створює певні додаткові труднощі.
...
З'ясувалося, що лазерна аморфізація відбувається лише у вузькому інтервалі параметрів лазерної обробки. Так, на сплавах си-с і еми мідь - цирконій відхилення від оптимальних значень енергії Імпульсу усього на 10...15 % приводить до утворення суто кристалічної структури.
...
Лазери безперервної дії на діоксиді вуглецю, які забезпечують швидкість охолодження не вище 5-1030С/с, не дозволяють одержані аморфну структуру на сплавах системи залізо — бор — кремній фосфор - вуглець. Водночас імпульсно-періодичний С02-лазер /мі па них сплавах аморфний шар глибиною 7...20 мкм. До речі, /вшл напни 3-го та 4-го компонентів підвищує схильність до лазерної аморфізації.
...
Імпульсне лазерне нагрівання без оплавлення поверхні сплаву пирконію з 1 % ніобію дещо знижує його міцність, але підвищує коро іійпу стійкість у воді високих параметрів (350 °С, 170атм), що муже важливо для цього сплаву з огляду на специфіку його застосування для виготовлення деталей атомних реакторів (оболонки І НІЛ, трубопроводи тощо). Це збільшення корозійної стійкості іабе іпечується утворенням однорідної дрібнозернистої структури поверхневих шарів.
...
Як відомо, аморфні метали мають високу міцність, корозійну стійкість, зносостійкість, магнітну проникність, електропровідність та інші властивості, що суттєво або значно вищі від тих, які мають ті самі метали з кристалічною будовою.
...
Охолодження зі швидкістю 104...107 °С/с для запобігання утворенню центрів кристалізації та росту кристалів роблять дуже привабливим способом одержання металевого скла (швидкісне ро шлавлення та твердіння тонкого поверхневого шару масивних іра іків за допомогою лазерного або електронно-променевого на-і рівання). У цьому випадку не доводиться мати справу з мало-іечпологічною тонкою фольгою або дротом, які одержують при піших способах швидкого гартування з рідкого стану. Дорогі с к поутворюючі легуючі елементи тепер потрібні лише в тонкому поверхневому шарі і можуть бути введені туди в процесі лазерно-і о плавлення та в невеликих кількостях. Водночас наявність кристалічної підкладки - нерозплавленої частини зразка, здатної бути каталізатором кристалізації, створює певні додаткові труднощі.
...
З'ясувалося, що лазерна аморфізація відбувається лише у вузькому інтервалі параметрів лазерної обробки. Так, на сплавах си-с і еми мідь - цирконій відхилення від оптимальних значень енергії Імпульсу усього на 10...15 % приводить до утворення суто кристалічної структури.
...
Але лазерна аморфізація сплавів системи залізо — бор -кремній можлива й з допомогою С02-лазерів безперервної дії, якщо проведена попередня лазерна ж обробка - гомогенізуюче переплавлення з використанням поглинальних покрить. Хром, молібден, вольфрам підвищують здатність сплавів цієї системи до лазерної аморфізації.
...
Лазерна обробка може бути також використана не лише для аморфізації, але й для кристалізації аморфних матеріалів, одержаних іншими способами. Так, при лазерній обробці протягом 4 с аморфного сплаву кобальту з 17 % фосфору, одержаного електро-осадженням, починається кристалізація, яка супроводжується підвищенням коерцитивної сили. Після лазерної обробки протягом 12 с сплав стає повністю кристалічним і складається з а- та (3-кобальту та сполуки Со2Р.
...
Але лазерна аморфізація сплавів системи залізо — бор -кремній можлива й з допомогою С02-лазерів безперервної дії, якщо проведена попередня лазерна ж обробка - гомогенізуюче переплавлення з використанням поглинальних покрить. Хром, молібден, вольфрам підвищують здатність сплавів цієї системи до лазерної аморфізації.
...
Лазерна обробка може бути також використана не лише для аморфізації, але й для кристалізації аморфних матеріалів, одержаних іншими способами. Так, при лазерній обробці протягом 4 с аморфного сплаву кобальту з 17 % фосфору, одержаного електро-осадженням, починається кристалізація, яка супроводжується підвищенням коерцитивної сили. Після лазерної обробки протягом 12 с сплав стає повністю кристалічним і складається з а- та (3-кобальту та сполуки Со2Р.
...
Але лазерна аморфізація сплавів системи залізо — бор -кремній можлива й з допомогою С02-лазерів безперервної дії, якщо проведена попередня лазерна ж обробка - гомогенізуюче переплавлення з використанням поглинальних покрить. Хром, молібден, вольфрам підвищують здатність сплавів цієї системи до лазерної аморфізації.
...
Лазерна обробка може бути також використана не лише для аморфізації, але й для кристалізації аморфних матеріалів, одержаних іншими способами. Так, при лазерній обробці протягом 4 с аморфного сплаву кобальту з 17 % фосфору, одержаного електро-осадженням, починається кристалізація, яка супроводжується підвищенням коерцитивної сили. Після лазерної обробки протягом 12 с сплав стає повністю кристалічним і складається з а- та (3-кобальту та сполуки Со2Р.
...
Як відомо, в техніці поряд з термічною обробкою металів і сплавів досить широко використовується хіміко-термічна обробка, яка включає в себе комбінований тепловий і хімічний вплив на поверхневі шари виробів з метою зміни їх структури і властивостей у і
...
Іншим популярним способом отримання необхідних і специфічних властивостей сплавів єїх легування, для чого в склад сплавів при їх виплавленні вводять ті чи іншілегуючі елементи. Проте при ньому різко зростає вартість таких легованих сталей і сплавів, що і
...
Лазерне нагрівання з оплавленням поверхні дозволяє вводити /юрогі й дефіцитні легуючі елементи в невеликих кількостях тільки її
...
шару, що наноситься, з матрицею. Цим способом на поверхню конструкційних та інструментальних сталей наносяться сплави ІіК 15, Т15К6, карбіди Сг, \У,У, Ті, нітриди різних металів.
...
Цементація - насичення поверхневих шарів виробів вуглецем с найдавнішою операцією хіміко-термічної обробки, відомою ніс з І тисячоліття до н.е. Але сама вона не придає виробам високу і
...
Лазерна цементація позбавлена цих недоліків. Газова лазерна цементація встигає відбутися навіть за 2...З мс одиничного лазерного імпульсу, а подальше самогартування забезпечує високу і
...
При нагріванні в повітрі зона нагріву цих маловуглецевих сталей, як було показано вище (розділ 4.2.2), складається з трьох шарів. Перший з них, який розплавляється в процесі лазерної обробки (/; > У,
...
твердість (рис.9-1). Третій, перехідний шар у процесі лазерного нагрівання проходить неповну фазову перекристалізацію (Ас3 > і3 >Ас)
...
