автореферат диссертации по металлургии, 05.16.09, диссертация на тему:Структурно-фазовые превращения в объёме наплавочных материалов как способ повышения износостойкости деталей

На правах рукописи

ЦС^

ЦВЕТКОВА ГАЛИНА ВИКТОРОВНА

СТРУКТУРНО-ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В ОБЪЁМЕ НАПЛАВОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ КАК СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ДЕТАЛЕЙ

Специальность: 05.16.09 - материаловедение (машиностроение)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

- 9 ДЕК 7П10

Санкт-Петербург - 2010

004616965

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет» и «Санкт-Петербургский институт машиностроения (ЛМЗ - ВТУЗ)».

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ в рамках гранта № 05-08-65442а и при финансовой поддержке МинОбрНауки в рамках государственной целевой программы "Развитие научного потенциала высшей школы" №2.1.2/1147.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор,

Скотникова Маргарита Александровна

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор,

Рыбников Александр Иванович

кандидат технических наук, старший научный сотрудник,

Мотовилина Галина Дмитриевна

Ведущая организация: Институт проблем машиноведения российской

академии наук

Защита состоится " 21 " декабря 2010 г. в 16 ч. на заседании диссертационного совета Д 212.229.19 в ГОУ ВПО Санкт-Петербургский государственный политехнический университет по адресу: 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., д. 29, лабораторно-аудиторный корпус, кафедра «Машины и технология обработки металлов давлением». Факс: (812) 540-01-59 e-mail: elmic@yandex.ru

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет».

Автореферат разослан " 19 " ноября 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

Востров В.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Известно, что примерно 85% отказов машин и механизмов происходит из-за износа их деталей и узлов. Для решения задач увеличения срока службы деталей машин используют различные способы поверхностного упрочнения, в частности многослойные наплавки, нашедшие широкое применение в производстве разнообразных изделий - от крупногабаритных, таких как валки прокатных станов, штампы, до мелких деталей типа рабочих лопаток смесителей.

В процессе дробления, гранулирования, приготовления различных асфальтобетонных и битумоминеральных смесей, происходит интенсивное абразивное изнашивание рабочих лопаток смесителей, срок службы которых составляет менее 2 месяцев, тогда как другие детали смесителей приходится менять в 3 раза реже, что снижает технико-экономические показатели производства.

Согласно классификации международного института сварки, применение наплавок из износостойких хромистых сталей системы Ре-С-Сг-Мп—81-№-\У-Мо с повышенным содержанием углерода, является одним из весьма эффективных способов повышения сопротивления абразивному изнашиванию на рабочих лопатках смесителей. Наилучшую стойкость в условиях абразивного изнашивания имеют многослойные наплавки с карбидным упрочнением. Однако существенным недостатком высоколегированных наплавочных материалов является снижение их вязко-пластических и прочностных свойств из-за структурной неоднородности по сечению наплавки, наличия избыточной карбидной фазы и появления трещин, как в самом процессе наплавки, так и при последующей эксплуатации детали.

Анализ литературных данных показал, что способность металла к сопротивлению абразивному изнашиванию зависит не только от типа и количества карбидов или боридов, но и от способности основы прочно удерживать твёрдые включения. Так, при неблагоприятной структуре, сплавы с большим количеством упрочняющей фазы могут оказаться весьма мало износостойкими вследствие как их недостаточной твёрдости, так и чрезмерной хрупкости металлической матрицы. При отсутствии достаточной связи на границе раздела фаз, происходит выкрашивание твёрдых включений. Однако в литературе пока ещё не получили достаточного освещения работы, касающиеся вопросов комплексного исследования структурно-фазовых превращений в многослойных наплавочных материалах на всех структурных уровнях.

Поэтому, работа по установлению закономерностей структурных и фазовых превращений и их влияния на повышение износостойкости многослойных наплавочных материалов и увеличения срока службы рабочих лопаток смесителей, является, безусловно, актуальной.

Цель работы и задачи исследования. Цель настоящей работы заключалась в изучении на различных структурно-масштабных уровнях закономерностей структурных и фазовых превращений в объеме многослойных наплавочных материалов для повышения износостойкости деталей машин.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи'.

• разработать методику триботехнических испытаний материалов, которая позволит получить достоверные результаты;

• провести исследования влияния размера зерна, степени легирования матрицы и количества упрочняющих фаз на износостойкость наплавочных материалов, находящихся в феррито-перлитном и аустенитно-мартенситном состояниях;

• провести исследование фазового состава и морфологии распределения карбидов и карбидосодержащих фаз.

• установить качественные и количественные закономерности изменения параметров структурно-фазового состояния, как в материале основы, так и во всех последующих наплавочных слоях на различных расстояниях от линии сплавления;

• сделать научно-обоснованный выбор оптимального состояния наплавочного мате-

риала поверхностного слоя, обеспечивающего максимальную износостойкость рабочих лопаток смесителей;

• разработать испытательную центробежную установку (ИЦУ), имитирующую ударное воздействие гранитными частицами и позволяющую исследовать структурные и фазовые превращения в наплавочных материалах рабочих лопаток смесителей на этапе их эксплуатации.

Научная новизна.

• При помощи метода просвечивающей электронной микроскопии впервые обнаружено закономерное изменение структурно-фазового состояния и свойств материала в наплавочных слоях по толщине многослойных наплавок. Показано, что вблизи линии сплавления со стороны материала основы в структуре формируются значительные термические напряжения, достигается максимальная твёрдость и пересыщение легирующими элементами. Во втором наплавочном слое происходит максимальное разупрочнение материала, присутствуют все признаки зоны термического влияния. В четвёртом поверхностном слое происходит повторное упрочнение материала за счёт формирования ячеистых дислокационных структур

• Установлено, что износостойкость наплавочных материалов увеличивается по ме-

ре возрастания зернограничного, твёрдорастворного и дисперсионного упрочнения матрицы с предпочтительным вкладом последнего.

• Установлено оптимальное количественное соотношение мартенситной, аустенит-ной, и упрочняющей фаз, обеспечивающих максимальную износостойкость наплавок, которое достигается при относительно равном их соотношении.

• Показано, что износостойкость наплавочных материалов определяется не только количеством и размером структурных и фазовых составляющих, но и их морфологией распределения. Максимальной износостойкостью обладают мелкие зёрена с твёрдой мартенсито - карбидной структурой, оконтурованные мягкой аустенитно - ледебуритной карбидосодержащей оторочкой.

• В результате проведенных исследований получены новые технические решения, подтвержденные патентом РФ.

Практическая значимость работы заключается в том, что полученный комплекс результатов исследования структурных и фазовых превращений и физико-

механических свойств наплавочных материалов различного структурного типа по-

зволил дать рекомендации для повышения износостойкости поверхности рабочих лопаток смесителей.

• Результаты работы были использованы на предприятиях ОАО "JIM3", ООО "Орис - ММ", ООО "Альянс".

• Результаты работы нашли отражение в разработке методических указаний в рамках проводимых преподавателями лабораторных работ по дисциплине «Методы триботехнических испытаний», в разработке учебного пособия.

• Результаты работы нашли отражение при чтении автором лекций по дисциплинам «Основы теории трения» и «Физико-химические процессы при трении».

Достоверность результатов обеспечивается использованием фундаментальных положений физики твёрдого тела, большим объемом экспериментов, выполненных с привлечением современных методов исследования (стандартных и специально разработанных), сопоставлением установленных в работе закономерностей с фактами, полученными другими исследователями.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы и результаты исследований докладывались и обсуждались на 11 научно-технических конференциях и семинарах, в том числе на: 1 и 2 Собрании металловедов России, Пенза, 1993, 1994; Международной конференции «Технология-94», СПб., 1994; 8-ой Международной конференции «Пленки и покрытия», СПб., 2007; Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы трибологии», Самара, 2007; World Conference Friction, Wear and Wear Protection (DGM), German, held in Aachen, April 9-11, 2008; На XVII Международной конференции «Физика прочности и пластичности материалов», Самара, СГТУ, 2009; II Международном семинаре «Техника и технология трибологических исследований», Иваново, ИГУ, 2009; World Conference "4 th World Tribology Congress" (WTC IV) Japan, Kioto, September 6-11,2009; на ХХ-ых «Петербургских чтениях по проблемам прочности», СПб., 2010; 49 международная конференция Актуальные проблемы прочности, Киев, Украина, 2010; на научно-технических семинарах кафедры «Триботехника» ПИМаш 2006-2010г.г.

Публикации. Основное содержание работы отражено в 21 печатных работах, в том числе в 3-х статьях, в изданиях, входящих в список ВАК РФ. Библиографический список основных работ приведён в конце автореферата.

Диссертационная работа была выполнена автором: - в рамках Гранта РФФИ № 05-08-65442 (2005-2008 гг.); - в рамках целевой программы "Развитие научного потенциала высшей школы" № 2.1.2/1147 (2009-2010 гг.) (н.р. проф. М.А. Скотникова).

Структура и объем работы Работа состоит из введения, 5 глав, общих выводов, списка литературы из 144 наименований и приложения, изложена на 210 страницах, включая: 17 - таблицы, 97 рисунка.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулирована цель исследования, поставлены основные задачи. Показана научная новизна и практическая значимость полученных результатов, даны сведения об апробации работы.

В первой главе приведён обзор теоретических и экспериментальных результатов работ, посвящённых исследованию структурно-фазовых превращений, протекающих в наплавочных материалах для увеличения срока службы деталей машин. Проведён анализ состояния вопроса, относительно комплексного исследования закономерностей структурных и фазовых превращений в объеме наплавочных материалов, находящихся в широком диапазоном типов структур от ферритно-перлитной до аустенитно-ледебуритной и мартенситной, содержащих различное количество упрочняющих фаз. В результате выполненного анализа определены основные задачи диссертационной работы.

Во второй главе сделано обоснование выбора материалов и основных методов для исследования. Материалом для исследования явились 10 образцов из стали 45 на поверхность которых были нанесены по 5 наплавочных слоёв с различными химическими составами системы Ре-С-Сг-ЫЬ-Мо-У-В-81-Мп. Толщина каждого наплавленного слоя составляла 2 мм. После многослойной наплавки, 5-ый слой практически снимался в результате выравнивания поверхности за счёт окончательной механической обработки фрезерованием.

