Исследование закономерностей формирования износостойких покрытий на поверхности хромоникелевой аустенитной стали, полученных методом наплавки аморфного бора с использованием электронно-лучевых технологий

Хромоникелевые аустенитные стали широко применяются для изготовления конструкции ответственного назначения в нефте- и газодобывающей промышленности, энергетике, криогенной технике, химическом машиностроении, поскольку сохраняют высокую пластичность и вязкость в широком температурном диапазоне, а также сочетают высокую коррозионную стойкость с хорошими технологическими свойствами. Однако, одна из проблем, характерная для данного класса сталей, заключается в низкой износостойкости. Одним из перспективных методов повышения данной характеристики стали является нанесение на их поверхность износостойких покрытий путем наплавки порошковых материалов. В связи с чем, проект направлен на развитие исследований, проводимых в рамках подготовки диссертации на соискание ученой степени кандидата наук по специальности 05.16.09 аспиранта кафедры «Материаловедение в машиностроении» НГТУ Бушуевой Е.Г. Работа акцентирована на разработку новых составов модифицирующих добавок для поверхностного упрочнения хромоникелевой аустенитной стали. Большинство легирующих элементов, приводящих к образованию карбидов, повышают уровень износостойкости поверхностных слоев, но отрицательно сказываются на коррозионной стойкости хромоникелевых сталей. Формирование нитридов наоборот положительно оказывает влияние на химическую стойкость, но износостойкость повышается незначительно. Оптимальным вариантом является борирование, поскольку борирование обеспечивает высокую износостойкость, с сохранением коррозионной стойкости. Однако формирование таких слоев при использовании высокоскоростного нагрева является сложным и трудно контролируемым процессом, связанным с высокими скоростями нагрева и охлаждения, ликвацией при кристаллизации поверхностного слоя. В ходе выполнения проекта выбраны оптимальные составы наплавляемых порошковых смесей, обеспечивающие формирование дисперсно-упрочняющих частиц боридов в поверхностном слое стали 12Х18Н9Т модифицированной методом вневакуумной электронно-лучевой наплавки борсодержащих порошковых смесей. Выявлена роль смачивающих компонентов в обеспечении высоких показателей износостойкости, коррозионной стойкости и немагнитности поверхностно упрочненной стали 12Х18Н9Т. Оценено влияние технологических параметров электронно-лучевой наплавки на морфологию, фазовый состав и распределение высокопрочных частиц, а также их влияние на уровень износостойкости стали 12Х18Н9Т. Кроме того, выявлены основные механизмы структурных превращений, происходящих в процессе высокоскоростного поверхностного легирования стали 12Х18Н9Т.Используемое в рамках проведения работы аналитическое оборудование мирового уровня позволит детально проанализировать структурно-фазовые преобразования, происходящие в поверхностном слое при вневакуумной электронно-лучевой наплавки борсодержащих порошковых смесей на сталь 12Х18Н9Т. Результаты, которые получены при реализации проекта, соответствуют мировому уровню материаловедческих исследований что, позволит повысить научную и практическую значимость работы, и успешно представить диссертацию к защите.