Плазменное покрытие быстрорежущей молибденовой стали: структурно-фазовые состояния и свойства
УДК 669.14.018.252
Аннотация
Изучены структура, механические и трибологические свойства поверхности плазменного наплавленного слоя в среде азота быстрорежущей молибденовой сталью на подложку из среднеуглеродистой стали 30ХГСА. Установлено, что наплавленный слой имеет поликристаллическую структуру и содержит прослойки эвтектики. Зерна эвтектики сформированы чередующимися слоями карбида типа Me23C6 или Me6C и слоями a-фазы. Вдоль границ зерен a-фазы обнаруживаются монолитные включения карбидов типа Me23C6 или Me6C. Многофазная структура наплавленного слоя представлена a-фазой (твердый раствор на основе ОЦК кристаллической решетки Fe), у-фазой (твердый раствор на основе ГЦК кристаллической решетки Fe), карбидами сложного состава Me23c6 и Me6c, карбидом железа состава Fe2c. Формирование наплавленного слоя сопровождается мартенситным у -> a превращением с образованием структуры пластинчатого мартенсита. Нанотвердость наплавленного слоя достигает 14 ГПа, модуль Юнга равен 257,9 ГПа, параметр износа 2,04 10-6 мм3/Н-м, коэффициент трения 0,75.
Скачивания
Литература
Kremnev L.S. From High-Speed Tungsten Steel to High-Temperature Molybdenum Steel: A Century of High-Speed Steel // Steel in Translation. 2009. Vol. 39. № 12. P. 1111-1118.
Громов В.Е., Чапайкин А.С., Невский С.А. Структура, свойства и модели наплавки быстрорежущей стали после отпуска и электронно-пучковой обработки. Новокузнецк: Полиграфист, 2024. 171 с.
Chaus A.S., Pokorny P, Caplovic E., et al. Complex fine-scale diffusion coating formed at low temperature on highspeed steel substrate // Applied Surface Science. 2018. Vol. 437. P. 257-270. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2017.12.173
Emelyushin A.N., Petrochenko E.V., Nefed'ev S.P Investigation of the structure and impact-abrasive resistance of coatings of the Fe-C-Cr-Mn-Si system, additionally alloyed with nitrogen // Welding International. 2013. Vol. 27. № 2. P. 150-153.
Нефедьев С.П., Емелюшин А.Н. Влияние азота на формирование структуры и свойств плазменных покрытий типа 10Р6М5 // Вестник Югорского государственного университета. 2021. № 3 (62). С. 33-45. https://doi.org/10.17816/byusu20210233-45
Емелюшин А.Н., Петроченко Е.В., Нефедьев С.П. Исследование структуры и ударно-абразивной износостойкости покрытий системы Fe-C-Cr-Mn-Si, дополнительно легированных азотом // Сварочное производство. 2011. № 10. С. 18-22.
Кремнев Л.С., Онегина А.К., Виноградова Л.А. Особенности превращений, структуры и свойств молибденовых быстрорежущих сталей // Металловедение и термическая обработка металлов. 2009. № 12 (654). С. 13-19.
Кремнев Л.С. Теория легирования и создание на ее основе теплостойких инструментальных сталей и сплавов // Металловедение и термическая обработка металлов. 2008. № 11. С. 18-28.
Купалова И.К. Фазовый анализ и фазовый состав быстрорежущих сталей (обзор) // Заводская лаборатория. 1983. № 1. С. 27-40/
Вострецов Г.Н. Деформационная способность наплавленного теплостойкого металла типа Р2М8 при мартен-ситном превращении // Вестник Сибирского государственного индустриального университета. 2012. № 1. С. 7-10
Иванов Ю.Ф., Громов В.Е., Миненко С.С., Гусева Т.П., Чапайкин А.С., Семин А.П. Структура и свойства поверхностного слоя, полученного плазменной наплавкой из высокоэнтропийной молибденовой быстрорежущей стали, после комплексной обработки // Материаловедение. 2025. № 6. С. 15-23.
Gromov V.E., Ivanov Yu.F., Yuryev A.B., et al. Modification of transition zone structure of high-speed steel surfacing — substrate by electron-beam treatment // Вестник Сибирского государственного индустриального университета. 2025. № 1 (51). C. 43-50.
Egerton F.R. Physical Principles of Electron Microscopy. Basel: Springer International Publishing, 2016. 196 р.