вносить суттєвих змін ні в мікроструктуру зони нагріву, описану вище, ні в її твердість. При нагріванні у пропан-бутані твердість виявляється значно вищою. Отже, цементація дійсно відбулася.
...
Незважаючи на переваги газового середовища, у більшості випадків при лазерній цементації як джерело вуглецю використовується графіт, що наноситься у вигляді обмазки або покриття на поверхню деталі. Але графіт має низьку теплопровідність, і значна поля тепла лазера використовується на нагрівання саме його, а не виробів.
...
Насиченню вуглецем піддавалося також технічно чисте залі-ю. Твердість його поверхневого шару досягала при цьому К ^00... 10500 МПа — як у високовуглецевих сталей. Рентгенострук-іурпим аналізом виявлено в цементованому шарі значну (до 15 %) кількість залишкового аустеніту з умістом вуглецю біля 1,5 %.
...
Лазерна цементація низько- і середньовуглецевих сталей з оплавленням поверхневого шару характеризується не лише переходом вуглецю з обмазки в хімічно активну плазму, але й турбулент-ипм перемішуванням його в розплавленій ванні. В результаті можуть бути одержані шари не тільки з мартенситно-аустенітною е і руктурою, але й із структурою ледебуриту, характерною для білого чавуну. Червоностій-кість цього шару досить висока: при 800°С твердість зберігається на рівні 7500...8000 МПа-яку за-ілртованої сталі У8 при к і м 11
...
При лазерній цемен-іанії корозійностійких хромистих сталей як фе-рніпого, так і мартенсит-поюкласів(08Х13,20X13, иіХІЗ, 40X13) існує деяке і рн гичне значення тов- Рис.9.3. Результати лазерної цементації 111
...
енергія імпульсного лазера поглинається обмазкою, а сам метал не піддається термічному впливу (область 4). При більшій енергії імпульсу і малій товщині обмазки (область 1) поверхневий шар має велику кількість аустеніту і невисоку твердість. Оптимальними є режими лазерної цементації, при яких у шарі з'являються надлишкові карбіди (області 2 і 3).
...
Азотування, поряд з цементацією, є досить розповсюдженою операцією хіміко-термічної обробки не лише сталей, а й сплавів титану тощо. Тому роботи із дослідження та впровадження лазерного азотування почалися майже водночас із лазерною цементацією.
...
Одночасне насичення поверхневих шарів сталевих виробів вуглецем і азотом, як відомо, називається нітроцементацією, коли проводиться у суміші вуглеце- та азотомістких газів, і ціануванням,
...
Лазерне ціанування сталей 40Х, У8А, У10А, ХВГ, Х12М пропилилося в пасті, що містила жовту кров'яну сіль К4Ре(С,Ю6. Обмазка підвищує поглинальну здатність сталевих виробів, що до-толис зменшувати енергію лазерного імпульсу в 1,5 раз щодо звичайного лазерного гартування. Максимальна глибина шару і його і мердість досягаються при вмісті в пасті 25% К4Ре(С^)6 . Зносостійкість штампів, підданих лазерному ціануванню, у 2,5.. .3 рази ііища, ніж штампів, оброблених традиційним термічним способом.
...
Для борування використовують установки імпульсної та безперервної дії. Імпульсному боруванню піддавали сталі 45, 40Х і іехнічне залізо. Борований шар має товщину 50... 110 мкм. У ньому, крім стабільних боридів РеВ, Ре2В, утворюється і метастабільний борид Ре3В. У технічному залізі цей борид розташовується по межах зерен фериту, а в сталі 40Х утворює з мартенситом евтекти-ку і твердістю 6000... 16000 МПа. Стабільні бориди заліза мають шачення твердості ті самі, що й при звичайному боруванні: до І /000 МПа у бориду Ре^В, до 20000 МПа - у РеВ.
...
Лазерне борування знижує коефіцієнт тертя разом зі сталлю з (1,045 до 0,018 та підвищує зносостійкість. Лазерне борування технічного заліза суттєво підвищує його жароміцність в інтервалі тем-ііі
...
Боруванню з безперервним лазерним нагріванням піддавала-• я підпалена сталь 45. У поверхневому шарі, крім боридів РеВ, Ре7В, щіяніїено також твердий розчин заліза в ромбоедричній (3 -модифікації бору з мікротвердістю 25000...30000 МПа
...
Сталь 12Х12Н2В2МФ мартенситного класу піддавали лазерному боруванню з використанням С02-лазерів. Бориди у поверхневому шарі не виявлені, а лише сильно перенасичені а- і у-тверді розчини, при цьому кількість залишкового аустеніту значно менша, ніж при насиченні азотом чи вуглецем.
...
Лазерному боруванню з використанням лазера безперервної дії також піддавали штампові сталі У10, 5ХНМ і ЗХЗМЗФ. Довговічність штампового інструменту порівняно з серійним підвищилася в 3 рази.
...
На відміну від цементації, азотування, ціанування та боруван-ня, коли поверхневі шари металів насичуються неметалевими елементами, дифузійною металізацією називається насичення поверхні виробів різними металами в результаті їх дифузії з відповідного середовища (твердого, рідкого, газоподібного).
...
Лазерному легуванню (металізації) піддавалися технічне залізо, вуглецеві сталі 45, У8, У10, У12 і леговані сталі 12ХНЗА, ШХ15, 9ХС, Р18, Р6М5тощо. їх поверхневі шари насичувалися титаном, вольфрамом, ванадієм, хромом, нікелем, ніобієм, молібденом, танталом.
...
У зоні оплавлення під дією конвективної дифузії і в умовах наступного швидкого охолодження (самогартування з рідкого стану) фіксуються тверді розчини на основі заліза з високою концентрацією легуючих елементів, наприклад 36 % Мо, 45 % Мтощо, яка суттєво перевищує їх рівноважну граничну розчинність в а-залізі. Усі досліджені легуючі елементи, за винятком нікелю, підвищують твердість поверхневих шарів.
...
Найчастіше проводиться лазерне хромування сталей, чавунів, технічного заліза. Так, лазерному легуванню хромом піддавалась вуглецева сталь У10 і сірий чавун СЧ 24-44. В обох сплавах для всіх вивчених концентрацій хрому (до 40 %) у поверхневому шарі не виявлено його перерозподілу між різними фазами. Така висока однорідність концентрації хрому забезпечується не лише дифузією, але й конвекцією в розплавленому об'ємі. Припускається, що в умовах високої швидкості охолодження розплаву відбувається частково бездифузійна кристалізація. При цьому вуглець з малим атомним радіусом, який утворює із залізом тверді розчини проникнення, встигає перерозподілитися, і його вміст у різних
...
Сталь 12Х12Н2В2МФ мартенситного класу піддавали лазерному боруванню з використанням С02-лазерів. Бориди у поверхневому шарі не виявлені, а лише сильно перенасичені а- і у-тверді розчини, при цьому кількість залишкового аустеніту значно менша, ніж при насиченні азотом чи вуглецем.
