(Приазовский государственный технический университет)
Плазменная поверхностная обработка является эффективным способом повышения механических и эксплуатационных свойств металлоизделий. Известно применение плазменной обработки для конструкционных и инструментальных сталей, твердых сплавов, серых и белых нелегированных чугунов. В то же время остается недостаточно исследованным влияние плазменного упрочнения на свойства высокохромистых чугунов (ВХЧ), которые нашли широкое применение как износостойкий материал.
Плазменную обработку поверхности образцов вели с помощью плазмотрона косвенного действия. В работе исследовали три группы образцов, имевших перед плазменной обработкой различную микроструктуру, а именно: литые образцы; образцы прошедшие закалку и низкий отпуск и образцы, прошедшие закалку и высокий отпуск. Применили четыре режима плазменной обработки, которые обеспечили достижение различной температуры на поверхности образцов – от 800-900 до 1500-1550 оС.
При обработке с нагревом до температур ниже 1200 оС в поверхностных слоях произошла фазовая перекристаллизация с образованием бесструктурного мелкоигольчатого мартенсита повышенной твердости.
При плазменной обработке с нагревом до температур свыше 1300 оС произошло микрооплавление поверхности образцов. В зоне оплавления возникла структура, состоящая из мелких дендритов аустенита, по границам которой залегает карбидная эвтектика. Размеры карбидов в этой эвтектике намного меньше, чем в эвтектике исходной структуры. Мартенсит в этом случае отсутствует.
По результатам исследований были сделаны следующие выводы.
1. Плазменная обработка в целом способствует повышению абразивной износостойкости высокохромистого чугуна. Эффективность этой обработки зависит от исходной структуры чугуна. Наиболее целесообразно применять плазменную обработку ВХЧ в случае предварительной закалки и низкого отпуска, при этом режим обработки должен обеспечивать нагрев до 1100-1200 оС без оплавления.
2. Плазменная обработка с оплавлением может применяться для повышения износостойкости чугуна, имевшего исходную сорбитную структуру матрицы. В этом случае на поверхности формируется структура, состоящая из тонко-дифференцированной карбидной эвтектики и аустенита, склонного к образованию мартенсита деформации при изнашивании. Для ВХЧ в литом состоянии, а также после закалки и низкого отпуска плазменная обработка с оплавлением не приводит к росту абразивной износостойкости.
чавун, плазмова обробка, зносостійкість