Издательство
Каталог
Авторам
Рекламодателям
КонтактыВНИМАНИЕ!
Новый адрес редакций журналов Колодезный пер., 2 А.
ООО «Издательство «Инновационное машиностроение»
- КНИГИ Прайс-лист
- ЖУРНАЛЫ Прайс-лист
Книги и журналы, просмотренные ранее
Статьи автора
К последнему номеру журналаВсе статьи автора в журнале: Громов В.Е.
- Наноструктурирование поверхности карбидовольфрамовых твердых сплавов при электровзрывном легированииNanostructuring of W–Co hard alloys surface by electro-explosive alloyingАвторы статьиAuthorsОсколкова Т.Н.Oskolkova T.N.Будовских Е.А.Budovskikh E.A.Громов В.Е.Gromov V.E.
Наноструктурирование поверхности карбидовольфрамовых твердых сплавов при электровзрывном легировании
Проведено упрочнение твердого сплава путем воздействия на поверхность импульсных плазменных струй, cформированных при электрическом взрыве углеграфитовых волокон. Методами профилометрии, сканирующей электронной микроскопии, рентгеноструктурного и дюрометрического анализов установлено, что обработка в низкоэнергетическом режиме без оплавления облучаемой поверхности не меняет фазового состава твердого сплава. Обработка с оплавлением приводит к сглаживанию рельефа поверхности, образованию зоны воздействия с повышенной твердостью глубиной 20…25 мкм. Упрочнение происходит за счет смены типа монокарбида вольфрама WC в твердом сплаве на другой тип W2C, который обладает большей твердостью, и уменьшения величины карбида вольфрама W2C в поверхностном слое.
Ключевые слова
инструмент; карбидовольфрамовые твердые сплавы; поверхностное упрочнение; электровзрывное легирование.
Nanostructuring of W–Co hard alloys surface by electro-explosive alloying
The hardening of hard alloy by influence of impulse plasma jets formed by electric explosion of carbo-graphite fiber is conducted. By profilometry, scanning electronic microscopy, X-ray crystal analysis and hardness testing it is established that treatment in low-energy condition without surface melting in exposed to jets surface does not change phase composition of hard alloy. The treatment with surface melting leads to planarization of the surface, forming the zone of influence with higher hardness 20…25 µm in depth. The hardening takes place thanks to the changing of one type of carbide WC in hard alloy to another type W2C which has higher hardness, and size reduction of W2C in surface layer.
Keywords
instrument; WC–Co hard alloys; surface hardening; electro-explosive alloying.
- Физическая природа термомеханического упрочнения арматуры большого диаметраАвторы статьиAuthorsГромов В.Е.Gromov V.E.Ефимов О.Ю.Efimov O.Y.Юрьев А.Б.YUrev A.B.Коновалов С.В.Konovalov S.V.Иванов Ю.Ф.Ivanov Y.F.
Физическая природа термомеханического упрочнения арматуры большого диаметра
Приведены результаты исследования поверхности разрушения, фазового состава и дефектной субструктуры арматуры диаметром 50 мм из стали 18Г2С, термоупрочненной с горячего проката по схеме прерванной закалки. Установлена физическая природа и закономерности изменения количественных параметров структуры, фазового состава и дислокационной субструктуры по сечению арматуры.
Ключевые слова
The results of investigation of fracture surface, phase composition and defect substructure of diameter 50 mm steel 18G2S reinforcement thermostrengthed on the interrupted quenching scheme of hot rolling are presented. The physical nature and evolutiondependencies of structure, phase composition and dislocation substructure quantity parameters on the reinforcement cross section have been established.
Keywords
- Эволюция наноразмерной субструктуры и фазового состава при эксплуатации плазменно-упрочненных чугунных валковEvolution of nanosize substructure and phase state during the service of plasma strengthened cast iron rollsАвторы статьиAuthorsЕфимов О.Ю.Efimov O.Y.Иванов Ю.Ф.Ivanov Y.F.Громов В.Е.Gromov V.E.Коновалов С.В.Konovalov S.V.
Эволюция наноразмерной субструктуры и фазового состава при эксплуатации плазменно-упрочненных чугунных валков
Установлены закономерности эволюции структуры и фазового состава плазменно-упрочненных чугунных валков при прокатке. В поверхностном слое прослежено изменение нанокристаллической зеренной структуры на основе альфа-фазы (размер кристаллитов 35...40 нм), стабилизированной частицами цементита размером ~3...5 нм. Определены источники дальнодействующих полей напряжений, формирующихся в валке в результате эксплуатации. Показано, что поля напряжений максимальной величины формируются в поверхностном слое в структуре нанокристаллических зерен феррита.
Ключевые слова
Evolution of nanosize substructure and phase state during the service of plasma strengthened cast iron rolls
The regularities of the structure and phase composition evolution of plasma strengthened cast-iron rolls when rolling are established. The changes of the nanocrystalline grain structure on base alfa-phase (the size of crystallites are 35...40 nm), stabilized by the cementite particles of ~3...5 nm size are traced in the surface layer. The sources of far acting stress fields, being formed in the rolls as result of service are defined. It is shown that the stress fields of the maximum value are formed in the surface layer in structure of nanocrystalline ferrite grains.
Keywords
cast iron; substructure; phase; nanosize; plasma; strengthening; evolution.
- Исследовательский комплекс изучения ползучестиResearch complex for creeping study.Авторы статьиAuthorsДружилов А.С.Drujilov A.S.Коновалов С.В.Konovalov S.V.Филипьев Р.А.Filipev R.A.Громов В.Е.Gromov V.E.