...
Лазерному боруванню з використанням лазера безперервної дії також піддавали штампові сталі У10, 5ХНМ і ЗХЗМЗФ. Довговічність штампового інструменту порівняно з серійним підвищилася в 3 рази.
...
На відміну від цементації, азотування, ціанування та боруван-ня, коли поверхневі шари металів насичуються неметалевими елементами, дифузійною металізацією називається насичення поверхні виробів різними металами в результаті їх дифузії з відповідного середовища (твердого, рідкого, газоподібного).
...
Лазерне легування хромом значно поліпшує пасивування по-перхні сталей і чавунів. Як відомо, хром різко збільшує корозійну с і ІПкість сплавів заліза, якщо його вміст перевищує 11,7 %.
...
Лазерне легування хромом значно поліпшує пасивування по-перхні сталей і чавунів. Як відомо, хром різко збільшує корозійну с і ІПкість сплавів заліза, якщо його вміст перевищує 11,7 %.
...
Одним із напрямів зміцнення робочих поверхонь конструкційних металевих матеріалів є нанесення евтектичних покриттів з використанням концентрованих джерел енергії. Евтектичним сплавам належить особливе місце серед матеріалів, що використовуються для отримання захисних покриттів, оскільки вони мають незначну температуру плавлення (1500 К), а при збільшенні швидкості охолодження вище 104 К/с їх структура суттєво змінюється. Особливістю евтектичної реакції є формування в процесі кристалізації з рідкого стану тонких, сильно розгалужених кристалів зміцнювальних фаз, що створюють каркас, який армує металеву матрицю. Така структура, на відміну від дисперсійно-твердіючих та дисперсно-зміцнених матеріалів, дає змогу поєднувати в сплавах різні властивості вихідних компонентів при забезпеченні високої жароміцності, змінювати форму і розміри вкраплень, співвідношення механічних властивостей основи та фаз проникнення і тим самим суттєво впливати на триботехнічні властивості.
...
Оскільки евтектична структура формується шляхом кристалізації з рідкого стану, то найбільш доцільно для отримання евтектичних покрить (ЕП)застосовувати методи, заякими матеріал, що наноситься, проходить через рідку фазу. Зокрема, наплавленням струмами високої частоти (СВЧ), лазером, плазмою.
...
Одним із напрямів зміцнення робочих поверхонь конструкційних металевих матеріалів є нанесення евтектичних покриттів з використанням концентрованих джерел енергії. Евтектичним сплавам належить особливе місце серед матеріалів, що використовуються для отримання захисних покриттів, оскільки вони мають незначну температуру плавлення (1500 К), а при збільшенні швидкості охолодження вище 104 К/с їх структура суттєво змінюється. Особливістю евтектичної реакції є формування в процесі кристалізації з рідкого стану тонких, сильно розгалужених кристалів зміцнювальних фаз, що створюють каркас, який армує металеву матрицю. Така структура, на відміну від дисперсійно-твердіючих та дисперсно-зміцнених матеріалів, дає змогу поєднувати в сплавах різні властивості вихідних компонентів при забезпеченні високої жароміцності, змінювати форму і розміри вкраплень, співвідношення механічних властивостей основи та фаз проникнення і тим самим суттєво впливати на триботехнічні властивості.
...
Оскільки евтектична структура формується шляхом кристалізації з рідкого стану, то найбільш доцільно для отримання евтектичних покрить (ЕП)застосовувати методи, заякими матеріал, що наноситься, проходить через рідку фазу. Зокрема, наплавленням струмами високої частоти (СВЧ), лазером, плазмою.
...
Якщо порівнювати процеси наплавлення за продуктивністю, то найпродуктивнішим є наплавлення внутрішніх поверхонь (біме-талізація) з використанням нагрівання СВЧ. Наплавлення відзначається доброю регульованістю технологічних параметрів, економічністю, невеликою кількістю відходів і високою культурою виробництва, легко піддається автоматизації, забезпечує стабільність наплавлення.
...
Отримані порошки наносять тонким шаром на зразки і оплавляють в індукторі СВЧ на повітрі. Для цього попередньо змочені в 5 %-му розчині силікатного клею зразки (деталі) кладуть у порошкову суміш, обкочують у ній і сушать при температурі 720-750 К протягом 30 хв. Деталь з нанесеною на неї таким чином обмазкою встановлюють у центрах і надійно фіксують відносно індуктора. Щоб забезпечити рівномірне нагрівання, виробу надається обертальний рух, а вертикальне переміщення здійснюється за допомогою гідравлічного пристрою. Нагрівання поверхні виробу з обмазкою проводиться СВЧ до температури (1420 К) розплавлення порошку протягом 5-10 с. Щоб уникнути стікання утворенного при нагріванні розплаву, на поверхні виробу шляхом механічної обробки попередньо перед нанесенням обмазки створюють мікро-нерівності заввишки 1-2 мм з кроком 2-3 мм.
...
Одним із найпрогресивнішихтехнологічних процесів нанесення евтектичних покриттів є спосіб центробіжної біметалізації при розплавленні порошкової суміші безпосередньо всередині виробу, що обертається. При цьому створюються належні умови для проходження всього процесу (нагрівання виробу, розплавлення порошкової суміші, насичення зміцнюваного шару металу, кристалізація рідкої фази) і забезпечується міцний зв'язок евтектичного покриття з основним металом. Суть процесу нанесення евтектичних покриттів на внутрішні поверхні тіл обертання з використанням нагрівання СВЧ полягає втакому (рис. 10.1). У закриту з торця порожнину втулки засипається порошкова суміш. Деталі надається обертальний рух з певною кутовою швидкістю. За до-
...
Евтектичні покриття наносили на модернізованому шліфу-«ііііміому верстаті ЗА250. Заготовку 1 із засипаною всередину нецінні мою кількістю порошкової суміші 3 затискували з торців цен-іруючими ущільнювальними фланцями 4. Для запобігання припарюванню фланців і кращого ущільнення на них наносили • піч Пальну спиртово-ацетонову фарбу.
...
Деталь нагрівали автоматично за допомогою реле часу. На час припинення нагрівання температура зовнішньої поверхні заготов-і п досягала 1600-1650 К. До порошкової суміші теплова енергія иоіраііляла від сталевої основи. Після припинення нагрівання ічулка продовжувала обертатися до закінчення кристалізації і и іімшіася з верстата при температурі зовнішньої поверхні 900-1000 К, ■ пінилася на теплоізоляційний лист і охолоджувалася на повітрі. З мису
...
Рис. 10.1. Схема нанесення евтектичного покриття на внутрішню поверхню циліндричної деталі з використанням нагріву СЕ
...
