Структура и механические свойства высокоуглеродистых слоев, полученных по технологии электронно-лучевой обработки углеродных нитей и тканей в воздушной атмосфере

Цель: изучение структурно-фазовых превращений, происходящих в поверхностных слоях низкоуглеродистых сталей при насыщении их углеродом с использованием технологии вневакуумной электронно-лучевой обработки углеродных тканей; проведение структурных исследований с использованием методов оптической и растровой электронной микроскопии; оценка твердости и износостойкости полученных материалов. Использование метода электронно-лучевого оплавления углеродных волокон позволяет формировать высокоуглеродистые слои на низкоуглеродистой стали (0,18% С) толщиной до 3 мм с концентрацией углерода 2,2%. Для наплавки использован пучок электронов мощностью 1,4 МэВ, выведенный в воздушную атмосферу. Рассмотрены особенности формирования наплавленных слоев при использования различных связующих для надежной фиксации наплавляемого материала. Выявлено, что лучшие результаты достигнуты с использованием фенолформальдегидных клеев в качестве связующего вещества. Основными структурными составляющими наплавленных слоев являются: ледебурит, перлит и цементит вторичный видманштеттова типа. Микротвердость полученных покрытий достигает 5000 МПа. Износостойкость наплавленных слоев соответствует свойствам стали 20 после цементации с закалкой с отпуском.