Исследовались 8 опытных износостойких наплавок с аустенитно-мартенситно-ледебуритной структурой с различным количеством упрочняющих фаз, которые наносились на сталь 45 с помощью электродов У ОНИ 13 под опытными флюсами с 8-ью различными химическими составами.

Для сравнения, исследовались 2 наплавки с ферритно-перлитной и аустенитно-мартенситной структурами, которые наносились на сталь 45 с помощью электродной ленты марки 08КП под флюсами ФЦ-16 и ФК-45, соответственно.

В работе были использованы методы оптической металлографии, просвечивающей и растровой электронной микроскопии, рентгеност-руктурного, микрорентгеноспектрального анализа, проведены испытания на макро- и микротвердость, износостойкость.

В третьей главе представлены результаты исследования структурных и фазовых составляющих в различных слоях 2-ух наплавочных материалов с ферритно-перлитной и аустенит-но-мартенситной структурами, полученных под флюсами ФЦ-16 и ФК-45, соответственно.

Исследование структурно-фазового состояния, твёрдости, химического состава многослойных наплавок осуществляли в обоих наплавочных материалах, как в металле основы стали 45, вблизи линии сплавления, так и на различных расстояниях от неё с шагом 2 мм, во всех последующих слоях, вплоть до четвёртого поверхно- сечению наплавок, полученных под стного слоя, рис.1,2. флюсами ФК-45 (*о) и ФЦ-16 (■□)

п. с.

»-- V артсн ИТ

—V— Аустенит И - Перлит

Д

о- \ / И

к \ \

£

/ \ А -о

О" N --о. /

-с!

4 3 2 1 ЛС. ЗТВ оси

Стоя наплавочных материалов и основы

Рисунок 1. Микротвёрдость по

С помощью просвечивающей электронной микроскопии было выявлено, что в металле основы из стали 45 присутствуют зёрна структурно-свободного феррита рис.2(г), с твёрдостью 4500 МПа и колонии перлита размером 5-15 мкм с межпластинчатым расстоянием Х=0,08 - 0,14 мкм, рис.2(д) и твёрдостью 5000 МПа. а

линия

слой

поверхностный слон

слон

слон

Рисунок.2. Аустенитно-мартенситные (а,в) и ферритно-перлитные (б, г-ж) структуры наплавочных слоев под флюсами ФК-45 и ФЦ-16, соответственно, близи линии сплавления (е,ж) и в металле основы из стали 45(г,д). хЮО (а,б), х 1000 (в), х39000 (г), х 24000 (д), 16000 (е,ж).

Вблизи линии сплавления (Л.С.) со стороны металла основы (жидко-фазного превращения), присутствовали мощные экстинкционные контура, рис.2(е), обусловленные действием полей термических напряжений, достигались минимальные значения дислокационной плотности 2-1010, см "2. Происходило растворение пластин цементита, наблюдалось значительное повышение микротвёрдости светлой фазы до 5700 МПа, за счёт пересыщения его углеродом и кремнием до 0,1 и 0,2%, соответственно. Здесь происходило формирование верхнего бейнита, рис.2(ж).

В структуре 2-го наплавочного слоя на расстоянии 3 мм от линии сплавления, наблюдали значительное разупрочнение, как светлой фазы (феррита) до 2800 МПа, так и тёмной (перлита) до 3300 МПа, рис.1, что свидетельствовало о значительной релаксации внутренних напряжений. Наблюдали следы твёрдофазного (без формирования расплава) а—>у—>а превращения: распад зёрен свободного феррита и формирование наряду с крупными зёрнами феррита порядка 10...20 мкм, очень маленьких размером около 1 мкм, рис.З(а) и высокой дислокационной плотностью порядка 5-1010, см2. Наблюдали распад крупных частиц цементита и повторное выделение вторичных мелких частиц цементита вдоль границ ячеек, фрагментов, рис.З(б). Полученные результаты свидетельствовали, о том, что во 2-ом наплавочном слое протекали структурные превращения под действием термического влияния, аналогично ЗТВ в металле основы при сварке. Нередко вдоль границ ферритно-перлитных зёрен наблюдали формирование зародышевых микротрещины, рис.З(в).

а б в

Рисунок.З. Электронно-микроскопическое изображение структуры 2-ого слоя наплавок приготовленных под флюсом ФЦ-16. х 24000 (а,в), х47000 (б)

В структуре 4-ого поверхностного слоя достигалось повторное упрочнение материала за счёт формирования мелкой дислокационной субзёренной структуры с размером ячеек 0,5-0,8 мкм, рис.4(а, б). Здесь были максимальные значения дислокационной плотности Ю-Ю10, см 2 и микротвёрдости, которая достигала для феррита до 3300 МПа и перлита до 4300 МПа, соответственно. В стыках ферритно-перлитных зёрен наблюдали островки нижнего бейнита, рис.4(в).

Таким образом, результаты проведённой работы показали, что при выбранной технологической схеме нанесения наплавок, поверхностный её слой являлся представительным, обеспечивающим хорошее структурно-фазовое состояние материала.

Действительно, стандартные образцы на растяжение и изгиб, вырезанные и наплавочных материалов, приготовленных под флюсами ФЦ-16 и Фк-45 показали значительное повышение вязко-пластических свойств и снижение коэффициента трения по сравнению со сталью 45, табл.1.

а б в

Рисунок 4. Электронно-микроскопическое изображение структуры в поверхностном слое наплавок приготовленных под флюсами ФЦ-16. х 16000 (а), х 24000 (б,в)

Таблица 1. Механические свойства исследованных заготовок из стали 45

Механические свойства МПа СТ0.2 МПа 5 % У % кси Дж'см2 НЯС Нд, МПа Коэффициент трения Весовой-износ, г Износостойкость, е

Тип основы и наплавленной структуры

Ферритно-перлитная 448 298 30 70 17,9 10 3770 0,18 0,293 0,5

Аустенитно- мартенситная 452 308 33 73 15,6 52 9110 0,22 0,098 1,5

Сталь 45 470 245 19 42 14,5 20 4000 0,23 0,147 1

Однако проведённые трибологические испытания наплавленного материала с ферритно-перлитной структурой по сравнению со сталью 45 показали (см. табл. 1) небольшую его относительную износостойкость (е = 0,5) и поэтому оказывающиеся непригодными для условий эксплуатации рабочих лопаток смесителей.

В четвёртой главе представлены результаты исследования и оптимизации соотношения количества структурных и фазовых составляющих в 8-ми наплавочных материалах с аустенитно — мартенситно - ледебуритной структурами с различным количеством упрочняющих фаз, полученных под опытными флюсами.

Наплавление производили на сталь 45 электродами марки УОНИ 13, в покрытия которых входили различные легирующие элементы, такие как С, Сг, ЫЬ, Мо, Мп, V, Б!, В. При проведении наплавочных работ все легирующие элементы с различными коэффициентами перехода попадали в наплавленный металл, что и определяло его фазовый и химический состав, структуру и свойства.

Опытные наплавки в поверхностном слое содержали 0,8 - 1,8% углерода; 6,3 -10,4% хрома; 0,7 - 0,9% марганца; 0,7% кремния; 1,0 - 2,7% ванадия; 4,4 - 7,8% молибдена; 0,4 - 2,4% ниобия; 0,05 - 0,32% бора.

Идентификацию фазового состава наплавок проводили с помощью рентгеност-руктурного анализа на дифрактометре "ИхЛаИех" с использованием картотеки ■ТСРОБ и персональный ЭВМ.

Во всех исследованных наплавках системы Ре-С-Сг-ЫЬ-Мо-У—В-Б^Мп основными фазовыми составляющими были мартенсит и остаточный аустенит (табл. 2). Кроме того, присутствовали упрочняющие фазы в виде боридов (СгВ2, СгВ) и карбидов (№>С, У2С, Сг2С, Ре2С, Сг7С3. Сг23С6), карбоборида (Сг7ВС4) и интерметал-лида (РеУ) в зависимости от соотношения содержания карбидообразующих легирующих элементов и углерода.

Таблица 2. Фазовый состав исследованных наплавок

Наплавка Содержание аустенита, А,% Содержание упрочняющей фазы, К,% Карбиды, интер-металлиды Карбобориды Бориды

1 10 5 №>С; У2С Сг7ВС4 —

4 23 1,4 — Сг7ВС4 —

7 20 1,1 — Сг7ВС4 —

3 26 16 ыьс — СгВ2

6 62 9 ЫЬС; Ре2С; (Сг, Ре)7Сз — —

5 48 23 ЫЬС; Сг2С — СгВ; СгВ2

2 47 6 У2С; Ре2С; (Сг, Ре)7Сз — —

8 38 30 ЫЬС;У2С; Сг 2зС6; (Сг,Ре,Мо)7Сз; РеУ СгВ; СгВ2

Полученные структуры 8-ми опытных наплавок имели размер зёрен Из = 10...50 мкм, содержали 10 - 62% аустенита, 29 - 85% мартенсита и 1 - 30% упрочняющих фаз при твердости металла, достигающей 26 - 61 НЯС и (3600 - 12500) Н50 (см. табл. 2 и 3).

Далее из этих наплавок изготавливали стандартные образцы для испытаний на абразивное изнашивание и производили оценку износостойкости (е) относительно эталона, которым являлась сталь 45. Износостойкость наплавочных материалов изменялась в широком интервале от 0,63 до 5,89, табл. 3.

На рис.5 и в табл. 2 и 3 наплавки расположены в порядке возрастания их отно-

Таблица 3. Свойства исследованных наплавок.

