Вплив деформування пресуванням на фiзико-механiчнi властивостi покриттiв пiсля передрекристалiзацiйноi термiчноi обробки

УДК 621.793.7

 Дубова М.С., Черноусан А.В, Національний університет кораблебудування ім. адм. Макарова

xzibitmd@gmail.com

ВПЛИВ ДЕФОРМУВАННЯ ПРЕСУВАННЯМ НА ФІЗИКО-МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ПОКРИТТІВ ПІСЛЯ ПЕРЕДРЕКРИСТАЛІЗАЦІЙНОЇ ТЕРМІЧНОЇ ОБРОБКИ

Основна вимога до деталей машин полягає у збільшення ресурсу роботи, підвищенні міцності та зносостійкості в агресивних умовах. Один з найбільш пріорітетних і кардинальних шляхів зміцнення та відновлення деталі є несення покриттів на поверхню деталей і конструкцій, яка зношується. Значних успіхів у підвищенні властивостей газотермічних покриттів досягнуто наноструктуруванням зокрема шляхом застосування передрекристалізаційної термічної обробки (ПТО) [1], яка полягає у формуванні полігонізаційної субструктури шляхом нагрівання металів, сплавів та напилених покриттів до температури початку первинної рекристалізації з короткочасною витримкою [2]. Метою роботи є дослідження впливу деформування пресуванням та тривалості витримки при передрекристалізаційній термічній обробці на твердість та теплопровідність  газотермічних покриттів.

Для напилення електродугового покриття використовували дріт марки 65Г (ГОСТ 9389-75) діаметром 1,2 мм. Напилення покриття проводили на установці КДМ-2 розпилювачем ЕМ-14М за режимом: напруга – 25 В, сила струму – 110 А, тиск стисненого повітря – 0,5 МПа. Плазмове напилення проводили на установці «Київ-7», плазмотроном ПУН-1. Для напилення використовували порошок ніхрому марки ПР-Х20Н80 (ГОСТ 13084-88). Режим напилення: напруга 220 В, сила струму 130 А, дистанція напилення 200 мм. Термічну обробку зразків проводили в лабораторній електричній печі СНОЛ-1.6.2.0.08/9-М1. Деформація проводилась на гідравлічному пресі Losen Housen WLRK (Dusseldorf, 35 т). Теплопровідність визначали на вимірювачі ИТ--400. Твердість HV5 визначалась на приладі типу «Віккерс» при навантаженні на індентор 5кг (ДСТУ ISO 6507-4:2008). [pic 1]

Вибір оптимальних температуро-часових параметрів, які забезпечують максимальну твердість проводили при температурі 500 °С з витримкою від 3 до 4,5 хвилин та охолодженням на повітрі, результати представлені на рис. 1 (б).

На пластину зі сталі 3 розміром 60×50 мм та  товщиною 2,5 мм напилено  покриття електродуговим методом. Товщина покриття складала 2,3..2,5 мм. Після розрізання пластини на менші зразки, покриття відколювалось для подальшої деформації на пресі з максимальним навантаженням 33 000 кг. Твердість покриття після напилення – 2,8 ГПа. Деформовані покриття піддавались ПТО за температури 400 ˚С, при різних значеннях тривалості витримки. Результати досліджень наведені на рис.1 (а).

Як видно з рисунку 1 (а), даний графік залежності носить екстремальний характер. Покриття із величиною деформації 25% досягає максимальної твердості 4,12 ГПа (з приростом на 47%) на 5-й хвилині витримки, проте подальша витримка призводить до різкого зменшення показника твердості.