Материалы для газотермического напыления, полученные методом диффузионного легирования из порошков на основе сталей аустенитного класса

Представлены экспериментальные исследования композиционных порошковых материалов для плазменного напыления, полученных способом диффузионного легирования порошковых материалов на основе аустенитных сталей. Выявлено, что главными факторами, формирующими диффузионный слой на порошковом материале, являются состав необходимой насыщающей среды, температура обработки и длительность химико-термического воздействия. Создание однофазных слоев диффузии возможно только в случае минимального уровня температурно-временных характеристик при термической обработке. Этому также способствуют применение сред с небольшой концентрацией бора и введение в насыщающую смесь из порошка добавок, тормозящих процесс насыщения (таких как углерод, алюминий, кремний). С учетом проведенных с помощью микрорентгеноспектрального анализа исследований расположения элементов, способствующих легированию порошка, а также микродюрометрических характеристик подробно рассмотрены строение и состав порошков. С повышением степени легированности порошкового материала составляющая высокобористой фазы возрастает. Значительные изменения фазового состава, так же как и химического, заметны при диффузионной обработке следующих легированных порошковых материалов: ПР-Х18Н9, ПР-Х18Н10, ПР-Х18Н15. Вытесняемый боридами в переходную зону свободный углерод создает с хромом дисперсные комплексные карбидные соединения. Это подтверждается характером распределения карбидообразующих составляющих в порошковой частице. Все карбидообразующие элементы в отличие от некарбидообразующего кремния имеют характерные концентрационные пики-всплески. Кремний практически не присутствует в рассмотренной фазе FeB и обнаруживается лишь в очень незначительном количестве в исследуемой фазе Fe2B; он оттесняется высокобористыми фазами к подслою. Изменение же микротвердости исследуемых фаз FeB и Fe2B связано с растворением соответствующих легирующих элементов в них и искажением кристаллической решетки в боридах. Подобное явление характерно также для насыщения с применением бора или при проведении химико-термической обработки легированных сталей; оно отмечено в ряде исследований. Увеличение микротвердости ядра частицы при ее борировании вызвано оттеснением углерода и легирующих элементов растущим фронтом боридных фаз. При повышении температурного режима и увеличении времени проведения борирования и до реализации эффекта при встречной диффузии происходит перемещение зоны ядра с повышенной микротвердостью к сердцевине частицы.

1. Пантелеенко, Ф. И. Особенности диффузионного массопереноса при получении самофлюсующихся порошков на железной основе для наплавки и напыления / Ф. И. Пантелеенко, В. М. Константинов, И. Б. Сороговец // Реофизика и теплофизика неравновесных систем: материалы Междунар. школы-сем., май 1991 г. Минск: АНК Ин-т тепло- и массообмена имени А. В. Лыкова АН БССР, 1991. Ч. 2. Кинетические процессы в конденсированных средах. С. 89-93.

2. Пантелеенко, Ф. И. Самофлюсующиеся порошки и износостойкие покрытия из них / Ф. И. Пантелеенко, С. Н. Любецкий. Минск: БелНИИНТИ, 1991. 59 с.

3. О росте борированного слоя на сферическом порошке железа / Ф. И. Пантелеенко [и др.] // Весцi АН БССР. Сер. фiз.-тэхн. навук. 1991. № 1. С. 22-24.

4. Пантелеенко, Ф. И. Самофлюсующиеся порошки на железной основе для защитных покрытий / Ф. И. Пантелеенко, С. Н. Любецкий // Весцi АН БССР. Сер. фiз.-тэхн. навук. 1991. № 3. С. 22-27.

5. Получение порошков из аустенитных сталей методом диффузионного легирования. / Ф. И. Пантелеенко [и др.] // Вестник Белорусского национального технического университета. 2010. N. 6. С. 18-23.

6. Способ получения самофлюсующегося порошка: пат. 17321 Респ. Беларусь, МПК B 22F 1/02; C 23C 8/70 / В. А. Оковитый, Ф. И. Пантелеенко, О. Г. Девойно, А. Ф. Пантелеенко, В. В. Оковитый. Oпубл. 27.03.2013.

7. Cостав для газотермического напыления износостойких покрытий: пат. 15833 Респ. Беларусь, МПК В 22F 1/00; С 23С 4/06 / В. А. Оковитый, О. Г. Девойно, А. Ф. Пантелеенко, В. В. Оковитый. Oпубл. 30.04.2012.

8. Методика разработки комбинированных упрочняющих технологических процессов / Ф. И. Пантелеенко [и др.] // Упрочняющие технологии и покрытия. 2010. № 10. С 36-42.

9. Пантелеенко, Ф. И. Исследование структуры износостойких покрытий / Ф. И. Пантелеенко, В. А. Оковитый, А. Ф. Пантелеенко // Сварка и родственные технологии: сб. докл. Междунар. симпоз. Минск, 2012. С. 150-152.

10. Пантелеенко, Ф. И. Разработка технологического процесса плазменного напыления покрытий на детали коробок передач энергонасыщенных тракторов / Ф. И. Пантелеенко, В. А. Оковитый, А. Ф. Пантелеенко // Труды ГОСНИТИ. 2012. Т. 110, ч. 2. С. 19-22.

11. Пантелеенко, Ф. И. Исследование и разработка процессов получения композиционных материалов на основе оксидной керамики с включениями твердой смазки для газотермического напыления с последующей обработкой высококонцентрированными источниками энергии / Ф. И. Пантелеенко, В. А. Оковитый, А. Ф. Пантелеенко // Современные перспективные материалы / под ред. В. В. Клубовича. Витебск: ВГТУ, 2011. С. 185-203.