Исследовательский комплекс изучения ползучести
Приведено описание разработанного лабораторного комплекса, позволяющего проводить испытания на ползучесть металлов и сплавов и анализ кривых ползучести. Представлены основные принципы работы и программное обеспечение.
Ключевые слова
Research complex for creeping study.
The article brings the description of the designed laboratory device for metal creep tests and analysis of the creep curves. The work main principles and program insuring are presented.
Keywords
- Особенности формирования структуры и фазового состава поверхности стали Гадфильда при тренииАвторы статьиAuthorsАлешина Е.А.Aleshina E.A.Иванов Ю.Ф.Ivanov Y.F.Колубаев А.В.Kolubaev A.V.Сизова О.В.Sizova O.V.Коновалов С.В.Konovalov S.V.Громов В.Е.Gromov V.E.
Особенности формирования структуры и фазового состава поверхности стали Гадфильда при трении
Приведены результаты исследования структуры поверхностного слоя стали Гадфильда, образовавшегося в условиях сухого трения скольжения. Методами рентгеноструктурного анализа, оптической, сканирующей и дифракционной электронной микроскопии исследованы фазовый состав и дефектная субструктура на поверхности трения.
Ключевые слова
Keywords
- Эволюция зеренной структуры стали при многоцикловых усталостных испытанияхАвторы статьиAuthorsПискаленко В.В.Piskalenko V.V.Воробьёв С.В.Vorobёv S.V.Иванов Ю.Ф.Ivanov Y.F.Громов В.Е.Gromov V.E.
Эволюция зеренной структуры стали при многоцикловых усталостных испытаниях
Методами металлографии травленого шлифа проведены количественные исследования эволюции зеренной структуры стали 08Х18Н10Т, подвергнутой усталостным испытаниям. Выявлено существенное снижение средних размеров зерен приповерхностного слоя образца.
Ключевые слова
Keywords
- Влияние режима обработки на степень науглероживания железа при электровзрывном легированииАвторы статьиAuthorsКаратеев В.К.Karateev V.K.Мартусевич Е.В.Martusevich E.V.Громов В.Е.Gromov V.E.
Влияние режима обработки на степень науглероживания железа при электровзрывном легировании
Предложено модельное описание импульсного плазменного науглероживания поверхностных слоев железа плазменным компонентом продуктов электрического взрыва углеграфитовых волокон. Результаты сопоставлены с данными количественного рентгеноструктурного фазового анализа. Определена энергия активации процесса науглероживания. Показано, что лимитирующей стадией легирования является адсорбция углерода на границе раздела плазма — расплав.
Ключевые слова
Keywords
- Упрочнение и защита поверхности инструментальной стали комплексным электровзрывным легированием и нанесением покрытийАвторы статьиAuthorsГорюшкин В.Ф.Goryushkin V.F.Багаутдинов А.Я.Bagautdinov A.YA.Мартусевич Е.В.Martusevich E.V.Громов В.Е.Gromov V.E.
Упрочнение и защита поверхности инструментальной стали комплексным электровзрывным легированием и нанесением покрытий
Приведены результаты электровзрывной обработки поверхности стали Х12, осуществленной в различных режимах.
Ключевые слова
Keywords
- Формирование структуры, фазового состава и свойств электроэрозионностойких покрытий, полученных методом электровзрывного напыленияFormation of structure, phase composition and properties of electroerosion resistance coatings obtained by electrical explosive deposition methodАвторы статьиAuthorsРоманов Д.А.Romanov D.A.Будовских Е.А.Budovskikh E.A.Громов В.Е.Gromov V.E.
Формирование структуры, фазового состава и свойств электроэрозионностойких покрытий, полученных методом электровзрывного напыления
Методами оптической интерферометрии, сканирующей электронной микроскопии и микрорентгено- спектрального анализа изучены рельеф поверхности, особенности структуры и фазового состава электровзрывных электроэрозионностойких покрытий систем W-Cu, Mo-Cu, Ti-B-Cu, W-C-Cu, Mo-C-Cu. Покрытия имеют когезионно-адгезионную связь с материалом контактной поверхности
Ключевые слова
электровзрывное напыление; электроэрозионностойкие покрытия; шероховатость; микроструктура; фазовый состав
Formation of structure, phase composition and properties of electroerosion resistance coatings obtained by electrical explosive deposition method
The surface relief, peculiarities of structure and phase composition of electroexplosive electroerosion resistance coatings of W-Cu, Mo-Cu, Ti-B-Cu, W-C-Cu, Mo-C-Cu systems are investigated by methods of optical interferometry, scanning electron microscopy, X-ray microspectral analysis. The coatings have cohesive-adhesive bond with the contact surface material
Keywords
electric explosive deposition; electroerosion resistance coatings; roughness; microstructure; phase composition
- Повышение свойств медного электрического контакта за счет его обработки плазмой, сформированной при электрическом взрыве фольги серебра с навеской порошка оксида цинкаIncrease in properties of copper electrical contact due to its processing by plasma formed at explosion of silver foil with weighed sample of zinc oxide powderАвторы статьиAuthorsРоманов Д.А.Romanov D.A.Московский С.В.Moskovskiy S.V.Соснин К.В.Sosnin K.V.Громов В.Е.Gromov V.E.Иванов Ю.Ф.Ivanov Yu.F.Филяков А.Д.Filyakov A.D.Протопопов Е.В.Protopopov E.V.
