УДК 620.186

DOI 10.24411/1683-805X-2020-12002

 

Исследовано покрытие, полученное электронно-лучевой наплавкой, легированной азотом аустенитной стали (24.4Cr, 16.4Mn, 0.18Ni, 1.1Si, 0.57С, 0.7N, ост. Fe (вес. %)). Электронно-лучевую наплавку выполняли непрерывным низкоэнергетическим (27 кэВ), низкоточным (0.02–0.04 A) сфокусированным электронным лучом с использованием электронно-лучевой установки при остаточном давлении 0.1 Па. В статье исследованы микроструктура, фазовый состав, химический состав покрытия OM/AES/XRD/SEM/EDS методами. Покрытие не имеет пор, обладает высоким деформационным упрочнением и износостойкостью. Принципиально важную роль в управлении структурой и износостойкостью наносимого покрытия играет создание в стали карбонитридов М₇(С, N)₃, которые способны различать зоны кривизны кристаллической решетки и стабильную трансляционно-инвариантную решетку. Фрикционные нагрузки в процессе изнашивания инициируют g ® a¢-превращение. С увеличением фрикционной нагрузки коэффициент трения уменьшается.

Ключевые слова: электронно-лучевая наплавка, покрытие, аустенит, карбонитриды, двойникование, мартенситное превращение, износостойкость

 

Control over the structure and wear resistance of an electron beam overlay coating of carbon-nitrogen austenitic steel

The study investigates an electron beam overlay coating of nitrogen alloyed austenitic steel (24.4Cr, 16.4Mn, 0.18Ni, 1.1Si, 0.57С, 0.7N, the rest is Fe (wt. %)). Electron beam overlay welding was performed by a continuous low-energy (27 keV) and low-current (0.02–0.04 A) focused electron beam on an electron-beam system at a residual pressure of 0.1 Pa. The microstructure, phase composition, and chemical composition of the coating were examined by OM/AES/ XRD/SEM/EDS methods. The coating has no pores, has high strain hardening and wear resistance. The formation of М₇(С, N)₃ carbonitrides in the steel plays a crucial role in controlling the structure and wear resistance of the applied coating, because the carbonitrides are able to distinguish between the lattice curvature zones and the stable translationally invariant lattice. Friction loads during wear trigger a g ® a¢ transformation. With increasing frictional load, the coefficient of friction decreases.

Keywords: electron beam overlay welding, coating, austenite, carbonitrides, twinning, martensitic transformation, wear resistance

 

В.Е. Панин, Н.А. Наркевич, В.Г. Дураков, И.А. Шулепов  Управление структурой и износостойкостью электронно-лучевого покрытия из углеродоазотистой аустенитной стали // Физ. мезомех. - 2020. - Т. 23. - № 2. - С. 15-23