Рис. 10.1. Схема нанесення евтектичного покриття на внутрішню поверхню циліндричної деталі з використанням нагріву
...
троном на мікроплазмовій установці МПУ-4. Суть плазмового наплавлення полягає у місцевому розплавленні плазмовим струменем основи металу, взаємодії оплавленого порошку з розплавом і наступної кристалізації з утворенням наплавленого шару. Переваги плазмового наплавлення покриттів:
...
а мінімальна відстань між осями дендритів другого порядку =0,5-1,0 мкм, шо за шкалою величин міждендритних відстаней відповідає швидкості охолодження сплаву (близько 104-105 К/с). Зона сплавлення являє собою тверді розчини титану, ванадію, хрому в у-Ре і має товщину близько 5-7 мкм.
...
Структурними складовими покриттів залежно від складу наплавленого порошку є евтектика, надлишкові кристали зміцнювальної фази, що не проявляють структуру при травленні, або твердий у-розчин.
...
Оскільки основною структурною складовою покриттів є евтектика, розглянемо її більш детально. Після розплавлення порошку і наступного охолодження рідини евтектичного складу спочатку утворюються зародки зміцнювальних фаз (фаз проникнення), які є базою росту евтектичних колоній. Кожнатака колонія — це бікри-сталічне утворення, скелетом якого є пластинчасті або стрижне-подібні монокристали фаз проникнення. У проміжках між цими кристалами розташована матрична металева фаза. При кристалізації доевтектичних сплавів, шо містять первинні дендрити металевої матриці, базовими кристалами, на яких формується евтектична колонія, також є зміцнювальні фази (ТіВ,, (Ті,Сг)В2, УС). Слід зазначити, шо дисперсність евтектики плазмових покриттів вища, ніж покриттів, одержаних нагріванням СВЧ (рис. 10.2,10.3). При цьому дисперсність евтектики покриття із сплаву ВТН вища, ніж сплавів ТН і ХТН. Отже, чим більший ступінь легованості евтектичного сплаву, тим більше в ньому домішок, тим виша його дисперсність (об'ємна частка зміцнювальної фази в сплаві ВТН -21,2%; ТН - 20 %; ХТН - 13 %).
...
а мінімальна відстань між осями дендритів другого порядку =0,5-1,0 мкм, шо за шкалою величин міждендритних відстаней відповідає швидкості охолодження сплаву (близько 104-105 К/с). Зона сплавлення являє собою тверді розчини титану, ванадію, хрому в у-Ре і має товщину близько 5-7 мкм.
...
Структурними складовими покриттів залежно від складу наплавленого порошку є евтектика, надлишкові кристали зміцнювальної фази, що не проявляють структуру при травленні, або твердий у-розчин.
...
Оскільки основною структурною складовою покриттів є евтектика, розглянемо її більш детально. Після розплавлення порошку і наступного охолодження рідини евтектичного складу спочатку утворюються зародки зміцнювальних фаз (фаз проникнення), які є базою росту евтектичних колоній. Кожнатака колонія — це бікри-сталічне утворення, скелетом якого є пластинчасті або стрижне-подібні монокристали фаз проникнення. У проміжках між цими кристалами розташована матрична металева фаза. При кристалізації доевтектичних сплавів, шо містять первинні дендрити металевої матриці, базовими кристалами, на яких формується евтектична колонія, також є зміцнювальні фази (ТіВ,, (Ті,Сг)В2, УС). Слід зазначити, шо дисперсність евтектики плазмових покриттів вища, ніж покриттів, одержаних нагріванням СВЧ (рис. 10.2,10.3). При цьому дисперсність евтектики покриття із сплаву ВТН вища, ніж сплавів ТН і ХТН. Отже, чим більший ступінь легованості евтектичного сплаву, тим більше в ньому домішок, тим виша його дисперсність (об'ємна частка зміцнювальної фази в сплаві ВТН -21,2%; ТН - 20 %; ХТН - 13 %).
...
Рис. 10.3 Мікроструктура евтектичного покриття системи 12Х18Н9Т- ТіВ₂ (ТН), отриманого плазмовим наплавленням, х350
...
Збільшення швидкості охолодження сплавів призводить до заміни призматичної форми надлишкових кристалів дибориду титану в покриттях, одержаних нагріванням СВЧ на розгалужені кристали при плазмовому наплавленні. Характерною особливістю евтектик є і те, шо збільшення їх ступеня переохолодження спричиняє утворення переважно пластинчастих структур колоній, а не стрижнеподібних. Таким чином, будова евтектичних колоній менше залежить від природи компонентів (метал — фаза проникнення), і значно більше від складу сплавів і умов кристалізації.
...
Мікротвердість евтектик у наплавлених покриттях різна. Найбільша мікротвердість евтектики (Н049 8820 МПа) характерна для покриття на основі сплаву ВТН, а найменша - для ТН. Одним із найрозпоширеніших простих інтегральних критеріїв оцінки властивостей покриттів і матеріалів у цілому, шо дає змогу робити висновок насамперед про міцнісні та триботехнічні характеристики матеріалів, є твердість. Як уже було зазначено, на структуру покриття суттєво впливають швидкість охолодження і кількість зміцнювальної фази. Залежність твердості наплавленого плазмою покриття від умісту ТіВ2 (рис. 10.5) має такий самий характер, як і для литого сплаву. Водночас, абсолютні значення твердості плазмових покриттів вищі, ніж литих сплавів. Ця перевага в твердості найбільше проявляється для сплавів евтектичного складу і найменше для доевтек-тичного. Мабуть вищі швидкості охолодження при плазмовому наплавленні порівняно з нагріванням СВЧ сприяють більшому перенасиченню у-твердого розчину і утворенню меншої кількості значно твердішої, ніжу-фаза, евтектики. Більш високий ступінь дисперсності структурних складових, передусім евтектики, також підвищує твердість покриттів, наплавлених за допомогою плазми.
...
Найбільш високий комплекс властивостей поверхні, зокрема зносостійкість, забезпечує лазерне наплавлення завдяки отриманню ультрадисперсних структур. При розплавленні порошку і наступному швидкому охолодженні формується структура, характерна для компактного матеріалу. На межі основи з покриттям протікають дифузійні процеси, які забезпечують високу міцність зчеплення.
...
Збільшення швидкості охолодження сплавів призводить до заміни призматичної форми надлишкових кристалів дибориду титану в покриттях, одержаних нагріванням СВЧ на розгалужені кристали при плазмовому наплавленні. Характерною особливістю евтектик є і те, шо збільшення їх ступеня переохолодження спричиняє утворення переважно пластинчастих структур колоній, а не стрижнеподібних. Таким чином, будова евтектичних колоній менше залежить від природи компонентів (метал — фаза проникнення), і значно більше від складу сплавів і умов кристалізації.
...