Повышение свойств медного электрического контакта за счет его обработки плазмой, сформированной при электрическом взрыве фольги серебра с навеской порошка оксида цинка
На поверхности медного электрического контакта электромагнитного пускателя CJ20 впервые получены электроэрозионно стойкие покрытия системы ZnO—Ag. Формирование покрытий системы ZnO—Ag проведено обработкой поверхности электрического контакта плазмой, сформированной при электрическом взрыве фольги серебра с навеской порошка оксида цинка. Исследованы нанотвердость, модуль Юнга, износостойкость, коэффициент трения и электроэрозионная стойкость сформированных покрытий. После электровзрывного напыления износостойкость модифицированного слоя увеличивается в ≈»1,1 раза, а коэффициент трения при этом повышается в »1,3 раза по сравнению с отожженной медью. Нанотвердость напыленного покрытия в ≈»3,8 раза больше твердости отожженной меди. Среднее значение модуля Юнга сформированного покрытия больше на 7 % по сравнению с серебром и в 1,46—1,73 раза меньше по сравнению с отожженной медью. По электроэрозионной стойкости покрытие соответствует требованиям стандартов. Исследовано электровзрывное покрытие системы ZnO—Ag методами сканирующей электронной микроскопии, просвечивающей электронной микроскопии и атомно-силовой микроскопии. Достижение высокого уровня эксплуатационных свойств электровзрывного покрытия системы ZnO—Ag стало возможным благодаря его наноструктурированию. Структура покрытия образована ячейками высокоскоростной кристаллизации. Размер ячеек изменяется от 150 до 400 нм. Ячейки разделены прослойками второй фазы, толщина которых изменяется от 15 до 50 нм. Методом атомно-силовой микроскопии выявлены отдельные частицы ZnO различной формы размером 10...15 нм, хаотически расположенные в серебряной матрице, а также сферические частицы ZnO размером 2...5 нм. Общая толщина покрытия составляет 60 мкм.
Ключевые слова
композиционное покрытие; серебро; оксид цинка; структура; электроэрозионная стойкость; нанотвердость; модуль Юнга; износостойкость; коэффициент трения
Increase in properties of copper electrical contact due to its processing by plasma formed at explosion of silver foil with weighed sample of zinc oxide powder
The electroerosion resistant coatings of ZnO—Ag system are obtained for the first time on the surface of the electrical contact of the electromagnetic starter CJ20. The formation of the coatings of ZnO—Ag system is produced due to the processing of the electrical contact surface by plasma formed at electrical explosion of silver foil with the weighed sample of ZnO powder. The nanohardness, Young's modulus, wear resistance, friction coefficient and electroerosion resistance of the formed coatings are studied. After the electroerosion spraying the wear resistance of the modified layer increases ≈»1.3- fold as compared to the annealed copper. The nanohardness of the sprayed coating is ≈»3.8- fold larger than that of the annealed copper. The average value of Young's modulus of the formed coating is larger by 7 % as compared to silver and is less by 1.46—1.73 times as compared with the annealed copper. By the electroerosion resistance the coating is consistent with the requirements of standards. The investigation into the electroexplosion coating of ZnO—Ag system was done by the methods of scanning electron microscopy, transmission electron microscopy and atomic-force microscopy. Due to the nanostructurization it became possible to reach the high level of the operation properties of the electroerosion coating of ZnO—Ag system. The structure of the coating is formed by the cells of high-velocity crystallization. The cell dimensions vary within 150 to 400 nm. The cells are separated by the interlayers of the second phase whose thickness varies within 15 to 50 nm. The separate particles of ZnO of different shape with size of 10...15 nm located chaotically in the silver matrix as well as the spherical particles of ZnO with size of 2...5 nm are revealed by the method of atomic-force microscopy. The total thickness of the coating amounts to 60 nm.
Keywords
composite coating; silver; zinc oxide; structure; electroerosion resistance; nanohardness; Young’s modulus; wear resistance; friction coefficient
- Экономнолегированные порошковые проволоки и способ их многослойной плазменной наплавки в среде азотаEconomically alloyed powder wires and method their multilayer plasma surfacing in nitrogen mediumАвторы статьиAuthorsМалушин Н.Н.Malushin N.N.Громов В.Е.Gromov V.E.Романов Д.А.Romanov D.A.Бащенко Л.П.Baschenko L.P.Ковалев А.П.Kovalev A.P.Перегудов О.А.Peregudov O.A.gromov@physics.sibsiu.rugromov@physics.sibsiu.ru
Экономнолегированные порошковые проволоки и способ их многослойной плазменной наплавки в среде азота
УДК 621.791.92
DOI: 10.36652/1684-1107-2023-21-2-58-63
Разработаны способ и составы порошковых проволок для многослойной плазменной наплавки теплостойкими сталями высокой твердости (типа стали Р2М9Ю), дополнительно легированными азотированным феррохромом и титаном. Способ наплавки с низкотемпературным подогревом и наплавочные материалы предотвращают образование трещин в процессе наплавки и обеспечивают твердость наплавленного металла до 59...60 HRC без дополнительной термической обработки. Установлено, что в наплавленном металле основными фазами являются твердый раствор α-железа, карбиды и карбонитриды на основе железа, вольфрама, хрома, молибдена, алюминия и титана.
Ключевые слова
способ многослойной плазменной наплавки, регулируемый термический цикл, низкотемпературный подогрев, порошковая проволока, азот, титан, твердость, теплостойкие сплавы
Economically alloyed powder wires and method their multilayer plasma surfacing in nitrogen medium
A method and powder wires are developed for multilayer plasma surfacing with heat-resistant highhardness steels such as R2M9Yu steel additionally alloyed by nitrided ferrochrome and titanium. The surfacing method with low temperature heating and surfacing materials prevent the formation of cracks during the surfacing process and ensure the hardness of the deposited metal up to 59...60 HRC without additional heat treatment. It is established that the main phases in the deposited metal are a solid solution of α-iron, carbides and carbonitrides based on iron, tungsten, chromium, molybdenum, aluminum and titanium.