Номер наплавки Размер зерна, Дз, мкм Макротвёрдость, ИКС Микротвёрдость, Н50 Относительная износостойкость, £

1 16 27,5 3600 0,63

4 50 50 10640 1,18

7 50 47 12140 1,43

3 30 60 8440 1,88

6 40 33,5 7450 3,30

30 55 12500 3,44

2 15 58 7740 3,66

8 10 61 7540 5,89

Ё Е

г эо

Л ч мм -■-АЛ

V Л \ М.Ч к.*

\ я

\ \

\ 1 1 \

/ \ <

)- / Л / 1

/ / Л \/

Номер наплавки

номер наплавки

б

сительной износостойкости (е), которая сравнивалась с размером зерна (Эз), рис.5(а); с количеством мартенсита (М), аустенита (А) и упрочняющих фаз (К), рис.5(б); концентрацией карбидообразующих легирующих элементов относитель но углерода (1л.э./ %С), рис.5(в); и твердостью наплавочных материалов (Нц, НЯС), рис.5(г).

Как видно из рис. 5(а), относительная износостойкость наплавок возрастала по мере уменьшения размера первичных аустенитных зёрен (Оз), что обеспечивало зернограничное упрочнение наплавочных материалов.

Как видно из рис. 5(6), относительная износостойкость наплавок возрастала по мере увеличения содержания количества упрочняющих фаз (К), что обеспечивало дисперсионное упрочнение наплавочных материалов.

Кроме того, относительная износостойкость наплавок возрастала по мере уменьшения количества мартенсита и увеличения содержания аустенита рис.5(б).

Кроме того, показано, что только оптимальное соотношение количества мартенситной, ау-стенитной, и упрочняющей фаз, обеспечивает максимальную износостойкость наплавочных материалов, которая достигается при относитель-

1 1

> \ /

1 Л Л

| \ 1

\

- N

-I

1 ->

1 А Ч

£ 1 Г Л

\ /

/

Номер Наплавки

Г

Рисунок 5. Изменение размера зёрен Д (а), количества мартенсита (М), аустенита (А) и упрочняющих фаз (К) (б), содержания карбидообразующих легирующих элементов по сравнению с углеродом Ме / С (в), макро НКС и микро Н50, твёрдости (г) исследованных наплавок по мере возрастания их износостойкости е (а).

но равном их соотношении, рис. 5(6).

Как видно из рис. 5(в), на наплавках 5 и 7 достигалась максимальная концентрация карбидообразующих легирующих элементов в твёрдом растворе не связанных в карбиды. На этих же наплавках достигалась и максимальная твёрдость, рис. 5 (г), что обеспечивало твёрдорастворное упрочнение наплавочных материалов.

Таким образом, показано, что износостойкость наплавочных материалов возрастает за счёт увеличения твёрдорастворного, дисперсионного и зернограничного упрочнения материала, то есть за счёт увеличения суммарной концентрации карбидообразующих легирующих элементов в твёрдом растворе; увеличения количества карбидов и карбидосодержащих фаз; и увеличения прочностных и вязко-пластических свойств за счёт умень-о го 4о бо 80 шения размера зёрен.

Количество аустенита,% Установлено оптимальное струк-

Рисунок 6. Механические свойства, химический'турно-фазовое состояние наплавочных и фазовый состав исследованных наплавок материалов. Содержание в наплавочном материале аустенита 35-40%, мартенсита 30-40% и упрочняющих фаз 25-30% обеспечивало закрепление максимального количества частиц упрочняющих фаз и достижение максимальной относительной износостойкости в = 5,89 и твёрдости HRC 61 наплавочных материалов, рис. 6.

В пятой главе представлены результаты исследования и оптимизации морфологии распределения карбидов и карбидосодержащих фаз вдоль границ и в теле зёрен по мере увеличения износостойкости наплавочных материалов.

Для анализа морфологии и расположения фаз в структуре, проводили исследования с помощью просвечивающего электронного микроскопа ЭМ-200 методом одноступенчатых угольных реплик и на оптическом микроскопе ММР-4 (рис.7 - 9).

Каждая из обнаруженных фаз имела свои морфологические признаки: карбид NbC во всех сплавах (наплавки 1, 3, 6, 5, 8) входил в состав эвтектики (аустенит + NbC), располагающейся обычно вдоль границ зерен, рис. 7(а).

Карбиды хрома (Cr, Fe)7C3 прямоугольной неправильной формы (наплавки 6, 8) и карбобориды СГ7ВС4 (наплавки I, 4, 7) располагались в аустенитной составляющей, которая формировалась в виде окантовки вокруг зерен со структурой мартенсита, рис. 7(6, в).

Л ■ L • Гве Кол Изн рдо ич осс СТ1 ст ст ,н о к йк RC арС эст ид ь -о в. К,0/

/ • « 1

J 1 / N \

\ 1 \ Г

■ / t N \ \ \ J

( '/¡7 1 Â 1

1 1 \ W t

| Мелкие трудно растворимые частицы фазы внедрения карбида \'2С округлой формы (в наплавках 1, 2, 8) выделялись, как правило, внутри зерен и обеспечивали измельчение первичных зёрен аустенита, рис. 7(г).

Частицы боридов СгВ и СгВ2 располагались вдоль границ зерен и вблизи эвтектики (аустенит + ЫЬС) (в наплавках 3, 5, 8), рис. 7(д).

Рисунок 7. Электронно-микроскопические изображения упрочняющих фаз в исследованных наплавках. №С (а), (Сг, Ре)7С3 (б), Сг7ВС4(в), У2С (г), СгВ (д), Ре2С (е). х 9000

Трудно обнаруживаемые когерентные е - карбиды Ре2С наблюдались в мартен-ситной структуре в виде высокодисперсных частиц (в наплавках 6, 2), рис. 7(е).

Оказалось что, по мере возрастания износостойкости наплавок (е), в теле зерна и по их границам, растет число вторичных фаз, увеличивается их размер, усложняется конфигурация.

Наблюдалось немонотонное ступенчатое возрастание сопротивления изнашиванию образцов из наплавок 1, 4, 7, 3 (I ступень), 6, 5, 2 (II ступень), 8 (III ступень).

Образцы наплавки 1 обладали самой низкой износостойкостью (к = 0,63). В их ферритокарбидной структуре практически отсутствовала аустенитная составляющая, и мелкие округлые частицы фаз легко выкрашивались из мартенситной основы при абразивном изнашивании, снижая тем самым работоспособность материала, рис. 8(а,б).

В структуре образцов из наплавок 4, 7, 3, соответствующих / ступени повышения износостойкости (б=1,18 - 1,88), по границам зерен с мартенситной структурой образовывались островки аустенитной или аустенитно-ледебуритной составляющей в которой надежно заклинивались и поэтому не выкрашивались, а истирались крупные частицы Сг7ВС4 и СгВ2, рис. 8(в-к).

У образцов из наплавок 6, 5, 2, соответствующих II ступени повышения износостойкости (е=3,30 - 3,66), сформировалась качественно новая структура, рис.9(а-е)

______________ По границам твёрдых

«аЛ >>: Дк-^жЧИр зерен с мартенситно-Гг > '4.^ карбидной структурой (М +

г^^'Ч I' МегС), появилась сплошная

1У»4 * - окантовка из мягкого оста-

точного аустенита, который, обладая высокими вязко - пластическими свойствами, надёжно удерживал твердые частицы (Сг, Ре)7С3 , 1\'ЬС, в результате чего наплавки имели высокую износостойкость, рис. 9(а-е).

Следует также отметить, что при трении по абразиву, аустенит может полностью или частично претерпевать превращение в мартенсит, что должно приводить к дополнительному повышению износостойкости наплавленного материала.

Образцы наплавки 8, соответствующей III ступени повышения износостойкости (е = 5,89), имели структуру с мелкими зернами, окантованными аусте-нитно-ледебуритной составляющей с большим количеством карбидов, бори-дов, карбоборидов и интер-металлидов, обеспечивающих наибольшее сопротивление абразивному изнашиванию, рис. 9(ж-к).

Рисунок 8. Структура исследованных номеров наплавок Таким образом, впер-

(N5 1(а,б), 4(в,г), 7(д,е), 3(ж,к) по мере возрастания их из- вые показано, что износо-носостойкости е. хЮО (а,в,д,ж), хЮОО (б,г,е,к). стойкость наплавочных ма-

териалов повышается не только с увеличением общего количества, твёрдости и размеров частиц упрочняю-

щих фаз, но и с формированием оптимальной морфологии распределения карбидов и карбидосодержащих фаз вдоль границ и в теле зёрен.

Показано, что оптимальными свойствами обладает структура из твёрдых зерен диаметром 10-15 мкм с мартенситной структурой, упрочнённых дисперсными карби

дами типа Ме2С и окантованных мягкой аусте-нитно - ледебуритной оторочкой. Большинство высокопрочных карбидов и боридов хрома, ниобия и ванадия располагаются в мягкой оторочке и не выкрашиваются.

На рис. 10 представлена принципиальная схема структурно-фазового состояния наплавочных материалов по мере возрастания их износостойкости в зависимости от размера зёрен, количества основных и вторичных фаз, а так же от морфологии их распределения.

Таким образом, износостойкость наплавок определяется комплексом факторов: прочностью матрицы; твердостью, конфигурацией и распределением упрочняющих фаз; прочностью сцепления матрицы с частицами.

Наиболее высокое сопротивление изнашиванию достигается при определенном количественном и качественном структурно-фазовом состоянии наплавок, когда

ж к

Рисунок 9. Структура исследованных номеров опытных наплавок (N1) 6(а,б), 5(в,г), 2(д,е), 8(ж,к) по мере возрастания их износостойкости £. хЮО (а,в,д,ж), хЮОО (б,г,е,к).

Цифры - номера наплавок

измельченные зерна с мартенситной структурой, упрочненные дисперсными частицами типа Ме2С, окантованы пластичной аустенитной или аустенитно-ледебуритной составляющей.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Впервые по единому целенаправленному плану изучены структурно-фазовые превращения в объёме многослойных наплавочных материалов с аустенитно- ' мартенситной структурой, предназначенных для рабочих лопаток смесителей.

2. Впервые с помощью просвечивающей электронной микроскопии обнаружено закономерное изменение структурно-фазового состояния и свойств материала в различных наплавочных слоях с феррито-перлитной структурой. Показано, что вблизи линии сплавления со стороны металла основы в структуре верхнего бейнита формируются большие внутренние термические напряжения, достигается максимальная твёрдость и пересыщение легирующими элементами. Во втором наплавочном слое происходит максимальное разупрочнение материала, присутствуют все признаки зоны термического влияния, как в металле основы при сварке. В четвёртом поверхностном слое происходит повторное упрочнение материала, обусловленное формированием нижнего бейнита и дислокационной субзёренной структуры.