Мікротвердість евтектик у наплавлених покриттях різна. Найбільша мікротвердість евтектики (Н049 8820 МПа) характерна для покриття на основі сплаву ВТН, а найменша - для ТН. Одним із найрозпоширеніших простих інтегральних критеріїв оцінки властивостей покриттів і матеріалів у цілому, шо дає змогу робити висновок насамперед про міцнісні та триботехнічні характеристики матеріалів, є твердість. Як уже було зазначено, на структуру покриття суттєво впливають швидкість охолодження і кількість зміцнювальної фази. Залежність твердості наплавленого плазмою покриття від умісту ТіВ2 (рис. 10.5) має такий самий характер, як і для литого сплаву. Водночас, абсолютні значення твердості плазмових покриттів вищі, ніж литих сплавів. Ця перевага в твердості найбільше проявляється для сплавів евтектичного складу і найменше для доевтек-тичного. Мабуть вищі швидкості охолодження при плазмовому наплавленні порівняно з нагріванням СВЧ сприяють більшому перенасиченню у-твердого розчину і утворенню меншої кількості значно твердішої, ніжу-фаза, евтектики. Більш високий ступінь дисперсності структурних складових, передусім евтектики, також підвищує твердість покриттів, наплавлених за допомогою плазми.
...
Найбільш високий комплекс властивостей поверхні, зокрема зносостійкість, забезпечує лазерне наплавлення завдяки отриманню ультрадисперсних структур. При розплавленні порошку і наступному швидкому охолодженні формується структура, характерна для компактного матеріалу. На межі основи з покриттям протікають дифузійні процеси, які забезпечують високу міцність зчеплення.
...
хідних властивостей наплавленого порошку і високими експлуатаційними характеристиками можна за умови, коли немає суттєвого перегрівання порошкового матеріалу за рахунок мінімальної тривалості контакту твердої основи і рідкого розплаву покриття, великих швидкостей нагрівання та охолодження. Тому із запропонованих методів обробки (СВЧ, плазмового і лазерного) перевагу слід надавати лазерному наплавленню. Хоча при цьому зростає вірогідність утворення тріщин і збільшення залишкових напружень у покритті.
...
Слід зазначити, що оптимальною областю оплавлення порошкових матеріалів є інтервал між лініями солідуса і ліквідуса. Недогрів знижує якість приварювання частинок порошку між собою і з основою, а перегрів, у свою чергу, призводить до значного ог-рублення структури. В обох випадках спостерігається зниження експлуатаційних характеристик.
...
Переваги наплавлення висококонцентрованими джерелами нагрівання полягають у тому, що їх використання дає змогу зміщувати верхню межу одержання якісних покриттів у область більш високих температур. При цьому з підвищенням швидкостей охолодження можливі суттєві переохолодження, гальмуються дифузійні процеси. Необхідно також враховувати той факт, що схильність сплавів до переохолодження більша, ніж до перегріву. Після лазерного нагрівання і наступного швидкого охолодження утворюються перенасичені тверді розчини, а в результаті утворення великої кількості центрів кристалізації і сповільнення дифузійних процесів утворюється структура з дрібнодисперсною зміцнювальною фазою. Таким чином, використання висококон-центрованих джерел при оплавленні або наплавленні, що забезпечують прискорене нагрівання та охолодження розплаву покриття, дають змогу значно розширити оптимальний температурний діапазон обробки і отримати дрібнодисперсну структуру з підвищеними фізико-механічними властивостями.
...
Лазерне наплавлення покриттів здійснювали газопорошковим методом на безперервному С02 лазері "ЛАТУС-31" ітвердотільно-му лазері "КВАНТ-16". Лазери зазначених типів мають велику вихідну потужність, відносно високий коефіцієнт корисної дії і стабільність параметрів випромінювання. Вони є концентрованими джерелами нагрівання, що забезпечують густину енергії 105-107 Вт-см'2. Висока питома потужність джерел забезпечує локальність і короткочасність дії лазерів на матеріал, зменшення об'ємного нагрівання їх, мінімальні деформації при наплавленні.
...
хідних властивостей наплавленого порошку і високими експлуатаційними характеристиками можна за умови, коли немає суттєвого перегрівання порошкового матеріалу за рахунок мінімальної тривалості контакту твердої основи і рідкого розплаву покриття, великих швидкостей нагрівання та охолодження. Тому із запропонованих методів обробки (СВЧ, плазмового і лазерного) перевагу слід надавати лазерному наплавленню. Хоча при цьому зростає вірогідність утворення тріщин і збільшення залишкових напружень у покритті.
...
Слід зазначити, що оптимальною областю оплавлення порошкових матеріалів є інтервал між лініями солідуса і ліквідуса. Недогрів знижує якість приварювання частинок порошку між собою і з основою, а перегрів, у свою чергу, призводить до значного ог-рублення структури. В обох випадках спостерігається зниження експлуатаційних характеристик.
...
Переваги наплавлення висококонцентрованими джерелами нагрівання полягають у тому, що їх використання дає змогу зміщувати верхню межу одержання якісних покриттів у область більш високих температур. При цьому з підвищенням швидкостей охолодження можливі суттєві переохолодження, гальмуються дифузійні процеси. Необхідно також враховувати той факт, що схильність сплавів до переохолодження більша, ніж до перегріву. Після лазерного нагрівання і наступного швидкого охолодження утворюються перенасичені тверді розчини, а в результаті утворення великої кількості центрів кристалізації і сповільнення дифузійних процесів утворюється структура з дрібнодисперсною зміцнювальною фазою. Таким чином, використання висококон-центрованих джерел при оплавленні або наплавленні, що забезпечують прискорене нагрівання та охолодження розплаву покриття, дають змогу значно розширити оптимальний температурний діапазон обробки і отримати дрібнодисперсну структуру з підвищеними фізико-механічними властивостями.
...
Лазерне наплавлення покриттів здійснювали газопорошковим методом на безперервному С02 лазері "ЛАТУС-31" ітвердотільно-му лазері "КВАНТ-16". Лазери зазначених типів мають велику вихідну потужність, відносно високий коефіцієнт корисної дії і стабільність параметрів випромінювання. Вони є концентрованими джерелами нагрівання, що забезпечують густину енергії 105-107 Вт-см'2. Висока питома потужність джерел забезпечує локальність і короткочасність дії лазерів на матеріал, зменшення об'ємного нагрівання їх, мінімальні деформації при наплавленні.
...
Структури покриттів, наплавлених плазмовим і лазерним способами, суттєво відрізняються (рис. 10.3, 10.4). Це пояснюється різною густиною потужності плазмових джерел (близько 103 Втсм2). При плазмовому наплавленні кристалізація і формування покриття відбуваються, як правило, при звичайних швидкостях охолодження на повітрі. Швидкісне нагрівання і розплавлення порошку при лазерному наплавленні забезпечують проходження кристалізації в умовах швидкісного направленого тепловідведення, спрямованого в бік практично холодної основи.