Keywords
multilayer plasma surfacing method, adjustable thermal cycle, low-temperature heating, powder wire, nitrogen, titanium, hardness, heat-resistant alloys
- Упрочнение поверхностного слоя валков холодной прокатки многослойной плазменной наплавкой в среде азотаHardening of surface layer of cold rolls by multilayer plasma surfacing in nitrogen atmosphereАвторы статьиAuthorsМалушин Н.Н.Malushin N.N.Громов В.Е.Gromov V.E.Романов Д.А.Romanov D.A.Бащенко Л.П.Baschenko L.P.Ковалев А.П.Kovalev A.P.Шлярова Ю.А.SHlyarova YU.A.gromov@physics.sibsiu.rugromov@physics.sibsiu.ru
Упрочнение поверхностного слоя валков холодной прокатки многослойной плазменной наплавкой в среде азота
УДК 621.791.92
DOI: 10.36652/1684-1107-2022-20-1-42-48
Высокие эксплуатационные свойства рабочих валков холодной прокатки могут быть обеспечены плазменной наплавкой в защитно-легирующей среде азота теплостойкими сплавами (типа стали Р18Ю). Исследованы распределения твердости, микротвердости и структуры поверхностного слоя наплавленных рабочих валков холодной прокатки, оказывающие влияние на их работоспособность. Установлено, что технология наплавки и наплавочный материал позволяют получить качественный наплавленный сплав без трещин, пор, шлаковых включений и дефектов макро- и микроструктуры. Дополнительный вклад в упрочнение вносит высокотемпературный отпуск наплавленного металла. Наплавленный сплав представляет собой перлитные зерна, по границам и стыкам зерен располагаются карбонитриды на основе железа, вольфрама, хрома, молибдена, алюминия (Ме6NC и AlN).
Ключевые слова
плазменная наплавка, защитно-легирующая среда азота, теплостойкий металл, распределения твердости и микротвердости, структура, дефекты наплавки и структуры, физические основы упрочнения
Hardening of surface layer of cold rolls by multilayer plasma surfacing in nitrogen atmosphere
High service properties of cold rolling working rolls can be provided by plasma surfacing in protective-alloying nitrogen atmosphere with heat-resistant alloys (such as steel R18Yu). The distributions of hardness, microhardness and the structure of the surface layer of the deposited working rolls of cold rolling, which have impact on their performance, are studied. It is established that the surfacing technology and the surfacing material make it possible to obtain high-quality surfaced alloy without cracks, pores, slag inclusions and macro- and microstructure defects. Additional contribution to the hardening is made by high-temperature tempering of the deposited metal. The deposited alloy is pearlitic grains, along the boundaries and joints of the grains are carbonitrides based on iron, tungsten, chromium, molybdenum, aluminum (Me6NC and AlN).
Keywords
plasma surfacing, protective alloying atmosphere of nitrogen, heat-resistant metal, distributions of hardness and microhardness, structure, surfacing and structure defects, physical foundations of hardening
- Разработка комплексной технологии упрочнения валков холодной прокатки плазменной наплавкойDevelopment of complex hardening technology of cold rolling rolls by plasma surfacingАвторы статьиAuthorsМалушин Н.Н.Malushin N.N.Громов В.Е.Gromov V.E.Романов Д.А.Romanov D.A.Бащенко Л.П.Baschenko L.P.Ковалев А.П.Kovalev A.P.gromov@physics.sibsiu.rugromov@physics.sibsiu.ru
Разработка комплексной технологии упрочнения валков холодной прокатки плазменной наплавкой
УДК 621.791.92
DOI: 10.36652/1684-1107-2023-21-7-296-302
Предложена комплексная технология упрочнения наплавленных быстрорежущими сплавами деталей горно-металлургического оборудования, состоящая из плазменной наплавки, термической обработки, процессов азотирования и ультразвуковой обработки. Основой технологии является технологический процесс плазменной наплавки в защитно-легирующей среде азота порошковой проволокой, позволяющий получать наплавленный слой без трещин, пор и дефектов макро- и микроструктур с твердостью поверхности в среднем 56 HRC. Основной вклад в упрочнение наплавленного теплостойкого металла вносит четырехкратный отпуск при температуре 560...580 °С. После наплавки и отпуска твердость металла увеличивается до 62...64 HRC вследствие превращения остаточного аустенита в мартенсит, выделения карбидов и карбонитридов. Вклад процессов азотирования и ультразвуковой обработки в упрочнение наплавленного металла после отпуска составляет 1...2 HRC.
Ключевые слова
плазменная наплавка в среде азота, регулируемый термический цикл, порошковая проволока, азот, твердость, теплостойкие сплавы
Development of complex hardening technology of cold rolling rolls by plasma surfacing
A comprehensive technology for hardening of mining and metallurgical equipment parts deposited by high-speed alloys is proposed, consisting of plasma surfacing, heat treatment, nitriding processes and ultrasonic treatment. The basis of the technology is the technological process of plasma surfacing in a protective-alloying environment of nitrogen with fl ux-cored wire, which makes it possible to obtain a deposited layer without cracks, pores and defects in macro- and microstructures with a average surface hardness of 56 HRC. The main contribution to the hardening of the deposited heat-resistant alloy is made by a fourfold tempering at a temperature of 560...580 °C. After surfacing and tempering, the hardness of the alloy increases to 62...64 HRC. The increase in hardness occurs due to the conversion of residual austenite into martensite, the release of carbides and carbonitrides. The contribution of nitriding and ultrasonic treatment processes to the hardening of the deposited alloy after tempering is 1...2 HRC.