Kumar C.S.S.R. Transmission Electron Microscopy. Characterization of Nanomaterials. New York: Springer, 2014. 717 р.
Carter C.B., Williams D.B. Transmission Electron Microscopy. Berlin: Springer International Publishing, 2016. 518 р.
Курдюмов В.Г., Утевский Л.М., Энтин РИ. Превращения в железе и стали. М.: Наука, 1977. 236с.
References
Kremnev L.S. From High-Speed Tungsten Steel to High-Temperature Molybdenum Steel: A Century of High-Speed Steel. Steel in Translation. 2009. Vol. 39. No 12. P. 1111-1118.
Gromov V.E., Chapaykin A.S., Nevsky S.A. Structure, Properties and Surfacing Models of High-Speed Steel After Tempering and Electron Beam Treatment. Novokuznetsk: Poligrafist; 2024. 171 p. (In Russ.).
Chaus A.S., Pokorny P., Caplovic E., et аl. Complex Fine-Scale Diffusion Coating Formed at Low Temperature on HighSpeed Steel Substrate. Applied Surface Science. 2018. Vol. 437. P. 257-270. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2017.12.173
Emelyushin A.N., Petrochenko E.V., Nefedev S.P Investigation of the Structure and Impact-Abrasive Resistance of Coatings of the Fe-C-Cr-Mn-Si System, Additionally Alloyed with Nitrogen. Welding International. 2013. Vo1. 27. No 2. P. 150-153. https://doi.org/10.1080/095071l6.2012.695548
Nefedev S.P, Emelyushin A.N. The Influence of Nitrogen on the Formation of the Structure and Properties of Plasma Coatings of the l0P6M5 Type. Yugra State University Bulletin.2021. No 3 (62). P. 33-45. (In Russ.). https://doi.org/10.17816/ byusu20210233-45
Emelyushin A.N., Petrochenko E.V., Nefedev S.P Investigation of the Structure and Impact-Abrasive Wear Resistance of Coatings of the Fe-C-Cr-Mn-Si System, Additionally Alloyed with Nitrogen. Welding International. 201l. No 10. P. 18-22. (In Russ.).
Kremnev L.S., Onegina A.K., Vinogradova L.A. Features of Transformations, Structure and Properties of Molybdenum High-Speed Steels. Metallovedenie I Termicheskaya Obrabotka Metallov. 2009. No 12 (654). P. 13-19. (In Russ.).
Kremnev L.S. Theory of Alloying and Creation of Heat-Resistant Tool Steels and Alloys Based on It. Metal Science and Heat Treatment. 2008. No 11. P. 18-28. (In Russ.).
Kupalova I.K. Phase Analysis and Phase Composition of High-Speed Steels (Review). Industrial Laboratory. 1983. No 1. P. 27-40. (In Russ.).
Vostretsov G.N. Deformation Capacity of Surfacing Heat-Resistant Metal of Type R2M8 During Martensitic Transformation. Bulletin of the Siberian State Industrial University. 2012. No 1. P 7-10. (In Russ.).
Ivanov Yu.F., Gromov V.E., Minenko S.S., et al. Structure and Properties of the Surface Layer Obtained by Plasma Surfacing from High-Entropy Molybdenum High-Speed Steel After Comprehensive Treatment. Materials Sciences Transactions. 2025. No 6. P. 15-23. (In Russ.).
Gromov V.E., Ivanov Yu.F., Yuryev A.B., et al. Modification of Transition Zone Structure of High-Speed Steel Surfacing — Substrate by Electron-Beam Treatment. Bulletin of the Siberian State Industrial University. 2025. No l (51). P. 43-50.
Egerton F.R. Physical Principles of Electron Microscopy. Basel: Springer International Publishing, 2016. 196 p.
Kumar C.S.S.R. Transmission Electron Microscopy. Characterization of Nanomaterials. New York: Springer, 2014. 717 p.
Carter C.B., Williams D.B. Transmission Electron Microscopy. Berlin: Springer International Publishing, 2016. 518 p.
Kurdjumov V.G., Utevsky L.M., Entin R.I. Transformations in Iron and Steel. Moscow: Nauka, 1977. 236 p. (In Russ.).
Copyright (c) 2026 Алексей Борисович Юрьев, Ирина Викторовна Баклушина, Юрий Федорович Иванов, Игорь Юрьевич Литовченко
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