...
Порівняльний аналіз покриттів зі структурами, отриманими лазерною, плазмовою і нагріванням СВЧ наплавками свідчить про більш високий ступінь дисперсності структур після лазерної обробки. Слід зазначити, шо подрібненість надлишкових кристалів зміцнювальних фаз, як і евтектики, значно вища, ніж у плазмових покриттів. У наплавлених на сталь 12X18Н9Т покриттях спостерігаються ділянки підвищеної травимості, подібні до мартенсит-них голок (рис. 10.4, а), які становлять евтектичні локальні ділянки з дисперсною структурою. Результати металографічного аналізу свідчать також про наявність вираженої текстури росту надлишкових фаз. Зміцнювальні фази або у-фаза в наплавці ростуть орієнтовано до наплавленої поверхні (рис. 10.4,6). При плазмовій наплавці такого явища не спостерігається, що зумовлено кристалізацією покриття з меншими швидкостями. Дослідження за методом стереометричної металографії підтвердило, що пор у наплавленому лазером шарі немає.
...
Рис.10.4. Особливості морфології евтектики в покритті, отриманому лазерним наплавленням порошку системи ТИ: а—х
...
Структури покриттів, наплавлених плазмовим і лазерним способами, суттєво відрізняються (рис. 10.3, 10.4). Це пояснюється різною густиною потужності плазмових джерел (близько 103 Втсм2). При плазмовому наплавленні кристалізація і формування покриття відбуваються, як правило, при звичайних швидкостях охолодження на повітрі. Швидкісне нагрівання і розплавлення порошку при лазерному наплавленні забезпечують проходження кристалізації в умовах швидкісного направленого тепловідведення, спрямованого в бік практично холодної основи.
...
Порівняльний аналіз покриттів зі структурами, отриманими лазерною, плазмовою і нагріванням СВЧ наплавками свідчить про більш високий ступінь дисперсності структур після лазерної обробки. Слід зазначити, шо подрібненість надлишкових кристалів зміцнювальних фаз, як і евтектики, значно вища, ніж у плазмових покриттів. У наплавлених на сталь 12X18Н9Т покриттях спостерігаються ділянки підвищеної травимості, подібні до мартенсит-них голок (рис. 10.4, а), які становлять евтектичні локальні ділянки з дисперсною структурою. Результати металографічного аналізу свідчать також про наявність вираженої текстури росту надлишкових фаз. Зміцнювальні фази або у-фаза в наплавці ростуть орієнтовано до наплавленої поверхні (рис. 10.4,6). При плазмовій наплавці такого явища не спостерігається, що зумовлено кристалізацією покриття з меншими швидкостями. Дослідження за методом стереометричної металографії підтвердило, що пор у наплавленому лазером шарі немає.
...
Рис.10.4. Особливості морфології евтектики в покритті, отриманому лазерним наплавленням порошку системи ТИ: а—х
...
Рис.10.4. Особливості морфології евтектики в покритті, отриманому лазерним наплавленням порошку системи ТИ:
...
Порівняно з іншими методами наплавлення твердість лазерних покриттів найбільша (рис. 10.5), шо пояснюється більш високим ступенем дисперсності структурних складових. Проте в області невеликого вмісту зміцнювальних фаз (доевтектичний склад) твердість плазмових і лазерних покриттів приблизно однакова.
...
Це пов'язано з великими швидкостями охолодження лазерних покриттів, утворенням перенасиченого у-твердого розчину та отриманням меншої кількості
...
Рис. 10.5. Вплив умісту дибориду титану на твердість наплавлених покриттів: 1 — лазерне наплавлення; 2 — плазмове наплавлення; 3 —
...
Таким чином, твердість наплавленого гетерогенного покриття підвищується зі збільшенням дисперсності його структурних складових, із зростанням частки більш твердої евтектики і твердості матриці. Проте зростання твердості не завжди виправдане, бо при цьому погіршується оброблюваність, підвищується крихкість покриттів, не завжди спостерігається кореляція між твердістю та зносостійкістю.
...
У процесі тертя та зношування на поверхні і в приповерхневих шарах металів, залежно від умов тертя, виникають і розвиваються механічні та фізико-хімічні процеси, які зумовлюють кількісні характеристики процесів тертя і зношування, а також зміну якісного стану поверхневих шарів металів. За високих температур, внаслідок значного прискорення адсорбційних і хімічних процесів на поверхні, особливого значення при терті набувають фізико-ме-ханічні властивості металів, а також властивості поверхневих шарів, що формуються під впливом швидкостей ковзання, нормальних навантаженьта температур. Кількісні характеристики при терті (коефіцієнт тертя, величина зношування) тісно пов'язані з
...
Порівняно з іншими методами наплавлення твердість лазерних покриттів найбільша (рис. 10.5), шо пояснюється більш високим ступенем дисперсності структурних складових. Проте в області невеликого вмісту зміцнювальних фаз (доевтектичний склад) твердість плазмових і лазерних покриттів приблизно однакова.
...
Це пов'язано з великими швидкостями охолодження лазерних покриттів, утворенням перенасиченого у-твердого розчину та отриманням меншої кількості
...
Рис. 10.5. Вплив умісту дибориду титану на твердість наплавлених покриттів: 1 — лазерне наплавлення; 2 — плазмове наплавлення; 3 —
...
Рис. 10.5. Вплив умісту дибориду титану на твердість наплавлених покриттів: 1 — лазерне наплавлення; 2 — плазмове наплавлення; 3
...
якісними характеристиками матеріалу, змінами у властивостях контактуючих поверхонь (твердість, стан тонкої структури тощо). Одні зміни пояснюються явищами пластичного деформування, інші — явищами, пов'язаними з нагріванням та охолодженням, а треті — зміною складу поверхневих шарів, які відбуваються внаслідок їх взаємодії із середовищем, дифузії елементів всередині сплаву за рахунок високих градієнтів температури або явищ перенесення.
...
У зв'язку з цим при визначенні триботехнічних властивостей покриттів використовується комплексний метод дослідження якісних і кількісних характеристик тертя та зношування, який дає змогу всебічно дослідити процеси, які виникають і розвиваються на поверхнях тертя в широкому інтервалі температур.
...
Триботехнічні випробування проводили на машині торцевого тертя під навантаженням 0,5-5,0 МПа, при швидкості ковзання 0,1-1,9 м/с, температурі 293-1073 К. За контртіло були взяті сплав ЖС6-К та цементована сталь 20Х (НКС 59-61). Схема випробувань на тертя та зношування — торцеве тертя кільцевих зразків розмірами 030040x10 (рис. 10.6) була обрана, виходячи із статистичних міркувань і однорідності умов в області контактування.