Keywords
plasma surfacing in nitrogen, adjustable thermal cycle, powder wire, nitrogen, hardness, heat-resistant alloys
- Технология упрочнения деталей металлургического оборудования быстрорежущими сплавами с азотомHardening technology of metallurgical equipment parts by high-speed nitrogen alloysАвторы статьиAuthorsМалушин Н.Н.Malushin N.N.Громов В.Е.Gromov V.E.Романов Д.А.Romanov D.A.Бащенко Л.П.Baschenko L.P.Гостевская А.Н.Gostevskaya A.N.gromov@physics.sibsiu.rugromov@physics.sibsiu.ru
Технология упрочнения деталей металлургического оборудования быстрорежущими сплавами с азотом
УДК 621.791.92
DOI: 10.36652/1684-1107-2023-21-10-441-447
Разработана технология упрочнения деталей металлургического оборудования быстрорежущими сплавами с высоким содержанием азота. Технологический процесс изготовления наплавленных деталей включает в себя: механическую обработку заготовки, плазменную наплавку, высокотемпературный отпуск, финишную механическую обработку и контроль качества. Для формирования покрытия на сталь 30ХГСА использована установка для плазменной наплавки тел вращения. Разработаны способ и наплавочные материалы для многослойной плазменной наплавки, позволяющие получать наплавленные слои из быстрорежущих сплавов (типа Р18Ю), дополнительно легированные азотированным феррохромом и титаном, что позволяет увеличить содержание азота с 0,02 до 0,12 %. Способ наплавки с низкотемпературным подогревом и наплавочные материалы предотвращают образование трещин в процессе наплавки и обеспечивают твердость наплавленного металла до 59...60 HRC без дополнительной термической обработки. Твердость наплавленного металла после высокотемпературного отпуска при температуре 560...580 °С возрастает до 62...64 НRС. Многослойная плазменная наплавка позволила получить качественный наплавленный слой без трещин, пор и дефектов микроструктуры. Основными фазами наплавленного слоя являются твердый раствор α-железа, карбиды и карбонитриды на основе железа, вольфрама, молибдена, хрома, алюминия и титана. Износостойкость наплавленных деталей металлургического оборудования (валков и роликов дробилок) возрастает в 1,5—2,0 раза.
Ключевые слова
технология, способ плазменной наплавки, регулируемый термический цикл, низкотемпературный подогрев, порошковая проволока, азот, твердость, быстрорежущие сплавы
Hardening technology of metallurgical equipment parts by high-speed nitrogen alloys
The technology for hardening of metallurgical equipment parts by high-speed alloys with high nitrogen content is developed. The manufacturing process of deposited parts includes: machining of the workpiece, plasma surfacing, high-temperature tempering, finishing machining and quality control. To form a coating on 30KhGSA steel, an installation for plasma surfacing of bodies of rotation is used. A method and surfacing materials for multilayer plasma surfacing are developed, which make it possible to obtain deposited layers made of high-speed alloys (type R18Yu), additionally alloyed with nitride ferrochrome and titanium, which allows increasing the nitrogen content from 0.02 to 0.12 %. The surfacing method with lowtemperature heating and surfacing materials prevent the formation of cracks during the surfacing process and ensure the hardness of the deposited metal up to 59...60 HRC without additional heat treatment. The hardness of the deposited metal after high-temperature tempering at a temperature of 560...580 °C increases to 62...64 HRC. Multilayer plasma surfacing made it possible to obtain a high-quality surfaced layer without cracks, pores and microstructure defects. The main phases of the deposited layer are a solid solution of α-iron, carbides and carbonitrides based on iron, tungsten, molybdenum, chromium, aluminum and titanium. The wear resistance of the deposited parts of metallurgical equipment (rolls and rollers of crushers) increases by 1.5—2.0 times.
Keywords
technology, plasma surfacing method, controlled thermal cycle, low-temperature heating, flux-cored wire, nitrogen, hardness, high-speed alloys
- Изменение структуры и свойств наплавленного слоя из быстрорежущей стали после отпуска и электронно-пучковой обработкиChange in structure and properties of high-speed steel deposited layer after tempering and electron beam processingАвторы статьиAuthorsЧапайкин А.С.CHapaykin A.S.Громов В.Е.Gromov V.E.Черепанова Г.И.CHerepanova G.I.Перегудов О.А.Peregudov O.A.gromov@physics.sibsiu.rugromov@physics.sibsiu.ru
Изменение структуры и свойств наплавленного слоя из быстрорежущей стали после отпуска и электронно-пучковой обработки
УДК 621.791.92
DOI: 10.36652/1684-1107-2024-22-1-35-39
Методами световой, сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии проведены исследования структуры и свойств многослойных покрытий из быстрорежущей стали Р18Ю, сформированных на подложке из стали 30ХГСА при многослойной плазменной наплавке в смеси аргона и азота с последующим высокотемпературным отпуском и электронно-пучковой обработкой. Плазменная наплавка формирует слой, основными фазами которого являются α-Fe и карбиды состава М6С(Fe3W3C–Fe4W2C), образующие каркасную сетку. После высокотемпературного отпуска в объеме α-Fe выявлены частицы карбидной фазы глобулярной или ограненной формы размерами от 10 до 38 нм. Микротвердость наплавленного слоя стали Р18Ю после отпуска увеличивается и составляет 5,3 ГПа. Электроннопучковая обработка сопровождается кратным (в 3 и более раз) снижением параметра износа (повышением износостойкости материала); микротвердость модифицированного слоя не изменяется и равна 5,3 ГПа.
