Використання структурних аномалій в стальних газотермічних покриттях при підвищенні їх зносостійкості

Анотація

Досліджена структури газотермических покриттів із дротяних матеріалів шляхом визначення раціональних методів керування процесом структуроутворення для досягнення найбільш високих фізико-механічних властивостей відновлюємих поверхонь деталей транспортних засобів. Встановлено ефект утворення аномально великої кількості залишкового аустеніту при напиленні покриттів із сталевих дротів. Запропоновано технології використання «аустенітного ефекту» для підвищення зносостійкості покриттів.. Визначено, що основними факторами, що впливають на вміст залишкового аустеніту в загартованій сталі, є швидкість охолодження сталі, концентрація легуючих елементів в аустенітній фазі, а також термічна стабілізація аустеніту при самовідпуску.

Показано, що для забезпечення формування в структурі напилених покриттів з легованих конструкційних, інструментальних та корозійностійких сталей метастабільного аустеніту, що має низьку температуру протікання деформаційного гама-альфа перетворення, яка відповідає температурам експлуатації вузлів тертя ковзання, необхідно досягнення певних умов формування покриття (температури нагріву і розпилення дроту, швидкості охолодження розплавлених частинок і ступеню їх окислення). Однією з найбільш ймовірних причин появи «аустенітного ефекту» в покриттях є розігрівання поверхневого шару до температури, що сприяє термічній стабілізації аустеніту, а також насиченню крапель розплаву легуючими елементами (перш за все хромом) і домішками впровадження (вуглець, азот) в процесі розплавлення дроту в полум'ї. Відносно низька швидкість польоту розплавлених частинок стали і висока концентрація пропану, що містить  вуглець в продуктах горіння, сприяють глибокого насиченню крапель розплаву вуглецем. Ймовірно, що саме з цими обставинами пов'язаний високий вміст залишкового аустеніту в покриттях, отриманих газополуменевим напиленням. Додатковим фактором, що збільшує стійкість аустеніту в напиленому покритті може бути насичення крапель розплаву вуглецем в процесі розплавлення і розпилення з використанням полум’я пропану.

Проведені дослідження дозволили припустити, що як для методу газополуменевого напилення, так як і для методу електродугового напилення існують такі режими і сталі для розпилення які дозволяють забезпечувати формування в покриттях великої кількості метастабільного аустеніту, який в процесі роботи трибоспряження перейде в мартенсит. .На підставі проведених досліджень запропоновані технології відновлення деталей засобів транспорту шляхом нанесення багатофункціональних покриттів, в яких вибір методу нагріву дроту при розпиленні здійснюється в залежності від температури початку мартенситного перетворення матеріалу дроту.