Исследование структуры и твердости сталь-молибденового покрытия

Abstract

RU: Цель. Все чаще для решения проблемы повышения эксплуатационных характеристик материалов привлекают новые методы поверхностного упрочнения и формирования специальных свойств материалов. Из них особое место занимает газотермическое нанесение покрытий. Их используют в различных отраслях машиностроения для защиты поверхности деталей и узлов машин от абразивного износа. Кроме того эти детали и узлы в процессе работы можно неоднократно восстанавливать путем повторного нанесения покрытий, что заметно сокращает затраты на ремонт оборудования, уменьшает расход материалов на изготовление новых деталей. Целью работы было установить влияние газотермического напыления на твердость поверхностного слоя, определить связь между микротвердостью и структурным состоянием. Результаты. Значение замеров микротвердости молибдена и стали в поверхностном слое согласуются с характером структурных составляющих. Важнейшей характеристикой напыленного слоя, определяющей успешную работу покрытия, является его связь с поверхностью подложки. Скоростная кристаллизация под давлением способствует созданию мелкозернистой структуры. Научная новизна. Объяснен механизм формирования покрытия путем последовательной упаковки сильно деформирующихся частиц и образования слоистой структуры. Высокая твердость частиц молибдена в напыленном слое обусловлена рядом факторов: сверхмелким зерном, наклепом частиц и изменением их химического состава, создающим условие для упрочнения старением. Твердость стальных частиц определяется мелкодисперсными карбидами и наклепом аустенита

UK: Мета. Все частіше для вирішення проблеми підвищення експлуатаційних характеристик матеріалів залучають нові методи поверхневого зміцнення і формування спеціальних властивостей матеріалів. Особливе місце посідає газотермічне покриття. Його використовують в різних галузях машинобудування для захисту поверхні деталей і вузлів машин від абразивного зношування. Крім того ці деталі і вузли в процесі роботи можна неодноразово відновлювати шляхом повторного нанесення покриття, що помітно зменшує витрати на ремонт обладнання, знижує витрату матеріалів на виготовлення нових деталей. Метою роботи було встановити вплив газотермічного напилення на твердість поверхневого шару, визначити зв’язок між мікротвердістю і структурним станом. Результати. Значення замірів мікротвердості молібдена і сталі в поверхневому шарі погоджуються з характером структурних складових. Важливою характеристикою напиленого шару, що визначає успішну роботу покриття, є його з’вязок з поверхнею підложки. Швидка кристалізація під тиском сприяє утворенню дрібнозернистої структури. Наукова новизна. Обґрунтовано механізм формування покриття шляхом послідовної упаковки міцно деформованих частинок і утворення багатошарової структури. Висока твердість частинок молібдена в напиленому шарі обумовлена рядом факторів: наддрібним зерном, наклепом частинок і зміною їх хімічного складу, що утворює умови для зміцнення старінням. Твердість сталевих частинок визначається дрібнодисперсними карбідами і наклепом аустеніту

EN: Purpose. The new methods of surface hardening and creation of special materials are appealed for problem solving of the increasing of exploitation characteristic of materials. Among them a special place is gas-thermal coating. They are used in the different branches of machine-building for protection of the surface of details and machine assemblies from abrasion wearout. In addition, these parts and components during operation can be restored by repeatedly re-coating, that significantly reduces the cost of repair of equipment, reduces the consumption of materials to manufacture new details. Purpose of the work is to establish the influence of the gas-thermal spraying on the hardness of surface coating and to determine the connection between microhardness and structural state.

The results. The value of measurements of the microhardness of molybdenum and steel in the surface layer are consistent with character of structural components. The major characteristic of the deposited layer, determining the success work of the coating is its relationship with the substrate surface. Rapid crystallization under the pressure help to create of fine-grained structure.

Scientific novelty. The mechanism of formation of the coating by sequentially packaging of greatly deformed particles and the formation of the layered structure are shown. High hardness of the particles of molybdenum of sprayed layer is stipulated by several factors: the ultrafine grain, hardening particles and change of their chemical composition, being created the conditions for senescence hardening. The hardness of steel parts is determined by micro dispersive carbides and hardening of austenite