Ключевые слова
быстрорежущая сталь, плазменная наплавка, высокотемпературный отпуск, электронно-пучковая обработка, микроструктура, микротвердость
Change in structure and properties of high-speed steel deposited layer after tempering and electron beam processing
The structure and properties of multilayer coatings made of high-speed R18Yu steel formed on a substrate of 30KhGSA steel during multilayer plasma surfacing in a mixture of argon and nitrogen followed by high-temperature tempering and electron beam processing are studied using the methods of light, scanning and transmission electron microscopy. Plasma surfacing forms a layer, the main phases of which are α-Fe and carbides of М6С(Fe3W3C–Fe4W2C) composition, forming a frame mesh. After high-temperature tempering, particles of the carbide phase of globular or faceted shape are identified in the bulk of α-Fe with sizes from 10 to 38 nm. The microhardness of the deposited layer made of R18Yu steel increases after tempering and is 5.3 GPa. Electron beam processing is accompanied by a multiple (3 or more times) reduction in the wear parameter (increased wear resistance of the material); the microhardness of the modified layer does not change and is 5.3 GPa.
Keywords
high-speed steel, plasma surfacing, high-temperature tempering, electron beam processing, microstructure, microhardness
- Структура и свойства быстрорежущего сплава Р2М9ЮАТ, сформированного плазменной наплавкой в азоте порошковой проволокойStructure and properties of high-speed R2M9YuAT alloy formed by plasma surfacing in nitrogen with flux-cored wireАвторы статьиAuthorsМалушин Н.Н.Malushin N.N.Громов В.Е.Gromov V.E.Вострецов Г.Н.Vostretsov G.N.Романов Д.А.Romanov D.A.Бащенко Л.П.Baschenko L.P.Гостевская А.Н.Gostevskaya A.N.Гусева Т.П.Guseva T.P.nmalushin@mail.runmalushin@mail.ru
Структура и свойства быстрорежущего сплава Р2М9ЮАТ, сформированного плазменной наплавкой в азоте порошковой проволокой
УДК 621.791.92
DOI: 10.36652/1684-1107-2024-22-3-129-134
Исследованы структура и свойства быстрорежущего сплава Р2М9ЮАТ, сформированного плазменной наплавкой в азоте. Образцы наплавляли плазменной дугой на обратной полярности с подачей в сварочную ванну нетоковедущей присадочной порошковой проволоки ПП-Р2М9ЮАТ, дополнительно содержащей азотированный феррохром и титан. Наплавку образцов осуществляли на установке для плазменной наплавки порошковыми проволоками УД-417Д. После окончания наплавки заготовку охлаждали на воздухе и подвергали высокотемпературному отпуску при температуре 560...580 °С, время выдержки 1 ч, число отпусков 4. Исследовано распределение микротвердости поверхностного слоя наплавленного сплава Р2М9ЮАТ в состоянии после плазменной наплавки и после наплавки и высокотемпературного отпуска. Микротвердость изменяется от минимального значения 4,68 до 5,93 ГПа, а распределение микротвердости наплавленного слоя в состоянии после плазменной наплавки характеризуется значительной неравномерностью, что объясняется сложным термическим воздействием многослойной плазменной наплавки. Четырехкратный высокотемпературный отпуск приводит к превращению остаточного аустенита, выделению карбидов и карбонитридов. Микротвердость наплавленного металла после проведения отпуска возрастает от 6,89 до 7,48 ГПа, а ее распределение становится более равномерным. Установлено, что в наплавленном металле основными фазами после высокотемпературного отпуска являются твердый раствор α-железа, карбиды и карбонитриды на основе железа, вольфрама, молибдена, хрома, алюминия и титана.
Ключевые слова
плазменная наплавка, регулируемый термический цикл, порошковая проволока, азот, микротвердость, быстрорежущий сплав, микроструктура
Structure and properties of high-speed R2M9YuAT alloy formed by plasma surfacing in nitrogen with flux-cored wire
The structure and properties of the high-speed R2M9YuAT alloy formed by plasma surfacing in nitrogen are studied. The samples are surfaced by a plasma arc at reverse polarity with the supply of non-current-carrying filler flux-cored PP-R2M9YuAT wire, additionally containing nitrided ferrochrome and titanium, into the weld pool. Surfacing of the samples is carried out using a plasma surfacing installation using UD-417D flux-cored wires. After surfacing is completed, the workpiece is cooled in air and subjected to high-temperature tempering at a temperature 560...580 °C, holding time 1 hour, number of temperings 4. The microhardness distribution of the surface layer of the deposited R2M9YuAT alloy in the state after plasma surfacing and after surfacing and high-temperature tempering is studied. Microhardness values vary from a minimum value of 4.68 to 5.93 GPa, and the distribution of microhardness of the deposited layer in the state after plasma surfacing is characterized by significant unevenness, which is explained by the comрlex thermal effect of multilayer plasma surfacing. Quadruple hightemperature tempering leads to the transformation of retained austenite and the precipitation of carbides and carbonitrides. The microhardness of the deposited metal after tempering increases from 6.89 to 7.48 GPa, and its distribution has become more uniform. It is established that the main phases in the deposited metal after high-temperature tempering are a solid solution of α-iron, carbides and carbonitrides based on iron, tungsten, molybdenum, chromium, aluminum and titanium.