...
Під час експерименту визначали величину зношування, коефіцієнт тертя, температуру робочих поверхонь. Якісні характеристики тертя та зношування досліджували за допомогою металографічного, електронно-мікроскопічного і рентгенівського методів, вимірюванням твердості та мікротвердості.
...
якісними характеристиками матеріалу, змінами у властивостях контактуючих поверхонь (твердість, стан тонкої структури тощо). Одні зміни пояснюються явищами пластичного деформування, інші — явищами, пов'язаними з нагріванням та охолодженням, а треті — зміною складу поверхневих шарів, які відбуваються внаслідок їх взаємодії із середовищем, дифузії елементів всередині сплаву за рахунок високих градієнтів температури або явищ перенесення.
...
У зв'язку з цим при визначенні триботехнічних властивостей покриттів використовується комплексний метод дослідження якісних і кількісних характеристик тертя та зношування, який дає змогу всебічно дослідити процеси, які виникають і розвиваються на поверхнях тертя в широкому інтервалі температур.
...
Триботехнічні випробування проводили на машині торцевого тертя під навантаженням 0,5-5,0 МПа, при швидкості ковзання 0,1-1,9 м/с, температурі 293-1073 К. За контртіло були взяті сплав ЖС6-К та цементована сталь 20Х (НКС 59-61). Схема випробувань на тертя та зношування — торцеве тертя кільцевих зразків розмірами 030040x10 (рис. 10.6) була обрана, виходячи із статистичних міркувань і однорідності умов в області контактування.
...
Для побудови кривих зносу і для зручності їх співставлення та аналізу визначався зведений ваговий знос (зношування 1 см2 поверхні тертя за 103 м пройденого шляху, виражений в мг/см2за 103 м шляху). Щоб зменшити помилку при визначенні величини зношування, зумовленої періодом приробки, замірявся знос на ділянці усталеного тертя. Контрольні заміри проводили через кожні 200 м шляху. Дослідження впливу кількості зміцнювальної фази (ТіВ2, СгВ2, УС) натриботехнічні властивості покриттів показали, шо для всіх методів наплавлення зі збільшенням вмісту фаз проникнення зносостійкість зростає.
...
Однак характер цього впливу різний для кожного методу нанесення покриттів. Так, для покриттів, одержаних нагріванням СВЧ, залежність зносу від вмісту ТіВ, залишається такою самою, як для литих сплавів (рис. 10.7, крива 2), але абсолютні значення для сплавів з більшим умістом евтектики розрізняються істотно. Покриття з лише евтектичною структурою (13 мас.% ТіВ2) має зносостійкість удвічі вищу порівняно з литим сплавом того самого складу. Сумарний знос покриття і контртіла з жароміцного сплаву ЖС6-К мінімальний для евтектичного складу. Знос контртіла залежно від вмісту дибориду титану в покритті залишається практично попереднім.
...
Більш докладне вивчення області працездатності евтектичного покриття на знос показало (рис. 10.8), що в широкому діапазоні умов тертя (температура від 293 до 1073 К —X,; питоме наванта-
...
Для побудови кривих зносу і для зручності їх співставлення та аналізу визначався зведений ваговий знос (зношування 1 см2 поверхні тертя за 103 м пройденого шляху, виражений в мг/см2за 103 м шляху). Щоб зменшити помилку при визначенні величини зношування, зумовленої періодом приробки, замірявся знос на ділянці усталеного тертя. Контрольні заміри проводили через кожні 200 м шляху. Дослідження впливу кількості зміцнювальної фази (ТіВ2, СгВ2, УС) натриботехнічні властивості покриттів показали, шо для всіх методів наплавлення зі збільшенням вмісту фаз проникнення зносостійкість зростає.
...
Однак характер цього впливу різний для кожного методу нанесення покриттів. Так, для покриттів, одержаних нагріванням СВЧ, залежність зносу від вмісту ТіВ, залишається такою самою, як для литих сплавів (рис. 10.7, крива 2), але абсолютні значення для сплавів з більшим умістом евтектики розрізняються істотно. Покриття з лише евтектичною структурою (13 мас.% ТіВ2) має зносостійкість удвічі вищу порівняно з литим сплавом того самого складу. Сумарний знос покриття і контртіла з жароміцного сплаву ЖС6-К мінімальний для евтектичного складу. Знос контртіла залежно від вмісту дибориду титану в покритті залишається практично попереднім.
...
Рис.10.7. Знос залежно від умісту ТіВ₂всистемі ТН(Р=3,0МПа; У=0,1 м/с, Т= 700 К):
...
ження від 1,0 до 5,0 МПа — Х2; швидкість ковзання, від 0,1 до 1,9 м/с — Х3) знос евтектичного покриття нижчий, ніж литого сплаву —Х3.
...
певне, в цій області, так само, як і для литого сплаву, реалізується механізм композиційного зміцнення. Проте, товщина зміцнювальних кристалів ТіВ2 менша, а, отже, вища дисперсність фаз, оскільки об'ємне співвідношення між ними не змінюється і ефективність зміцнення такими кристалами зростає. В свою чергу, це призводить до зниження рівня пластичної деформації в зоні тертя, що підвищує зносостійкість покриття порівняно з литим сплавом, особливо за підвищених температур, коли знеміцнення матеріалу відбувається швидше, ніж при низьких температурах. Водночас при наплавленні, завдяки градієнту температур, утворюється більш виражена спрямовано-орієнтована структура, яка ефективніша при терті. Слід звернути увагу на факт більш низької зносостійкості доевтектичних лазерних покриттів порівняно з плазмовими (рис. 10.9). Характер залежності корелює з аналогічною залежністю зміни твердості лазерних наплавлених шарів (рис. 10.5). Це зумовлено більшою нерівноважністю процесів кристалізації покриттів, а також значною перенасиченістю твердих розчинів при швидкому охолодженні. Структура покриття, наплавленого порошками з вихідною евтектичною структурою стає доев-тектичною. Проте це відчутно проявляється лише при малих кількостях зміцнювальної фази, коли основною фазою є твердий розчин на базі металевої складової сплавів. Зі збільшенням вмісту фаз проникнення переважний вплив на зносостійкість має зростаюча кількість евтектики, її дисперсність та текстурованість.
...
ження від 1,0 до 5,0 МПа — Х2; швидкість ковзання, від 0,1 до 1,9 м/с — Х3) знос евтектичного покриття нижчий, ніж литого сплаву —Х3.
...
Рис. 10.8. Знос наплавленого СВЧ покриття (2) і литого сплаву системи ТН(1)(У=0,1м/с)
...
Лазерне наплавлення порівняно з плазмовим та СВЧ суттєво підвищує зносостійкість на-плавленних покриттів сплавами за-евтектичного складу, що містять надлишкові кристали дибо-ридів (рис. 10.9). Наявність надлишкових кристалів зміцнювальної фази в заев-тектичних сплавах внаслідок підвищеної крихкості і схильності до викришування призводить
...