3. Установлено, что износостойкость наплавочных материалов возрастает по мере увеличения зернограничного, твёрдорастворного и дисперсионного упрочнения матрицы с преобладанием последнего вклада, то есть за счёт уменьшения размера зёрен, увеличения суммарной концентрации карбидообразующих легирующих

элементов в твёрдом растворе и увеличения количества карбидов и карбидосодер-жащих фаз.

4. Показано, что в наплавках системы Ре-С-Сг-МЬ-Мо-У-В^-Мп структура материалов характеризуется образованием мартенситной, аустенитной и упрочняющей фаз в виде боридов (СгВ2, СгВ) и карбидов (N Ь С, У2С, Сг2С, Ре2С, СГ7С3. СгвС6), карбоборида (Сг7ВС4) и интерметаллида (РеУ) в зависимости от соотношения содержания карбидообразующих легирующих элементов, углерода и бора.

5. Впервые показано, что износостойкость наплавочных материалов определяется не только количеством, твёрдостью и размером карбидов и карбидосодержащих фаз, но и морфологией их распределения вдоль границ и в теле зёрен. Максимальной износостойкостью обладают мелкие зёрена диаметром 10-15 мкм, с твёрдой мартенситной структурой, упрочнённой дисперсными карбидами типа Ме2С и окантованные мягкой аустенитно - ледебуритной карбидосодержащей оторочкой. Большинство высокопрочных карбидов и боридов хрома, ниобия и ванадия располагаются в мягкой оторочке и не выкрашиваются.

6. Построена принципиальная схема структурно-фазового состояния наплавочных материалов по мере возрастания их износостойкости в зависимости от размера зёрен, количества фаз, а так же от морфологии распределения карбидов и карбидосодержащих фаз.

7. Установлено оптимальное количественное соотношение мартенситной, аустенитной, и упрочняющей фаз, которое достигается при относительно равном их соотношении 30-40% и обеспечивающее максимальную износостойкость е = 5,89 и твёрдость Н11С 61 наплавочного материала рабочих лопаток смесителей.

8. Внедрение результатов исследований позволило повысить износостойкость и срок службы рабочих лопаток смесителя в 2,5 раза.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ИЗЛОЖЕНО В СЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ:

1. Берденников А.И. Исследование причин аномального износа торцевого уплотнения винтового насоса. Эффект разупрочнения / А.И. Берденников, О.Ф. Киреенко, Г.В. Цветкова // Трение и износ.— 1985.—т.6.— №3.— С.510-518. (Журнал из перечня изданий, рекомендованных ВАК по машиностроению).

2. Скотникова М.А. Механические свойства и структура наплавленного износостойкого металла / М.А. Скотникова, Ю.М. Белов, Л.Ф. Сокирянский Л.Ф., Г.В. Цветкова // Металловедение и термическая обработка металлов (МИТОМ).— 1994.— № 8.— С.20-23. (Журнал из перечня изданий, рекомендованных ВАК).

3. Структурное и фазовое состояние наплавочных материалов, предназначенных для рабочих лопаток смесителей / Г.В. Цветкова [и др.] // Научно-технические ведомости СПбГПУ, СПб. — 2010. —№ 4. —С.52-63. (Журнал из перечня изданий, рекомендованных ВАК по машиностроению).

4. Скотникова М.А. Разработка нового износостойкого твердосплавного покрытия / М.А. Скотникова, Ю.М. Белов, Л.Ф. Сокирянский, Г.В. Цветкова // Матер. 1 Собрания металловедов России, Пенза, 12—16окт. 1993г.—Пенза, 1993.—С. 120-121.

5. Скотникова М.А. Влияние электромагнитного воздействия на структуру наплавленного металла / М.А. Скотникова, Ю.М. Белов В.Е. Завьялов, Г.В. Цветкова // Матер. 2 Собрания металловедов России, Пенза, 15—18 окт. 1994г.— Пенза, 1994.— С. 45 - 46.

6. Скотникова М.А. О механизме деформации металлов при сверхскоростном резании / М.А. Скотникова, В.А. Вирачева, Г.В. Цветкова // Технология-94: матер, международ, конф. Л., 1994,—Л.,1994,—С. 48-49.

7. Скотникова М. А. О природе диссипативных процессов при лезвийной обработке металлических заготовок. / М. А. Скотникова, Г.В. Цветкова // Материаловедение, пластическая и термическая, обработка металлов. Сб. трудов СПб ГТУ, 1999.— С.100-102.

8. Скотникова М.А. Малоцикловая усталостная прочность титанового сплава в коррозионной среде. / М.А. Скотникова, Г.В. Цветкова // Научно - технические проблемы прогнозирования надежности и долговечности конструкций и методы их решения: матер, конф., СПб, 1999.—С. 65-67.

9. Скотникова М.А. Природа локализации пластической деформации при обработке металлов резанием / М.А. Скотникова, Г.В. Цветкова // Пластическая, термическая, термомеханическая обработка современных металлических материалов: матер, науч.-техн. конф., СПб, 1999.— СПб, 1999,—С. 61-64.

10. Скотникова М.А. Микролегирование бором, как способ повышения качества и надежности деформированных титановых заготовок. / М.А. Скотникова, Г.В. Цветкова // Вопросы технологии и надежности работы систем, Сб. трудов ПИМаш. — 1999.— С. 35-44.

11. Скотникова М.А. Нанесение наплавочных материалов для повышения износостойкости изделий./ М.А. Скотникова, Г.В. Цветкова, Н.А. Крылов // Пленки и покрытия 2007: матер, науч,-техн. конф., СПб институт проблем машиноведения РАН, 2007.— СПб, 2007.— С.216-218.

12.Скотникова М.А. Природа формирования износа материала лопаток паровых турбин атомных электростанций./ М.А. Скотникова, А.А. Ланина, Н.А. Крылов, Г.В Цветкова // Актуальные проблемы трибологии: матер, междунар. науч.-техн. конф., Самара, 2007.— С.352-356.

13. Skotnikova М.А. Structural phase model of increase of wearability building-up welding of materials / M.A. Skotnikova, G.V. Tsvetkova // World Conference Friction, Wear and Wear Protection. Abstracts of the Conference of the Deutsche Gesellschaft & Materialkunde, German, held in Aachen, April 9-11,2008.—Aachen,2008.— P.20.

14. Скотникова М.А. Контроль напряжённо-деформированного состояния титановых полуфабрикатов по структуре и внутренним напряжениям./ М.А. Скотникова, Н.А.Крылов, А.А. Ланина, Г.В. Цветкова // Диагностика оборудования и конструкций с использованием магнитной памяти металла: матер. V междунар. науч.-техн. конф., ООО «Энергодиагностика, М., 2009.—М., 2009 —С. 96-98.

15. Скотникова М.А.Напряжённо-деформированное состояние и микрогеометрия поверхности сплава после нанесения регулярного микрорельефа. / М.А. Скотникова, Г. В. Цветкова// Физика прочности и пластичности материалов: матер, науч.-техн. конф., Самара, 2009,—С. 87-88.

16. Заявка на изобретение РФ. Испытательная центробежная установка ИЦУ40. / М.И. Ильин, М.А.Скотникова, А.А.Ланина, Н.А.Крылов, Г.В.Цветкова —Per. № 2009120430 от 21.05.2009.

17. Патент на полезную модель. Испытательная центробежная установка / М.И. Ильин, М.А. Скотникова, А.А. Ланина, Н.А. Крылов, Г.В. Цветкова—Per. № 2009132876от 19.08.2009.

18. М.А. Skotnikova. Structural and phase model of increase of wear resistance of overlaying welding of materials / M.A. Skotnikova, Y.M. Zubarev, G.V. Tsvetkova, // World Conference "4 th World Tribology Congress" (WTC IV).Abstracts of the, Japan, held in Kioto, September 6-11,2009 - P.441.

19. M.A Skotnikova. Wearproof structural and phase status of the surface of preparation of steel 45 after plasma spraying / M.A Skotnikova, G.V. Tsvetkova // World Conference "4 th World Tribology Congress" (WTC IV). Abstracts of the, Japan, held in Kioto, September 6-11,2009 - P.451.

20. M.A. Скотникова. Структурно-фазовая модель повышения износостойкости наплавочных материалов по составу близких к инструментальным сталям. / М.А. Скотникова, Г.В. Цветкова // Техника и технологии трибологических исследований: матер. 2 Международного семинара, Иваново, 2009,— С. 66.

21. Скотникова М.А. Структурно-фазовая модель повышения износостойкости наплавочных материалов. М.А. Скотникова, Г.В. Цветкова // Актуальные проблемы прочности: матер. 49 международ. конф., Киев, 14-18 июня 2010 г. — Киев, 2010.— С. 124.

П21(03)

Подписано в печать 27.10.2010 Формат 60 х 90 1/16

Бумага тип № 3 Печать офсетная Усл. печ. л. 1,0

Уч.-изд. л. 6,0 Тираж 100 экз. Заказ 55

Издание Санкт-Петербургского института машиностроения 195197, Санкт-Петербург, Полюстровский пр., 14 ППИМаш

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Влияние структурно-фазовых параметров на износостойкость наплавочных материалов.

1.1. Изнашивание и износостойкость материалов.

1.2. Назначение и характеристика состава наплавленных материалов

1.3. Повышение износостойкости методами термической и химикотермической обработки.

1.4. Влияние легирования наплавленного металла на состояние его карбидной фазы и износостойкость. ^

1.5. Выбор материалов и методов получения оптимальных структурно - фазовых параметров. ^

1.6. Структурно-фазовые превращения при трении и их влияние на износостойкость.

ГЛАВА 2. Материалы и методика исследования.

2.1. Исследуемые материалы.

2.2. Качественная и количественная оптическая металлография.

2.2.1. Качественная оптическая металлография.

2.2.2. Количественная оптическая металлография.

2.3. Просвечивающая и растровая электронная микроскопия.

2.4. Рентгеноструктурный анализ.

2.5. Микрорентгеноспектральный анализ.