Keywords
plasma surfacing, controlled thermal cycle, flux-cored wire, nitrogen, microhardness, high-speed alloy, microstructure
- Влияние алюминия на структуру и свойства наплавленной в азотосодержащей среде экономнолегированной быстрорежущей сталиEffect of aluminum on structure and properties economically alloyed high-speed steel deposited in nitrogen-containing mediumАвторы статьиAuthorsВострецов Г.Н.Vostretsov G.N.Малушин Н.Н.Malushin N.N.Бащенко Л.П.Baschenko L.P.Громов В.Е.Gromov V.E.vostrecovgena@yandex.ru, nmalushin@mail.ruvostrecovgena@yandex.ru, nmalushin@mail.ru
Влияние алюминия на структуру и свойства наплавленной в азотосодержащей среде экономнолегированной быстрорежущей стали
УДК 621.791.92
DOI: 10.36652/1684-1107-2024-22-9-397-402
Исследованы структура и свойства экономнолегированных быстрорежущих сталей Р0М8, Р2М9 и Р6М5, сформированных плазменной наплавкой в азоте. Образцы наплавляли плазменной дугой на обратной полярности с подачей в сварочную ванну нетоковедущей присадочной порошковой проволоки. Наплавку образцов осуществляли на установке для плазменной наплавки порошковыми проволоками УД-417Д. После окончания наплавки заготовку охлаждали на воздухе и подвергали высокотемпературному отпуску при температуре нагрева 560...580 °С, время выдержки 1 ч, число отпусков 4. Установлено, что в результате введения алюминия в состав порошковой проволоки происходит дополнительное упрочнение наплавленного в среде азота быстрорежущего металла. Вторичная твердость увеличивается на 1,5...2,0 HRC. Показано, что оптимальным с точки зрения получения максимальной вторичной твердости при плазменной наплавке в среде азота является содержание алюминия в наплавленном металле 0,8...1,0 % (около 2,0 % в порошковой проволоке). Разработаны составы порошковых проволок ПП-Р0М8, ПП-Р2М9 и ПП-Р6М5 для плазменной наплавки быстрорежущими сталями и наплавлены опытные партии деталей.
Ключевые слова
плазменная наплавка, регулируемый термический цикл, порошковая проволока, азот, алюминий, твердость, быстрорежущая сталь, структура
Effect of aluminum on structure and properties economically alloyed high-speed steel deposited in nitrogen-containing medium
The structure and properties of economically alloyed high-speed steels P0M8, P2M9 and P6M5 formed by plasma surfacing in nitrogen are studied. The samples are deposited with a plasma arc in reverse polarity with a non-conductive filler powder wire fed into the welding bath. The samples are surfaced on a plasma surfacing unit with UD-417D powder wires. After surfacing is completed, the workpiece is cooled in air and subjected to high-temperature tempering at a heating temperature of 560...580 °C, the holding time was 1 hour, the number of temperings is 4. It is found that as a result of the introduction of aluminum into the composition of the powder wire, additional hardening of the high-speed metal deposited in the nitrogen medium occurs. An increase in secondary hardness of 1.5...2.0 HRC is achieved. It is shown that the optimum in terms of obtaining the maximum secondary hardness during plasma surfacing in a nitrogen medium is the aluminum content in the deposited metal in the range of 0.8...1.0 % (about 2.0 % in the powder wire). Compositions of PP-R0M8, PP-R2M9 and PP-R6M5 powder wires for plasma surfacing with high-speed steels are developed and experimental batches of parts аre welded.
Keywords
plasma surfacing, adjustable thermal cycle, powder wire, nitrogen, aluminum, hardness, high-speed steel, structure
- Влияние термической и электронно-пучковой обработки на свойства наплавленного слоя из быстрорежущей молибденовой сталиEffect of heat and electron beam treatment on properties of deposited layer of high-speed molybdenum steelАвторы статьиAuthorsИванов Ю.Ф.Ivanov Yu.F.Громов В.Е.Gromov V.E.Литовченко И.Ю.Litovchenko I.YU.Баклушина И.В.Baklushina I.V.Крюков Р.Е.Kryukov R.E.gromov@physics.sibsiu.rugromov@physics.sibsiu.ru
Влияние термической и электронно-пучковой обработки на свойства наплавленного слоя из быстрорежущей молибденовой стали
УДК 669.14.018.252
DOI: 10.36652/1684-1107-2026-24-1-37-43
Исследованы структурно-фазовые состояния и свойства наплавленного слоя быстрорежущей молибденовой стали на среднеуглеродистую сталь 30ХГСА после отпуска и электронно-пучковой обработки. Структура наплавленного металла в исходном состоянии и после высокотемпературного отпуска представлена зернами эвтектики и твердого раствора на основе железа. Электронно-пучковая обработка привела к кардинальному изменению морфологии поверхностного слоя, механических и трибологических свойств.
Ключевые слова
молибденовая быстрорежущая сталь, плазменный метод, импульсный электронный пучок, облучение, структура, фазовый состав, свойства
Effect of heat and electron beam treatment on properties of deposited layer of high-speed molybdenum steel
The structural-phase states and properties of the weld overlay of high-speed molybdenum steel on mediumcarbon 30KhGSA steel after tempering and electron beam treatment are studied. The structure of the weld metal in the initial state and after high-temperature tempering is represented by grains of eutectic and solid solution based on iron. Electron beam treatment led to a radical change in the morphology of the surface layer, mechanical, and tribological properties.