Рис. 10.9. Вплив умісту дибориду титану та способу наплавлення на зносостійкість покриттів: 1
...
ми суто евтектичного складу. Однак, у результаті великих швидкостей кристалізації при лазерному наплавленні і утворення при цьому сильно перенасичених розчинів, зменшуються кількість надлишкових кристалів та їхні розміри, покриття за своєю структурою зміщується в бік евтектичного.
...
Дослідженнями поверхонь тертя на растровому електронному мікроскопі встановлено різницю в механізмі зношування покриттів, наплавлених лазером, плазмою та СВЧ. Поверхня тертя покриття, наплавленого при нагріванні СВЧ, характерна для абразивного стирання. Крихкі частинки зміцнювальних фаз, які викришилися при терті, шаржують поверхню контртіла і діють як аб-разив. У той час як поверхня тертя наплавлених лазером покриттів не має слідів крихкого руйнування. Необхідно зазначити, що високотемпературна зносостійкість (1100 К) лазерних наплавок вища, ніж наплавлених СВЧ. Приведене спрацювання наплавленого СВЧ покриття становить 35 мг/(см2 • км), а лазерного наплавлення - 12,5 мг/(см2 • км).
...
Рис. 10.9. Вплив умісту дибориду титану та способу наплавлення на зносостійкість покриттів:
...
Вплив температури на процеси тертя пов'язаний зі зміною властивостей поверхневих шарів. Вирішальне значення в нагріванні мають зниження міцності матеріалу і збільшення товщини шару оксидів на поверхні. Істотна пластична деформація і дія високих температур призводять до суттєвої зміни структури шарів тертя. Покриття мовби перебудовує свою структуру. Саме такі зміни з угворенням вторинних структур і визначають процеси зношування, що супроводжуються деформацією шарів тертя. В умовах високих температур тертя локалізується в тонких шарах і зношування відбувається, в основному внаслідок вилучення оксидних плівок із зони контактування.
...
Для наплавки СВЧ характерне більш інтенсивне утворення оксидних плівокрізної товщини, щопов'язано, напевно, з різною окислюваністю структурних складових. На поверхні тертя спостерігається утворення тріщин, подрібнення частинок зношування. Водночас шар вторинних структур — оксидів на поверхні тертя лазерного покриття більш тонкий. Слідів крихкого руйнування немає. Такий характер утворення вторинних структур налазерних покриттях найімовірніше можна пояснити високим ступенем диференційованості складових структури з різними за інтенсивністю окислення властивостями. Підвищення жаростійкості лазерного покриття зумовлене зменшенням його гетерогенності внаслідок утворення перенасичених розчинів.
...
Таким чином, у порядку зростання зносостійкості покриттів способи наплавлення можна розмістити так: наплавлення СВЧ —> плазмове наплавлення -» лазерне наплавлення. При цьому для нанесення покриттів з порошкових матеріалів доевтектичного складу перевагу слід віддавати плазмовому наплавленню.
...
Евтектичні сплави за зростанням зносостійкості можна розмістити у такий ряд: ВТН -> ХТН -> ТН. Лазерні покриття з цих сплавів розмішуються по-іншому: ХТН -> ТН -> ВТН. Напевне сплав ХТН, який містить найменшу кількість зміцнювальної фази (13 %), при лазерному наплавленні, як уже зазначалося, стаєдоев-тектичним з малим умістом евтектики. Безперечно, певну роль відіграє природа зміцнювальної фази при легуванні металевої матриці і утворенні перенасичених твердих розчинів. Результати випробувань на зношування в умовах тертя ковзання наведено в табл. 10.2.
...
Вплив температури на процеси тертя пов'язаний зі зміною властивостей поверхневих шарів. Вирішальне значення в нагріванні мають зниження міцності матеріалу і збільшення товщини шару оксидів на поверхні. Істотна пластична деформація і дія високих температур призводять до суттєвої зміни структури шарів тертя. Покриття мовби перебудовує свою структуру. Саме такі зміни з угворенням вторинних структур і визначають процеси зношування, що супроводжуються деформацією шарів тертя. В умовах високих температур тертя локалізується в тонких шарах і зношування відбувається, в основному внаслідок вилучення оксидних плівок із зони контактування.
...
Для наплавки СВЧ характерне більш інтенсивне утворення оксидних плівокрізної товщини, щопов'язано, напевно, з різною окислюваністю структурних складових. На поверхні тертя спостерігається утворення тріщин, подрібнення частинок зношування. Водночас шар вторинних структур — оксидів на поверхні тертя лазерного покриття більш тонкий. Слідів крихкого руйнування немає. Такий характер утворення вторинних структур налазерних покриттях найімовірніше можна пояснити високим ступенем диференційованості складових структури з різними за інтенсивністю окислення властивостями. Підвищення жаростійкості лазерного покриття зумовлене зменшенням його гетерогенності внаслідок утворення перенасичених розчинів.
...
Таким чином, у порядку зростання зносостійкості покриттів способи наплавлення можна розмістити так: наплавлення СВЧ —> плазмове наплавлення -» лазерне наплавлення. При цьому для нанесення покриттів з порошкових матеріалів доевтектичного складу перевагу слід віддавати плазмовому наплавленню.
...
Евтектичні сплави за зростанням зносостійкості можна розмістити у такий ряд: ВТН -> ХТН -> ТН. Лазерні покриття з цих сплавів розмішуються по-іншому: ХТН -> ТН -> ВТН. Напевне сплав ХТН, який містить найменшу кількість зміцнювальної фази (13 %), при лазерному наплавленні, як уже зазначалося, стаєдоев-тектичним з малим умістом евтектики. Безперечно, певну роль відіграє природа зміцнювальної фази при легуванні металевої матриці і утворенні перенасичених твердих розчинів. Результати випробувань на зношування в умовах тертя ковзання наведено в табл. 10.2.
...
Результати випробувань на тертя і зношування сплавів та покриттів при питомому навантаженні З МПа, швидкості ковзання 0,1 м/с і температурі 293 К
...
Результати випробувань на тертя і зношування сплавів та покриттів при питомому навантаженні З МПа, швидкості ковзання 0,1 м/с і температурі 293 К
...

Технология конструкционных материалов и материаловедение: Учебное пособие
Сварка, резка, пайка металлов
Сварка, резка и пайка металлов
Променеві методи обробки: Навч. посібник
Сварные базовые детали станков и машин. Обзор
Руководство по пайке металлов
Газовая сварка и резка металлов

"Сварка-ЛИБ" - Техническая библиотека сварщика | Сварка, термообработка, материалы, металлы и сплавы

admin

Променеві методи обробки: Навч. посібник