2.6. Разработка испытательной установки на трение вращения

2.7 Испытания образцов наплавленного металла на твёрдость, ч 76 микротвердость и износостоикость(е).

ГЛАВА 3. Исследования структурно - фазовых превращений по сечению многослойных наплавочных материалов с феррито-перлитной и ау-стенитно-мартенситной структурами.

3.1. Исследования исходного состояния металла основы из стали

3.1.1 Металлографические исследования.

3.1.2.Рентгеноструктурные исследования.

3.1.3.Исследования методом просвечивающей электронной микроскопии.

3.1.4. Исследования микротвердости и износостойкости.

3.2. Исследования слоев наплавочных материалов с ферритоперлитной структурой, полученных под флюсом ФЦ-16.

3.2.1. Металлографические исследования наплавочных материалов, полученных под флюсом ФЦ-16.

3.2.2.Рентгеноструктурные исследования наплавочных материалов, полученных под флюсом ФЦ-16.

3.2.3. Исследования наплавочных материалов, полученных под флюсом ФЦ-16, методом просвечивающей электронной микроскопии.

3.2.4. Исследования распределения легирующих элементов в наплавках, полученных под флюсом ФЦ-16 . ^

3.2.5. Исследования микротвердости и износостойкости каллавок, полученных под флюсом ФЦ-16.

3.3. Исследования наплавочных материалов с аустенитно-мартенситной структурой, полученных под флюсом ФК-45.

3.3.1. Металлографические исследования наплавочных материалов, полученных под флюсом ФК-45. ^ ^

3.3.2. Рентгеноструктурные исследования наплавочных материалов, полученных под флюсом ФК-45.

3.3.3. Исследования распределения легирующих элементов в наплавках, полученных под флюсом ФК

3.3.4. Исследования микротвердости и износостойкости наплавок, полученных под флюсом ФК-45.

3.4. Сравнение результатов исследований наплавочных материалов, полученных под флюсами ФЦ-16 и ФК-45.

ГЛАВА 4. Исследования и оптимизация количества структурных и фазовых составляющих в наплавочных материалах с аустенитно - мартен- ^ ситно - ледебуритной структурами.

4.1. Результаты химического анализа опытных наплавленных материалов.

4.2.Результаты испытаний опытных наплавок на твёрдость, микротвердость и износостойкость.

4.3. Рентгеноструктурный фазовый анализ опытных наплавленных материалов.

ГЛАВА 5. Исследования и оптимизация морфологии распределения карбидов и карбидосодержащих фаз в наплавочных материалах с аустенитно — мартенситно - ледебуритной структурами.

5.1. Исследование опытных наплавленных материалов методом просвечивающей электронной микроскопии.

5.2. Металлографические исследования опытных наплавленных материалов.

5.3. Принципиальная схема структурно-фазового состояния наплавочных материалов.

ВЫВОДЫ.

Актуальность работы.

Сегодня показано, что примерно 85% отказов машин и механизмов происходит из-за износа их деталей и узлов. Для решения задач увеличения срока службы деталей машин используют различные способы поверхностного упрочнения, в частности многослойные наплавки, нашедшие широкое применение в производстве разнообразных изделий — от крупногабаритных, таких, как валки прокатных станов, штампы, до мелких деталей типа рабочих лопаток смесителей.

В процессе дробления, гранулирования, приготовления различных асфальтобетонных и битумоминеральных смесей, происходит интенсивное абразивное изнашивание рабочих лопаток смесителей, срок службы которых составляет менее 2 месяцев, тогда как другие детали смесителей приходится менять в 3 раза реже, что снижает технико - экономические показатели производства.

Согласно классификации международного института сварки [16], применение наплавок из износостойких хромистых сталей системы Бе-С-Сг-Мп—81— ]М1-\У—Мо с повышенным содержанием углерода, является одним из весьма эффективных способов повышения сопротивления абразивному изнашиванию на рабочих лопатках смесителей. Наилучшую стойкость в условиях абразивного изнашивания имеют многослойные наплавки с карбидным упрочнением. Однако существенным недостатком высоколегированных наплавочных материалов является снижение их вязкопластических и прочностных свойств из-за структурной неоднородности по сечению наплавки, наличия избыточной карбидной фазы и появления трещин, как в самом процессе наплавки, так и при последующей эксплуатации детали.

Анализ литературных данных показал, что способность металла к сопротивлению абразивному изнашиванию зависит не только от типа и количества карбидов или боридов, но и от способности основы прочно удерживать твёрдые включения. Так, при неблагоприятной структуре, сплавы с большим количеством упрочняющей фазы могут оказаться весьма малоизносостойкими вследствие как их недостаточной твёрдости, так и чрезмерной хрупкости металлической матрицы. При отсутствии достаточной связи на границе раздела фаз, происходит выкрашивание твёрдых включений. Однако в литературе пока ещё не получили достаточного освещения работы, касающиеся вопросов комплексного исследования структурно-фазовых превращений многослойных наплавочных материалов на всех структурных уровнях.

Поэтому работа по установлению закономерностей структурных и фазовых превращений, и их влияния на повышение износостойкости многослойных наплавочных материалов и увеличения срока службы рабочих лопаток смесителей, является, безусловно, актуальной.

Цель работы и задачи исследования.

Цель настоящей работы заключалась в изучении на различных структурно-масштабных уровнях закономерностей структурных и фазовых превращений в объеме многослойных наплавочных материалов для повышения износостойкости деталей машин.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

• разработать методику триботехнических испытаний материалов, которая позволит получить достоверные результаты;

• провести исследования влияния размера зерна, степени легирования матрицы и количества упрочняющей фазы на износостойкость наплавочных материалов, находящихся в феррито-перлитном и аустенитно-мартенситном состояниях;

• провести исследование фазового состава и морфологии распределения частиц упрочняющих фаз.

• установить качественные и количественные закономерности изменения параметров структурно-фазового состояния, как в материале основы, так и во всех последующих наплавочных слоях на различных расстояниях от линии сплавления;

• сделать научно-обоснованный выбор оптимального состояния наплавочного материала поверхностного слоя, обеспечивающего максимальную износостойкость рабочих лопаток смесителей;

• разработать испытательную центробежную установку (ИЦУ), имитирующую ударное воздействие гранитными частицами и позволяющую исследовать структурные и фазовые превращения в наплавочных материалах рабочих лопаток смесителей на этапе их эксплуатации.

Научная новизна.

• При помощи метода просвечивающей электронной микроскопии впервые обнаружено закономерное изменение структурно-фазового состояния и свойств материала в наплавочных слоях по толщине многослойных наплавок. Показано, что вблизи линии сплавления со стороны материала основы в структуре формируются значительные термические напряжения, достигается максимальная твёрдость и пересыщение легирующими элементами. Во втором наплавочном слое происходит максимальное разупрочнение материала, присутствуют все признаки зоны термического влияния. В четвёртом поверхностном слое происходит повторное упрочнение материала за счёт формирования ячеистых дислокационных структур

• Установлено, что износостойкость наплавочных материалов увеличивается по мере возрастания зернограничного, твёрдорастворного и дисперсионного упрочнения матрицы с предпочтительным вкладом последнего.

• Установлено оптимальное количественное соотношение мартенсит-ной, аустенитной, и упрочняющей фаз, обеспечивающих максимальную износостойкость наплавок, которое достигается при относительно равном их соотношении.

• Показано, что износостойкость наплавочных материалов определяется не только количеством и размером структурных и фазовых составляющих, но и их морфологией распределения. Максимальной износостойкостью обладают мелкие зёрна с твёрдой мартенсито - карбидной структурой, оконтурованные мягкой аустенитно - ледебуритной карбидосодержащей оторочкой.

• В результате проведенных исследований получены новые технические решения, подтвержденные патентом РФ.

Практическая значимость работы заключается в том, что полученный комплекс результатов исследования структурных и фазовых превращений и физико-механических свойств наплавочных материалов различного структурного типа позволил дать рекомендации для повышения износостойкости поверхности рабочих лопаток смесителей.

• Результаты работы были использованы на предприятиях ОАО "ЛМЗ", ООО "Орис - ММ", ООО "Альянс".

• Результаты работы нашли отражение в разработке методических указаний в рамках проводимых преподавателями лабораторных работ по дисциплине «Методы триботехнических испытаний», в разработке учебного пособия.

• Результаты работы нашли отражение при чтении автором лекций по дисциплинам «Основы теории трения» и «Физико-химические процессы при трении».

Достоверность результатов обеспечивается использованием фундаментальных положений физики твёрдого тела, большим объемом экспериментов, выполненных с привлечением современных методов исследования (стандартных и специально разработанных), сопоставлением установленных в работе закономерностей с фактами, полученными другими исследователями.

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы и результаты исследований докладывались и обсуждались на 11 научно-технических конференциях и семинарах, в том числе на: 1 и 2 Собрании металловедов России, Пенза, 1993,

1994; Международной конференции «Технология-94», СПб., 1994; 8-ой Международной конференции «Пленки и покрытия», СПб., 2007; Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы трибологии», Самара, 2007; World Conference Friction, Wear and Wear Protection (DGM), German, held in Aachen, April 9-11, 2008; На XVII Международной конференции «Физика прочности и пластичности материалов», Самара, СГТУ, 2009; II Международном семинаре «Техника и технология трибологических исследований», Иваново, ИГУ, 2009; World Conference "4 th World Tribology Congress" (WTC IV) Japan, Kioto, September 6-11, 2009; на ХХ-ых «Петербургских чтениях по проблемам прочности», СПб., 2010; 49 международная конференция Актуальные проблемы прочности, Киев, Украина, 2010; на научно-технических семинарах кафедры «Триботехника» ПИМаш 2006-20 Юг.г.

Публикации.

Основное содержание работы отражено в 21 печатных работах, в том числе в 3-х статьях, в изданиях, входящих в список ВАК РФ. Библиографический список основных работ приведён в конце автореферата.

Диссертационная работа была выполнена автором: - в рамках Гранта РФФИ № 05-08-65442 (2005-2008 гг.); - в рамках целевой программы "Развитие научного потенциала высшей школы" № 2.1.2/1147 (2009-2010 гг.) (н.р. проф. М.А. Скотникова).

