|
всего расплавленного объема, в легированный слой попадают недорасплавившиеся частицы продукты механического разрушения анода. Механические продольно-крутильные колебания воздействуют на обрабатываемую поверхность подложки как удар со сдвигом. При поглощении акустической энергии образуются новые дислокации, растет их плотность, происходит активация малоподвижных дислокаций, разориентация субзерен и разрушение субграниц, образование ячеистой структуры, двойникование и образование других структурных несовершенств. Рекристаллизационные процессы в таком материале приводят к образованию более мелкого зерна, что обусловлено более высокой скоростью образования зародышей, по сравнению со скоростью их роста, что предопределяет его сохранение в конечной структуре электроакустических покрытий. Кроме того, ультразвуковые колебания (УЗК) воздействуют на микросварочную ванну, возникающую при формировании покрытия, изменяя структуру самого покрытия, а также его физико-механические свойства [203,212,213]. По данным рентгеноструктурного и микрорентгеноспектрапьного анализа (РСМА) на поверхности стали появляются твердые растворы на основе Fe и Ni, и аморфная фаза. На рентгенограммах полученных покрытий (Со-излучение) на фоне размытых диффузных максимумов интенсивности рассеяния рентгеновских лучей наблюдаются дифракционные отражения, соответствующие кристаллическим фазам. Применение метода косых рентгеновских съемок позволило обнаружить на поверхности электроакустического слоя присутствие аморфной составляющей. Присутствие аморфных фаз также подтверждается методом просвечивающей электронной микроскопии от тонких фольг, полученных электрохимической полировкой. После полного химического растворения стали (подложки) и частичного растравливания «белого» слоя на отдельных микродифракционных картинах отсутствуют четкие дифракционные максимумы. Наблюдается лишь достаточно интенсивное размытое кольцо вокруг неотклоненного пучка электронов, а также второе и третье еще более размытые кольца значительно 153 |
125 свойствами и повышенными эксплуатационными характеристиками, что делает их применение перспективным в разных областях техники. Для идентефицирования аморфной и кристаллической фаз в плазменных покрытиях из сплава ПГ-12Н-01 на сталях использовали рентгеновский метод и просвечивающую электронную микроскопию. Содержание аморфной фазы в структуре покрытий определяли по методике Б.К. Ванштейна. В процессе плазменного напыления происходит сверхбыстрое охлаждение металлической плазмы (Ю^.-ЛО*6) °С/сек в слоях толщиной (3...6) до (24...32) мкм. Это создает предпосылки для образования метастабильных аморфных и кристаллических фаз. Использование метода косых рентгеновских съемок позволило выявить на поверхности плазменного покрытия присутствие аморфной составляющей. На рентгенограммах присутствовали, как размытые диффузионные максимумы, характерные для аморфного состояния, так и дифракционные отражения, соответствующие кристаллическим фазам (рис. 3.17 а). Присутствие аморфных фаз подтверждается методом просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) белых слоев. После полного химического растворения стали 30 и частичного растворения слоя покрытия на отдельных микродифракционных картинах от тонких фольг, отсутствуют четкие дифракционные максимумы. Наблюдается лишь достаточно интенсивное размытое кольцо вокруг неотклоненного пучка электронов, а также второе и третье, еще более размытые кольца значительно меньшей интенсивности, что характерно для аморфных материалов (рис. 3.17 6). а) б) Рис. 3.17. Электронограмма: а) от кристаллической фазы; б) от аморфной фазы в плазменных покрытиях из сплава ПГ-12Н-01 на стали 30 153 Механизм замедления образования трещин обусловлен подачей в материал внешних импульсов различной природы, в частности механических колебаний ультразвуковой частоты. Наряду с упрочнением притиров ЭИЛ для повышения работоспособности концевых фрез, а также аналогичных инструментов из быстрорежущих сталей для фрезерования конструкционных материалов, предлагается способ, повышающий свойства электроискровых покрытий, воздействием на микросварочный процесс ультразвуковыми колебаниями (УЗК) [163, 164]. Одним из весьма перспективных методов повышения эксплуатационных свойств режущего инструмента является электроакустическое нанесение покрытий (ЭЛАНП) [81]. В основе данной техники лежит принцип электроискрового легирования поверхности инструмента (ЭИЛ). Сущность ЭИЛ [79] заключается в легировании поверхности материалом электрода при искровом разряде в воздушной среде, при этом происходит полярный перенос вещества анода на поверхность катода (обрабатываемую деталь). В результате плазмохимических реакций легирующего материала (анода) с атомарным азотом, углеродом воздуха и материалом детали в поверхностных слоях образуются закалочные структуры и химические соединения (нитриды, карбиды, карбонитриды), возникает диффузионный слой с высокой твердостью и износостойкостью. Электроискровым способом легируютдетали из любых металлов и сплавов. Одним из недостатков ЭИЛ является рост зерна в поверхностном слое основного металла в результате термического воздействия разряда, что приводит к уменьшению его прочности. Вышеуказанный недостаток устраняется при ЭЛАНП на установках типа «ЭЛАН». Данный способ основан на использовании энергии ультразвука и электроискрового разряда. Механические продольно крутильные колебания воздействуют на обрабатываемую поверхность как удар со сдвигом. При поглощении акустической энергии образуются новые дислокации, растет их плотность, происходит активация малоподвижных дислокаций, разориентация субзерсн и разрушение субграниц, образование ячеистой структуры, двойиикование и образование других структурных несовершенств. Рекристаллизационные процессы в таком материале приводят к образованию более мелкого зерна, что обусловлено более высокой скороI 157 По данным рентгеноструктурного и микрорентгеноспектрального анализа на поверхности стали появляются два твердых раствора на основе аи y-Fe и аморфная фаза с высокой химической неоднородностью слоя. На рентгенограммах полученных покрытий (Fe^a — излучение) на фоне размытых диффузных максимумов интенсивности рассеяния рентгеновских лучей наблюдаются дифракционные отражения, соответствующие кристаллическим фазам. Таким образом, применение метода косых рентгеновских съемок обнаружило на поверхности электроискрового слоя присутствие аморфной составляющей. Присутствие аморфных фаз подтверждается методом просвечивающей электронной микроскопии от тонких фольг. После полного химического растворения стали (подложки) и частичного растравливания «белого» слоя на отдельных микродифракционных картинах отсутствуют четкие дифракционные максимумы. Наблюдается лишь достаточно интенсивное размытое кольцо вокруг не отклоненного пучка электронов, а также второе и третье еще более размытые кольца значительно меньшей интенсивности, что характерно для аморфных материалов. Количество аустенита и аморфной фазы увеличивается при увеличении энергии разряда (номера режима). С его увеличением возрастает износ и коррозионная стойкость. Последняя измерялась весовым способом в азотной кислоте. Анализ поверхности стали после коррозионных испытаний показывает, что раствор образцов идет, в основном, по участкам стали, не покрытых электроискровым слоем, оставляя участки, упрочненные легированием, практически без изменений. При отжигах в диапазоне 200-700°С (через 100°С (0,3 час.)) внешний вид слоя не изменяется (частично протравливается он только после отжига при 700°С), микротвердость при этом мало изменяется. Рентгенографически отмечается распад аморфной фазы выше 300°С и распад метастабильных твердых растворов на основе аи y-Fe в интервале температур 200-400 и 500-700°С соответственно. При электрохимических испытаниях установлено, что после распада аморфной фазы и пересыщенного твердого раствора на анодной поляризационной кривой сплава с покрытием, наблюдается резкое повышение тока активного растворения. Коррозионная стойкость слоя |