Разрушение электро-искровых покрытий при нагреве подложки проходящим током

Abstract

Нанесение электроискового покрытия, слоя – распространненный способ упрочнения поверхностей деталей машин и механизмов. В большинстве случаев материалом покрытия являются твердые материалы для повышения износостойкости или других свойств. В данной работе предполагается применение электроискрового нанесения покрытия для микролегирования сварных швов, нанося его на поверхность основного металла или предыдущих слоев сварного шва, в этом случае оно полностью переплавляется. Перед переплавлением происходит интенсивный нагрев и разрушение (преобразование) в результате которого меняется химический состав, попадающий в переплавку. Поэтому в эсперименте использовался скоростной высокотемпературный нагрев проходящим током и быстрое охлаждение в воде для фиксации состояния поверхностного слоя. Исследовались и анализировались микроструктура, микротвердость и распределение химических элементов по толщине электроискрового измененного слоя, после нанесения алюминия и титана. Показано, что порытие разрушается в интервале температур 500–650 °С с образованием жидкой фазы из-за наличия у обоих металлов эвтектик в этом интервале температур. Большая часть титана и алюминия при этом окисляются, защищая поверхность от этого основной металл. Установлено, что после электроискрового легирования обоими электродами формируется твердый слой с трещинами и зоной термического влияния под ним. Для алюминиевого покрытия, после высокотемпературного нагрева и охлаждения образуется более толстый белый слой, с микротвердостью на уровне основного металла, а на некотором удалении от него тонкий слой со структурой частичного обезуглероживания. На месте титанового покрытия выявляются участки плавления, более твердые по сравнению с основным металлом и имеющие дендритную структуру, за которой следует тонкая зона полного обезуглероживания и достаточно протяженная зона частичного обезуглероживания.