Структура и объем работы

Работа состоит из введения, 5 глав, общих выводов, списка литературы из 144 наименований и приложения, изложена на 210 страницах, включая: 17 таблиц, 97 рисунков.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность работы, сформулирована цель исследования, поставлены основные задачи. Показана научная новизна и практическая значимость полученных результатов, даны сведения об апробации работы.

В первой главе приведён обзор теоретических и экспериментальных результатов работ, посвящённых исследованию структурно-фазовых превращений, протекающих в наплавочных материалах для увеличения срока службы деталей машин. Проведён анализ состояния вопроса, относительно комплексного исследования закономерностей структурных и фазовых превращений в объеме наплавочных материалов, находящихся в широком диапазоном типов структур от феррито-перлитной до аустенитно-ледебуритной и мартенситной, содержащих различное количество упрочняющих фаз. В результате выполненного анализа определены основные задачи диссертационной работы.

Во второй главе сделано обоснование выбора материалов и основных методов для исследования. Материалом для исследования явились 10 образцов из стали 45, на поверхность которых были нанесены по 5 наплавочных слоёв с различными химическими составами системы Бе-С-СгЧ^Ь-Мо-У-В-З^Мп.

В работе были использованы методы оптической металлографии, просвечивающей и растровой электронной микроскопии, рентгеноструктурного, мик-рорентгеноспектрального анализа, проведены испытания на макро- и микротвердость, износостойкость.

В третьей главе представлены результаты исследования структурных и фазовых составляющих в различных слоях двух наплавочных материалов с феррито-перлитной и аустенитно-мартенситной структурами, полученных под флюсами ФЦ-16 и ФК-45, соответственно.

В четвёртой главе представлены результаты исследования и оптимизации соотношения количества структурных и фазовых составляющих в 8 наплавочных материалах с аустенитно — мартенситно - ледебуритной структурами с различным количеством упрочняющих фаз, полученных под опытными флюсами.

В пятой главе представлены результаты исследования и оптимизации морфологии распределения карбидов и карбидосодержащих фаз вдоль границ и и в теле зёрен по мере увеличения износостойкости наплавочных материалов.

ВЫВОДЫ

1. Впервые по единому целенаправленному плану изучены структурно-фазовые превращения в объёме многослойных наплавочных материалов с ау-стенитно-мартенситной структурой, предназначенных для рабочих лопаток смесителей.

2. Впервые с помощью просвечивающей электронной микроскопии обнаружено закономерное изменение структурно-фазового состояния и свойств материала в различных наплавочных слоях с феррито-перлитной структурой. Показано, что вблизи* линии сплавления со стороны металла основы в структуре верхнего бейнита формируются большие внутренние термические напряжения, достигается максимальная твёрдость и пересыщение легирующими элементами. Во втором наплавочном слое происходит максимальное разупрочнение материала, присутствуют все признаки зоны термического влияния, как в металле основы при сварке. В четвёртом поверхностном слое происходит повторное упрочнение материала, обусловленное формированием нижнего бейнита и дислокационной субзёренной структуры.

3. Установлено, что износостойкость наплавочных материалов возрастает по мере увеличения зернограничного, твёрдорастворного и дисперсионного упрочнения матрицы с преобладанием последнего вклада, то есть за счёт уменьшения размера зёрен, увеличения суммарной концентрации карбидообра-зующих легирующих элементов в твёрдом растворе и увеличения количества карбидов и карбидосодержащих фаз.

4. Показано, что в наплавках системы Бе—С-Сг—КЬ-Мо-У-В-81-Мп структура материалов характеризуется образованием мартенситной, аустенит-ной и упрочняющей фаз в виде боридов (СгВ2, СгВ) и карбидов (ЫЬС, У2С, Сг2С, Ре2С, Сг7Сз- Сг2зС6), карбоборида (СГ7ВС4) и интерметаллида (РеУ) в зависимости' от соотношения содержания карбидообразующих легирующих элементов, углерода и бора.

5.Впервые показано, что износостойкость наплавочных материалов определяется не только количеством, твёрдостью и размером карбидов и карбидосодержащих фаз, но и морфологией их распределения вдоль границ и в теле зёрен. Максимальной износостойкостью обладают мелкие зёрна диаметром 10-15 мкм, с твёрдой мартенситной структурой, упрочнённой дисперсными карбидами типа Ме2С и окантованные мягкой аустенитно - ледебуритной карбидосодержащей оторочкой. Большинство высокопрочных карбидов и бо-ридов хрома, ниобия и ванадия располагаются в мягкой оторочке и не выкрашиваются.

6. Построена принципиальная схема структурно-фазового состояния наплавочных материалов по мере возрастания их износостойкости в зависимости от размера зёрен, количества фаз, а так же от морфологии распределения карбидов и карбидосодержащих фаз.

7. Установлено оптимальное количественное соотношение мартенситной, аустенитной, и упрочняющей фаз, которое достигается при относительно равном их соотношении 30-40% и обеспечивающее максимальную износостойкость с = 5,89 и твёрдость НЯС 61 наплавочного материала рабочих лопаток смесителей.

8. Внедрение результатов исследований позволило повысить износостойкость и срок службы рабочих лопаток смесителя в 2,5 раза.

1. Хрущов М.М. Абразивное изнашивание. / Хрущов М.М., Бабичев М.А -М.:Наука, 1970 . — 252с.

2. Хрущов М.М. Сопротивление абразивному изнашиванию и твёрдость материалов. / Хрущов М.М., Бабичев М.А. // Доклады АН СССР, 53, т.88, №3. — С. 445-448.

3. Хрущов М.М. Износостойкость и структура твёрдых наплавок. -М., Машиностроение, 1971. — 95 с.

4. Крагельский И.В. Об усталостной природе износа твёрдых тел // Вопросы механической усталости. М., 1964.— С. 128-132.

5. Крагельский И.В. О механизме абразивного износа. / Крагельский И.В., Ям-польский Г.Я. // Изв. Вузов. Физика, 1968.— №11.— С. 81-87.

6. Львов П.Н. Основы абразивной износостойкости деталей строительных машин. — М.: Изд-во литературы по строительству, 1970. — 71 с.

7. Костецкий Б.И. Надёжность и долговечность машин./ Костецкий Б.И., Носовский И.Г., Бершадский Л.М., Караулов А.К. — К.: Техника, 1975. — 408 с.

8. Костецкий Б.И. Трение, смазка и износ в машинах. — К.: Техника, 1970. — 396 с.

9. Тененбаум М.М. Сопротивление абразивному изнашиванию. —- М.: Машиностроение, 1976. — 271 с.

10. Коттрелл А.Х. Теоретические аспекты процесса разрушения. Сб. Атомный механизм разрушения. —М: Металлургиздат, 1963.— С. 30-69.

11. Avery Haward S. Wear resistance. Handsuck wech.Wear. Aun. Azbor Univ. Mich. Press, 1967, — P.25-28.

12. Avery Haward S. Surfacing by welding for wear resistance. — Abexcorporation Mahwey New Jersi, 1979, — P.72-88.

13. Крагельский И.В. Трение и износ. — М: Машиностроение, 1968. — 480с.

14. Любарецкий И.М. Металлофизика трения. / Любарецкий И.М., Палатник Л.С.— М.: Металлургия, 1976.—176с.

15. Будинаки К. Дж. Трибология. Исследования и приложения. Опыт США и СНГ. — М.: Машиностроение, 1993.— 412 с.

16. Лившиц Л.С., Гринберг H.A., Куркумелли Э.Г. Основы легирования наплавленного металла. — М.: Машиностроение. 1969. — 188с.

17. Гречин В.П. Износостойкие чугуны и сплавы. — М.: Машгиз, 1961. — 126 с.

18. Чалмерс Б. Физическое металловедение. — М.: ГНТИ.1963. — 455с.

19. Маклин Б. Механические свойства металлов. — М.: Металлургия, 1965.— 426с.

20. Киттель Ч. Введение в физику твёрдого тела. — М: Изд. физ-мат. литературы, 1963. — 662 с.

21. Киффер Р. Твёрдые сплавы. / Киффер Р., Шварцкопф П. — М.: Металлург-издат, 1957. — 664с.

22. Киффер Р. Твёрдые материалы./ Киффер Р., Бенезовский Ф. — М.: Мета-лургия, 1968. — 384 с.

23. Виноградов В.Н. Изнашивание при ударе. / Виноградов В.Н., Сорокин Г.М., Альбагачиев А.Ю.— М.: Машиностроение, 1982.— 192с.

24. Нотт Дж.Ф. Основы механики разрушения. — М.: Металлургия, 1978. — 256с.

25. Клейс И.Р. Износостойкость элементов измельчителей ударного действия. / Клейс И.Р., Уэмайс Х.Г. — М.: Машиностроение, 1968. — 168с.

26. Попов B.C., Брыков H.H. Металловедческие аспекты износостойкости сталей и сплавов./ Попов B.C., Брыков H.H. — Запорожье.: ВПК, 1996. — 180с.

27. J. Lloyd, J. Jellup. The relationship between structure and wear perfomance of hardfacing.// Australasian welding Journal, v. 41, №1. First Quarter. 1996. - P. 1012.

28. Белов Ю. M, П.А. Мазниченко. Электроды для наплавки шнеков шлаковых центрифуг.// Автоматическая сварка. — 1996.- № 5. — С. 55-57.

29. Гудремон Э. Специальные стали. Т.1. — М.: Металлургия, 1966. — 344с.

30. Походня И.К. Прогрессивные способы наплавки деталей износостойкими сплавами. — М.: ВИНТИ, 1959.— 91с.

31. Haworth R.D. The abrasion résistante of metals // Transaction of American Societi for Metals, V. 49, Clevland, 1969, —P.46.

32. Ткачёв B.H. Износ и повышение долговечности детали сельскохозяйственных машин. — М.: Машиностроение, 1971, — 264 с.

33. Ерохин А.А. Основы сварки плавлением. — М.: Машиностроение, 1973. — 447с.

34. Колесов В.Г. Износостойкость наплавочных сплавов при работе в абразивной среде. //Сварочное производство, №5,1960. — С.12-14.

