Исследование и разработка процессов получения композиционных материалов для газотермического напыления методом диффузионного легирования из порошков на основе сталей аустенитного класса

Abstract

Объектом исследований являются композиционные материалы для газотермического напыления, полученные методом диффузионного легирования из порошков на основе сталей аустенитного класса и свойств плазменных и газопламенных покрытий до и после высокоэнергетической обработки из данных композиционных материалов. Цель исследований – разработка нового класса недорогих эффективных самофлюсующихся порошков на основе аустенитных сталей, полученных методом диффузионного легирования и композиционных износостойких покрытий на их основе с повышенными эксплутационными характеристиками и исследование свойств покрытий из данных композиционных материалов для газотермического напыления до и после высокоэнергетической обработки. Разработаны методики формирования и исследования композиционных материалов для газотермического напыления, полученных методом диффузионного легирования из порошков на основе сталей аустенитного класса. Исследованы строение и фазовый состава композиционных материалов для газотермического напыления, полученных методом диффузионного легирования из порошков на основе сталей аустенитного класса. Изучены технологические свойства композиционных материалов. Исследованы и оптимизированы режимы газотермического напыления покрытий из композиционных материалов,а так же процессов последующей высокоэнергетической обработки. Исследованы технологические характеристики покрытий из композиционных материалов для газотермического напыления, полученных методом диффузионного легирования из порошков на основе сталей аустенитного класса. Показано преимущество таких покрытий по сравнению со стандартными материалами. Это объясняется более высокой когезионной прочностью с возрастанием в них степени релаксации остаточных напряжений за счет микроразрушений и деформаций, за счет правильного выбора режимов напыления. Изучены твердость, износостойкость при трении скольжения и прочность сцепления покрытий, наплавленных из разработанного класса самофлюсующихся порошков на основе ПР–Х18Н9, подвергнутых импульсно-плазменной обработке Установлено, что с увеличением содержания бора в порошке твердость наплавленных из них покрытий возрастает в широком диапазоне от 300 до 920 HV. Лазерные наплавленные покрытия имеют более высокую твердость, чем газопламенные, однако в области малых содержаний бора ( д о 2 ,5%) о ни мягче газопламенных, что вызвано большей степенью пересыщенности α или γ–растворов после лазерной наплавки, более быстрым охлаждением покрытия и, следовательно, меньшей долей эвтектики и боридной фазы в ней. Импульсно-плазменные покрытия имеют более высокую твердость, чем лазерные, однако в области малых содержаний бора ( до 3%) они мягче лазерных, что вызвано большей степенью пересыщенности α или γ–растворов после импульсно-плазменной обработки, более быстрым охлаждением покрытия и, следовательно, меньшей долей эвтектики и боридной фазы в ней.