Keywords
molybdenum high-speed steel, plasma method, pulsed electron beam, irradiation, structure, phase composition, properties
- Высокохромистый чугун: наплавка и перспективы примененияHigh chromium cast iron: surfacing and application prospectsАвторы статьиAuthorsГромов В.Е.Gromov V.E.Юрьев А.Б.YUrev A.B.Михно А.Р.Mikhno A.R.Райков С.В.Raykov S.V.gromov@physics.sibsiu.rugromov@physics.sibsiu.ru
Высокохромистый чугун: наплавка и перспективы применения
УДК 669.13:669.26:620.178.1:621.791.04:621.3759
DOI: 10.36652/1684-1107-2026-24-2-86-92
Выполнен краткий обзор отечественных и зарубежных исследований по высокохромистому чугуну. Выделены основные отрасли промышленности, использующие изделия и наплавки высокохромистого чугуна, отмечены требования к ним, проанализированы способы получения. Отмечены работы по влиянию термической обработки, легирования, высокоэнергетических воздействий на формирование функциональных свойств, проведено сравнение структуры и свойств высокохромистого чугуна с разным содержанием хрома. Указаны перспективы создания наплавок высокохромистого чугуна с использованием электронно-пучковой обработки поверхности.
Ключевые слова
высокохромистый чугун, износостойкость, наплавка, легирование, эксплуатационные свойства, электронно-пучковая обработка
High chromium cast iron: surfacing and application prospects
A brief review of the literature of domestic and foreign researchers on high-chromium cast iron is performed. The main industries using high-chromium cast iron products and coatings are highlighted, the requirements for them are noted, and the production methods are analyzed. Works on the effect of heat treatment, alloying, and high-energy effects on the formation of functional properties are noted, and the structure and properties of high-chromium cast iron with different chromium contents are compared. The prospects in creating of high-chromium cast iron surfacing using electron beam surface treatment are indicated.
Keywords
high-chromium cast iron, wear resistance, surfacing, alloying, operational properties, electron beam processing
- Плазменные покрытия быстрорежущими сталями: физико-механические и трибологические свойстваPlasma coatings with high-speed steels: physical, mechanical and tribological propertiesАвторы статьиAuthorsГромов В.Е.Gromov V.E.Баклушина И.В.Baklushina I.V.Миненко С.С.Minenko S.S.Иванов Ю.Ф.Ivanov Yu.F.Чапайкин А.С.CHapaykin A.S.Перегудов О.А.Peregudov O.A.gromov@physics.sibsiu.rugromov@physics.sibsiu.ru
Плазменные покрытия быстрорежущими сталями: физико-механические и трибологические свойства
УДК 621.791.92
DOI: 10.36652/1684-1107-2026-24-4-183-189
Осуществлен анализ результатов измерения физико-механических (микротвердость, модуль Юнга, нанотвердость) и трибологических (фактор износа и коэффициент рения) свойств плазменных покрытий из быстрорежущих сталей Р18, Р2М9, М9, сформированных плазменным методом в защитно-легирующей среде азота и подвергнутых высокотемпературному отпуску и последующей электронно-пучковой обработке. При обсуждении результатов использованы закономерности формирования структурно-фазовых состояний и свойств покрытий. Основные данные получены методами современного физического материаловедения и, прежде всего, просвечивающей электронной дифракционной микроскопией.
Ключевые слова
физико-механические свойства, трибологические свойства, быстрорежущая сталь, плазменная наплавка, структура, фазовый состав
Plasma coatings with high-speed steels: physical, mechanical and tribological properties
The results of measuring the physical and mechanical (microhardness, Young’s modulus, and nano-hardness) and tribological (wear factor and friction coeffi cient) properties of plasma coatings on high-speed R18, R2M9, M9 steels, which are formed using the plasma method in a nitrogen protective and alloying environment and subjected to high-temperature tempering and subsequent electron beam treatment, are analyzed. The discussion of the results is based on the patterns of formation of the structural and phase states and properties of the coatings. The main data is obtained using modern physical materials science methods, primarily transmission electron diffraction microscopy.
Keywords
physical and mechanical properties, tribological properties, high-speed steel, plasma surfacing, structure, phase composition
- Рельсы КузбассаKuzbass railsАвторы статьиAuthorsГромов В.Е.Gromov V.E.Юрьев А.Б.YUrev A.B.Шугаев О.В.SHugaev O.V.Порфирьев М.А.Porfirev M.A.gromov@physics.sibsiu.rugromov@physics.sibsiu.ru
Рельсы Кузбасса
УДК 669.539.382:669.17
DOI: 10.36652/1684-1107-2026-24-7-338-340
В кратком обзоре монографий ученых Сибирского государственного индустриального университета проведен анализ эволюции структурно-фазовых состояний и свойств объемно- и дифференцированно-закаленных рельсов из до- и заэвтектоидной стали при длительной эксплуатации на экспериментальном кольце РЖД и сложных условиях Забайкальской и Восточно-Сибирской железных дорог. Особое внимание обращено на физическую природу и механизмы упрочнения поверхностных слоев головки рельсов по центральной оси и радиусу скругления выкружки при разных сроках длительной эксплуатации.
Ключевые слова
рельсы, структура, фазовый состав, свойства, эксплуатация
Kuzbass rails
In this brief review of monographs by scientists from the Siberian State Industrial University, the evolution of structural and phase states and properties of through and differentiated-hardened rails made of pre- and post-eutectoid steel during long-term operation on the experimental ring of the Russian Railways and in the challenging conditions of the Trans-Baikal and East Siberian Railways is analyzed. Special attention is paid to the physical nature and mechanisms of strengthening the surface layers of the rail head along the central axis and the radius of curvature of the cutaway at different periods of long-term operation.
Keywords
rails, structure, phase composition, properties, operation
