Структура и износостойкость горячекатаных покрытий системы Fe-Cr-B

Структура и износостойкость горячекатаных покрытий системы Fe-Cr-B Full article

Journal

Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты) / Obrabotka Metallov
ISSN: 1994-6309

Output data

Year: 2026, Volume: 28, Number: 3, Pages: 345-359 Pages count : 15 DOI: 10.17212/1994-6309-2026-28.3-345-359

Tags

Хромоникелевая аустенитная сталь, Электронно-лучевая наплавка, Горячая пластическая деформация, Хром, Бор

Authors

Dudareva Alina ¹ , Esikova Ekaterina ¹ , Stankevich Sergey ¹ , Shikalov Vladislav ¹ , Malyutina Yulia ² , Khomyakov Maxim ³ , Domarov Evgeny ⁴ , Emurlaev Kemal ⁵

Affiliations

1	Novosibirsk State Technical University, Russian Federation
2	Lavrentyev Institute of Hydrodynamics of the Siberian Branch of the RAS, Novosibirsk
3	Institute of Laser Physics of the Siberian Branch of the RAS, Novosibirsk, Russian Federation
4	Budker Institute of Nuclear Physics of Siberian Branch Russian Academy of Sciences, Novosibirsk, Russian Federation
5	Siberian Circular Photon Source “SKlF” Boreskov Institute of Catalysis of Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Kol’tsovo

Введение. Аустенитные стали широко применяются в горнодобывающей, железнодорожной и химической промышленности благодаря высокой вязкости и коррозионной стойкости. Однако их ресурс в условиях интенсивного изнашивания ограничен, что требует разработки эффективных методов поверхностного упрочнения, сохраняющих пластичность основы. Цель работы. Исследование структуры, механических и трибологических свойств покрытий на основе системы Fe-Cr-B, сформированных методом вневакуумной электронно-лучевой наплавки на поверхности заготовки из стали 12Х18Н9Т с последующей комбинированной обработкой (закалка и горячая прокатка). Методология. Наплавку проводили с использованием двух составов порошковых смесей с различным содержанием бора: C1QHR и C2QHR, причем содержание бора во втором составе было в два раза выше, чем в первом. После наплавки образцы подвергали закалке от 1100 °C и последующей горячей прокатке при 950 °C. Структуру исследовали на растровом электронном микроскопе, фазовый состав определяли с использованием синхротронного излучения. Механические свойства оценивали путем измерения микротвердости, трибологические характеристики – методом сухого трения скольжения по схеме «шар – плоскость». Результаты и обсуждение. Установлено, что горячая прокатка способствует выделению в аустенитной матрице субмикронных карбидов типа (Fe,Cr)23C6 и формированию карбоборидов состава (Fe,Cr)2 (C,B). Покрытие с повышенным содержанием бора (C2QHR) обладает твердостью (484 ± 20 HV), в 2,4 раза превышающей твердость стали 12Х18Н9Т. Износостойкость покрытия C2QHR в 5,3 раза выше по сравнению с износостойкостью стали 12Х18Н9Т. Основным механизмом, ответственным за повышение износостойкости покрытий, является упрочнение вторичными фазами: дисперсионное твердение за счет выделения карбидов, а также формирование боридов и карбоборидов. Выводы. Сочетание закалки и горячей прокатки слоев, полученных вневакуумной электронно-лучевой наплавкой, формирует износостойкий защитный слой на поверхности стали 12Х18Н9Т.

Dudareva A. , Esikova E. , Stankevich S. , Shikalov V. , Malyutina Y. , Khomyakov M. , Domarov E. , Emurlaev K.
Структура и износостойкость горячекатаных покрытий системы Fe-Cr-B
Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты) / Obrabotka Metallov. 2026. Т.28. №3. С.345-359. DOI: 10.17212/1994-6309-2026-28.3-345-359 WOS Scopus OpenAlex

Submitted:	Jun 5, 2026
Accepted:	Aug 14, 2026
Published online:	Sep 15, 2026

≡ Web of science:	WOS:001875584200001
≡ Scopus:	2-s2.0-105051566819
≡ OpenAlex:	W7212846427