35. Лившиц Л.С. Металловедение сварки и термическая обработка сварных соединений. / Лившиц Л.С., Дакимов А.Н. — М., Машиностроение, 1989. — 157с.

36. Лившиц Л.С. Металловедение для сварщиков. — М., Машиностроение, 1979.— 217с.

37. Бекштейн С.З. Строение и свойства металлических сплавов. — М.: Металлургия, 1971.-495 с.

38. Благовещенская В.В. Технология изготовления электродов для дуговой сварки. — М., Машиностроение, 1966. — 143с.

39. Ефименко Л.А. Металловедение и термическая обработка сварных соединений. / Ефименко Л.А., Прыгаев А.К., Елагина О.Ю. — М.: Логос, 2007. — 456с.

40. Марукович Е.И., Карпенко М.И. Износостойкие сплавы. М.: Машиностроение, 2005. - 428с.

41. Лившиц Л.С. Влияние бора на структуру и свойства наплавленного металла. //Металловедение и термическая обработка, №5,1967. С.5.

42. Рыбакова Л.М. Структура и износостойкость металла: / Рыбакова Л.М., Куксенова Л.Л. М., Машиностроение, 1982. 216с.

43. Чичинадзе А.В. Трение, износ и смазка. М.: Машиностроение, 2003. -576с.

44. Материаловедение. Под общ. ред. Б.Н.Арзамасова, Г.Г.Мухина. М.: Изд. МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2003. - 648с.

45. Лившиц Л.С. Металловедение для сварщиков. М.: Машиностроение,1979. 267с.

46. Ахматов A.C. Молекулярная физика граничного трения. — М.: Издфиз. -мат. Лит., 1963. — 472 с.

47. Гринберг H.A., Куркумелли Э.Г., Лифшиц Л.С. Влияние карбидной фазы на износостойкость наплавленного металла. //Автоматическая сварка-1964-8.

48. Гринберг H.A., Куркумелли Э.Г. Определение количества аустенита в твёрдых многофазных наплавках. //Автоматическая сварка-1966-№8.

49. Тылкин М.А. Дуговая наплавка твёрдыми сплавами деталей, подвергавшихся абразивному износу. // Сварочное производство-1959-№5.

50. Лившиц Л.С. О влиянии углерода и легирования стали на процесс карбидо-образования при отпуске. //Металловедение и термическая обработка — 1967 -№5 С. 15 — 18.

51. Меськин B.C. Основы легирования стали. М., Металлургиздат, 1959.

52. Х.Дж. Гельдшмидт. Сплавы внедрения. T.I и ILM., Мир, 1971.

53. Воинов В. А. Износостойкие сплавы и покрытия. М., Машиностроение,1980.

54. Колесов В.Г. Износостойкость наплавочных сплавов при работе в абразивной среде. //Сварочное производство 1960 - №12. - С.24 - 26.

55. Лейначук Е.И. Влияние углерода на,сопротивление наплавленного металла абразивному износу. //Автоматическая сварка -1956.-№3.

56. Космачёв Б.Г. Сварка и наплавка в производстве режущего инструмента. М., Машгиз, 1955.

57. Куркумелли Э.Г., Гринберг H.A., Лившиц Л.С. Влияние аустенита в наплавленном-металле на износостойкость и сопротивляемость ударам. //Сварочное производство 1965. - №6. - С.12-13.

58. Фрумин И.И. Автоматическая электродуговая наплавка. Харьков, Металлургиздат, 1961. - 154с.

59. Лашко Н.Ф., Сорокина К.П. Фазовый состав, структура и свойства легированных сталей и сплавов. М., Машиностроение, 1965. — 97с.

60. Structure and properties of Thixocast steels // Young K., Rieck R.G., Flomi-nasM.S. Metal Technol., 1979, V.6, №2. - P.130 - 137.

61. Даровский И.И. Методика утонения разнородных сварных образцов для электронно-микроскопических исследовании. // Автоматическая сварка 1986 -1

62. Гуляев А.П. Термическая обработка стали. М.: Металлургия, - I960.- 237 с.

63. Гуляев А.П. Металловедение,- М., Металлургия, 1986. — 544 с.

64. Пот JI. Карбиды и нитриды переходных металлов. М., Мир, 1974. — 113с.

65. Сидоров А.И. Восстановление деталей машин напылением и наплавкой. — М.: Машиностроение., 1987. 192 с.

66. Роянов В.А., Псарас Г.Г., Рубайло В.К. Ремонт машин с применением сварки и родственных технологий. Мариуполь.: Изд-во ПГТУ, 2000. — 318 с.

67. Хасуи А. Наплавка и напыление / Хасуи А., Маригаки О.; под ред. Степина B.C., перевод с япон. Попова В.Н. -М.: Машиностроение., 1985. -204 с.

68. Кравцов Т.Г. Электродуговая наплавка электродной лентой. — М: Машиноsстроение., 1978. 167 с.

69. Багрянский К.В. Электродуговая сварка и наплавка под керамическими флюсами. — Киев.: Техника, 1976. 184 с.

70. Дроздов Ю.Н. Трение и износ в экстремальных условиях. Дроздов Ю.Н., Павлов Б.Г., Пучков В.Н. М.: Машиностроение, 1986. - 224 с.

71. Kasugai Т. Effects of Cr Transformation Behavior of Synthetic Weld Heat Affected Zone of Steels / Kasugai Т., Inagaki M. // Trans, of Nat. Res. Inst, for Metals . — 1981. — V. 23, №3. — P. 43 - 55.

72. Власов B.M. Работоспособность упрочненных трущихся поверхностей. -М.: Машиностроение, 1987. 304 с.

73. Whitehouse D.I., Archard I.F. The properties of random surfaces of significance in their contact-Proc. Roy. Soc.: London A., 1970, V.316.-P. 97-121.f

74. Скотникова М. А. О природе диссипативных процессов при лезвийной обработке металлических заготовок. / Скотникова М.А., Цветкова Г.В. //Материаловедение, пластическая и термическая, обработка металлов. Сб трудов СПб ГТУ, 1999, С. 100-102.

75. Скотникова М.А. Природа локализации пластической деформации при обработке металлов резанием / Скотникова М.А., Цветкова Г.В. // Пластическая, термическая, термомеханическая обработка современных металлических материалов, СПб, 1999, С. 61-64.

76. Скотникова М.А. О механизме деформации металлов при сверхскоростном резании / М.А. Скотникова, В.А. Вирачева, Г.В. Цветкова // Технология-94: матер. международ, конф. JL, 1994.—Л.,1994.— С. 48-49.

77. Наплавочные материалы стран-членов СЭВ. Каталог. М.: Изд. ВИНИТИ, 1979.-619 с.

78. К.Sipos. Surface martensite white layer produced by adhesive sliding wear-friction in AISI 1065 steel / K.Sipos, M.Lopez, M.Trucco // Revista Latinoamericana de Metalurgia y Materiales. 2008, №28(1). P. 46 - 50.

79. B. Bhushan. Nanotribology: friction, wear and lubrication at the atomic scale. / B. Bhushan, J.N. Israelachvill, U. Landman // Nature, V. 374, 1995, № 13. P. 607616.

80. Порошковая металлургия и напыленные покрытия / под ред. Митина Б.С. -М.: Металлургия, 1987. 592 с.

81. Композиционные материалы. Справочник / под ред. Карпиноса Д.М. — Киев.: Наукова думка, 1987. 592 с.

82. Линник В.А. Современная техника газотермического нанесения покрытий. Линник В. А., Пекшев П.Ю. -М.: Машиностроение, 1985. 127 с.

83. Хасуи А. Техника напыления / перевод с япон. Масленникова С.А. -М: Машиностроение, 1975.— 288.

84. Конструкционные материалы. Справочник / Арзамасов Б. Н. и др. под общ. ред. Б. Н. Арзамасова.-М.:Машиностроение, 1990. 688 с.

85. Основы трибологии (трение, износ, смазка) / Под ред. А.В.Чичинадзе. — М.: Центр «Наука и техника», 1995. — 778 с.

86. Попилов Л.Я. Технология электрополирования металлов. М., Машиностроение, 1953. — 79 с.

87. Приборы и методы физического металловедения: В 2т. / под ред. Вейнберга Ф. М., Мир, 1974.-367с.

88. Баранова Л.В., Дёмина Э.Л. Металлографическое травление металлов и сплавов. Справочник. М., Металлургия, 1986.-134с.

89. Попилов Л.Я. Электрополирование и электротравление металлографических шлифов. / Попилов Л.Я., Зайцева Н.П. — М., Машиностроение, 1963. 121 с.

90. Утевский Л.М. Дифракционная электронная микроскопия в металловедении. М., Металлургия, 1973. - 142 с.

91. Томас Т., Горидж М.Дж. Просвечивающая электронная микроскопия материалов. М., Наука, 1982.- 243 с.

92. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия. Под ред. Уманского Я.С. М., Металлургия, 1982. - 256с.

93. Горелик С.С. Рентгенографический и электронно-оптический анализ. М., Металлургия, 1971.- 165с.

94. Русеков А.А. Рентгенография металлов. М., Атомиздат, 1977. - 112с.

95. Миркин Л.И. Рентгеноструктурный анализ. Получение и измерение рентгенограмм. Справочное руководство. М., Наука, 1976. — 173с.

96. Фрумин И.И. Основы технологии механизированной наплавки. — М.: Машиностроение, 1978. — 168 с.

97. Фридман Я.Б. Механические свойства металлов. Изд. 3-е перераб. И доп. В двух частях. Часть вторая. Механические испытания. Конструкционная прочность. М.: Машиностроение, 1974. 368 с.

98. Хейденрайх X. Основы просвечивающей электронной микроскопии. М.: Мир, 1966.-232 с.

99. Электронная микроскопия в металловедении: Справочник // Под ред. A.B. Смирновой-М.: Металлургия, 1985. 191 с.

100. Хирш П. Электронная микроскопия тонких кристаллов / Хирш П., Хови А., Николсон Р. М.: Мир, 1968. - 200 с.

101. Эндрюс К., Дайсон Д., Киоун С. Электроннограммы и их интерпретация -М.: Мир 1971.-256 с.

102. Практические методы в электронной микроскопии / Под ред. О.М. Глоэра -М.: Машиностроение, 1980.-375 с.

103. Практическая растровая электронная микроскопия / Пер. с англ. — под ред. Гоулдстейна Дж., Яковица X. М.: Мир, 1978. - 656 с.

104. Hutchings I.M.Tribology: Friction and Wear of Engineering Materials. London — Melbourne — Auckland: Edward Arnold, 1992. - 123 p.

105. Особенности микроструктуры и распределения элементов в комплексно-легированых белых чугунах / Сильман Г.И. и др. // Металловедение и термическая обработка. — 1981. —№1. — С. 52-55.

106. Берденников А.И. Исследование причин аномального износа торцевого уплотнения винтового насоса. Эффект разупрочнения / А.И. Бер денников, О.Ф. Киреенко, Г.В. Цветкова // Трение и износ.— 1985.—т.6.— №3.— С.510-518.

107. Скотникова М.А. Влияние электромагнитного воздействия на структуру наплавленного металла / М.А. Скотникова, Ю.М. Белов В.Е. Завьялов, Г.В. Цветкова // Матер. 2 Собрания металловедов России, Пенза, 1994г.— Пенза, 1994.—С. 45-46. 124.

108. Skotnikova М.А. Structural and phase model of increase of wear resistance of overlaying welding materials/ M.A. Skotnikova, Y.M. Zubarev, G.V. Tsvetkova //

109. World Conference "4 th World Tribology Congress" (WTC IV).Abstracts of the, Japan, held in Kioto, September 6-11, 2009. — P.441.

110. S. Jetley. Martempering to improve wear properties of airgraft brake steel rotors / Journal of Industrial Technology, V.23, 2007. — P. 2-10.

111. Гнюсов С.Ф., Маков Д.А., Дураков В.Г. Особенности формированияизно-состойких аустенитных покрытий с помощью аргонодуговой наплавки.// Известия Томского политехнического университета. Т. 308. 2005. №5. с.119-122.

112. Engel Peter. Impact Wear of materials.Amsterdam c.a. Elsenier Sei. Pube Co., 1976, XIV.- 338p.

113. Замедленное разрушение метастабильных сталей/ В.И.Саррак, С.О. Суворова, Е.Н.Артемова и др.// МиТОМ. 1990. №1. С.5-7.

114. Износостойкие материалы в химическом машиностроении:Справочник / Под ред. Ю.М. Виноградова. — Л.: Машиностроение, 1977. — 256 с.

115. Марченко Е.А. О природе разрушения поверхности металлов при трении. -М.:Наука, 1979. -118с.

116. Марченко Е.А., Харач Г.М. О закономерностях образования микротрещин в поверхностных слоях металлов // ДАН СССР, 1976. Т.23, С.4.

117. Метод испытаний машиностроительных материалов на ударно абразивное изнашивание. ГОСТ 23.207 - 79. - М.: Госстандарт, 1982. - 12с.

118. Материаловедение и конструкционные материалы / Л.С.Пинчук, В.А.Струк, Н.К.Мышкин, А.И.Свириденок; Под ред. В.А. Белого. — Мн.: Вы-шейшая школа, 1989. 462 с.

119. Силин A.A. Трение и его роль в развитии техники. М.: Наука, 1976. - 175 с.

120. Теория трения, износа и проблемы стандартизации / Под ред. А.Ю. Иш-линского. Брянск: Приокское кн. Изд во, 1978. - 386 с.

121. Теория сварочных процессов / Под ред. В.В.Фролова — М.: Высш. шк., 1988.-559 с.

122. Лахтин Ю.М. Материаловедение./ Лахтин Ю.М., В.П. Леонтьев. М.: Машиностроение, 1990. - 528 с.

123. Зорин Е.Е. Сварка. Введение в специальность. / Зорин Е.Е. Худолей Н.Г. М.: Недра - бизнес, 2004. — 232 с.

124. Бекштейн С.З. Строение и свойства металлических сплавов. — М.: Металлургия, 1971.-495 с.

125. Ефименко Л.А. О роли структурного фактора в повышении сопротивления хрупкому разрушению электрошлаковых сварных соединений // Автоматическая сварка. 1999. №9. - С. 13 - 18.

126. Сильман Г.И. Система железо углерод. — Брянск: Изд - во Брянской государственной инженерно — технологической академии. — 2007. — 84 с.

127. П. Джост. Будущее триботехники // Трение и износ. — 1991. — №1. — С. 10-15.

128. Скотникова М.А. Разработка нового износостойкого твердосплавного покрытия / М.А. Скотникова, Ю.М. Белов, Л.Ф. Сокирянский, Г.В. Цветкова // Матер.1 Собрания металловедов России, Пенза, 1993г.— Пенза, 1993.— С.120-121.

129. Скотникова М.А. Нанесение наплавочных материалов для повышения износостойкости изделий. / М.А. Скотникова, Г.В. Цветкова, В.П. Лукьянчиков, H.A. Крылов // Сб. трудов 8 международной конференции «Пленки и покрытия 2007», С Пб, 2007, с.23-25.

130. Скотникова М.А. Механические свойства и структура наплавленного износостойкого металла / М.А. Скотникова, Ю.М. Белов, Л.Ф. Сокирянский Л.Ф.,

131. Г.В. Цветкова // Металловедение и термическая обработка металлов (МИТОМ).— 1994.— № 8.— С.20-23.

132. Патент на полезную модель. Испытательная центробежная установка / М.И. Ильин, М.А. Скотникова, А.А. Ланина, Н.А. Крылов, Г.В. Цветкова.—Per. № 2009132876 от 19.08.2009.

133. М.А. Skotnikova. Structural and phase model of increase of wear resistance of overlaying welding of materials / M.A. Skotnikova, Y.M. Zubarev, G.V. Tsvetkova,

134. World Conference "4 th World Tribology Congress" (WTC IV).Abstracts of the, Japan, held in Kioto, September 6-11, 2009 P. 441.

135. Скотникова М.А. Структурно-фазовая модель повышения износостойкости наплавочных материалов. М.А. Скотникова, Г.В. Цветкова // Актуальные проблемы прочности: матер. 49 международ, конф., Киев, 14—18 июня 2010 г. — Киев, 2010.— С. 124.

136. О внедрении в учебный процесс результатов диссертационной работы Цветковой Г.В. «Структурно-фазовые превращения- в объеме наплавочных материалов как способ повышения износостойкости деталей».

137. Зав. кафедрой «Триботехника», профессор, д.т.н. Профессор кафедры «Триботехника», д.т.н. ^ Доцент кафедры «Триботехника», к.т.н.1. М.А. Скотникова1. Л.В.Ефремов1. Н.А.Крылов1. УТВЕРЖДАЮ1. АКТ

138. Об использовании результатов диссертационной работы Цветковой Г.В. на тему «Структурно-фазовые превращения в объеме наплавочных материалов как способ повышения износостойкости деталей».

139. Применение наплавочных материалов рекомендуемого состава позволили увеличить срок службы деталей лопаток смесителей в 2,5 раза и за период 2008-2010 г. получить экономический эффект в размере 350 тыс. рублей.

140. Главный конструктор ООО «Орис ММ>>1. Н.Ф. Щербаков2009201 1 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

141. Аналитическая ведомственная целевая программа

142. Развитие научного потенциала высшей школы1.Iн1. Ф.И.О. Катет ор ин

143. Скот ник от а М арг арита Апжсаадрсш на П ро фе сс ор, доктор т ех ниче ских наук

144. Ильин Мих аил Ив анови Профессор, доктор технических наук

145. Ефремов Леонид Владимирович 4 Мусапимт Вихтор Мих айлов ич П ро фе сс ор, доктор т ех ниче ских наук Профессор, доктор технических наук

146. Мо т от. ипин а Галин а Дмиг риевна 6 Цветков» Галина Виктор овна Доцент, кандидат технических наук Ст. преподаватель, Аспирант

147. Крьшов Николай Александрович 8 Панина Александра Александровна кандидаты наук до 35 лет • кандидаты наук до 35 лет

148. Ткачев Алексей Леонидович кандидаты наук до 35 лет

149. Алексеев Сергей Борисович 11 Фуников Сергей Львович аспиранты | { аспиранты Ш

150. Иванов Евг ений Кон станг ин ович аспиранты

151. Амвросъева Анна Владимировна аспиранты

152. Соколов Алексавдр Валерьевич 15 Мир онов а Ек аг ерина В юл ор овна аспиранты аспиранты

153. Хомченко Елена Витальевна студенты1. ОЕИВ-65442-а

154. СтруктурнсифаэовьЕ греврвиршя в матапле лагатск гвровьк тур&^1 изсплавов титана пхге вьакхкфостной обработки1. Ьё-ало-асжанле2005-2008пэддермвн Руксвсдитшэ Оотнксва МА

155. ФОРМА 512 Д^ННЬЕ О РМ<ОВОДИГГЕЛЕ И ОСНОИ-ЬК ИОТЛНИЛЕЛЯХ, ФАКТИЧЕСКИ1. Осяжсва №ргеригаАлемтл-игегь

156. Оедхв Георгий Владиславович1. РТСШЙШАЖ ФВДШРАЩШШ67261

157. УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ТРЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ

158. Приоритет полезной модели 02 апреля 2007 г. Зарешслриронано и Государственном реестре полезных моделей Российской Федерации 10 октября 2007г. Срок действия патента истекает 02 апреля 2012 г.

159. Руководитель Федеральной службы по интехюстпуалыюй собственности, патетпам и товарным знакам1. Б.П. Симонов1. Р(ТСШЙ€ШШ Ф1Да а а а я а1. Й&ШуШа а кг а а ааа а аа а ая »67261а а а а а а а а а а а а

160. Приоритет полезной модели 02 апреля 2007 г. „ Зарешстрнрогеню в Государственном реестре полезных а моделей Российской Федерации 10 октября 2007г. Срок действия иатета истекает 02 апреля 2012 г. ^а

161. Руководитель Федеральной службы по инте.пектуилышй собапваиин ти, патентам, и товарным знакам " ^1. ПЛ. Симоиоа