Тверской государственный технический университет, Тверь, Россия:

Д. А. Барчуков, заведующий кафедрой «Технология металлов и материаловедение» (ТМиМ), канд. техн. наук, доцент, эл. почта: bda@mail.ru
Л. Е. Афанасьева, доцент кафедры ТМиМ, канд. физ.-мат. наук
В. В. Измайлов, профессор кафедры прикладной физики, докт. техн. наук
М. В. Новоселова, доцент кафедры прикладной физики, канд. техн. наук

Представлены результаты экспериментальных исследований микроструктуры и износостойкости быстрорежущей стали Р2М8, полученной методом импульсно-дуговой наплавки порошковой проволокой. На стадии охлаждения при наплавке в температурном интервале мартенситного превращения (от 300 до 60 °C) проводили ударную поверхностную пластическую деформацию валика. Установлено, что наплавленный металл имеет мелкозернистую структуру со средним размером зерна 10–11 мкм. Фазовый состав наплавленной быстрорежущей стали представлен мартенситом, остаточным аустенитом, дисперсными эвтектическими и специальными карбидами. Средний уровень микротвердости — около 7200 МПа. Проведенные исследования показали высокую эффективность проведения ударной пластической деформации наплавленной быстрорежущей стали в процессе охлаждения после наплавки в температурном интервале, соответствующем состоянию сверхпластичности стали. Ударная поверхностная пластическая деформация, проведенная в условиях сверхпластичного состояния стали, привела к повышению микротвердости до 9000 МПа, количество остаточного аустенита в наплавленном металле снизилось с 50 до 4 %. Испытания на изнашивание показали, что поверхностная пластическая деформация повышает износостойкость быстрорежущей стали в 1,5 раза.

Авторы выражают благодарность канд. техн. наук А. Ю. Лаврентьеву за оказанную помощь в подготовке образцов.

1. Геллер Ю. А. Инструментальные стали. — М. : Металлургия, 1983. — 527 с.
2. Богодухов С. И., Козик Е. С., Свиденко Е. В. Упрочнение быстрорежущей стали Р6М5 // Черные металлы. 2022. № 11. С. 59–65.
3. Hashemi N., Mertens A., Montrieux H. M. et al. Oxidative wear behaviour of laser clad high speed steel thick deposits: Influence of sliding speed, carbide type and morphology // Surface and Coatings Technology. 2017. Vol. 315. P. 519–529.
4. Барчуков Д. А. Повышение работоспособности быстрорежущих сталей за счет совершенствования их структурного состояния : дис. … канд. техн. наук. — Тверь, 2013. — 154 с.
5. Барчуков Д. А., Цыгвинцев А. В., Афанасьева Л. Е. Особенности формирования структуры и свойств быстрорежущей стали при импульснодуговой наплавке // Вестник Тверского государственного технического университета. Серия «Технические науки». 2019. № 4. С. 16–22.
6. Филиппов М. А., Макаров А. В., Шешуков О. Ю., Швейкин В. П. Технологии повышения износостойкости в машиностроении : учебное пособие. — Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2022. — 246 с.
7. Мамонтов Д. В., Склизков И. Д., Асылбаев А. В., Вафин Р. К. Влияние интенсивной пластической деформации на характеристики упрочненного слоя инструментальной быстрорежущей стали Р6М5 // Materials. Technologies. Design. 2022. Т. 4. № 1 (7). С. 30–38.
8. Гуляев А. П. Сверхпластичность стали. — М. : Металлургия, 1982. — 56 с.
9. Gvozdev A. E. Alternative technology of thermomechanical treatment of high-speed tungsten-molybdenum steel R6M5 // Metal Science and Heat Treatment. 2005. Vol. 47. № 11-12. P. 556–559.
10. Агеев Е. В., Гвоздев А. Е. Быстрорежущие стали: сверхпластичность и рециклинг. — Курск : Университетская книга. 2022. — 386 с.
11. Чаус А. С. К вопросу износостойкости быстрорежущих сталей // Трение и износ. 2008. Т. 29. № 1. С. 33–45.
12. Чаус А. С., Рудницкий Ф. И. Влияние условий эксплуатации литого металлорежущего инструмента на особенности его изнашивания и стойкость. Часть 1. Анализ условий работы инструментов // Трение и износ. 2007. Т. 28. № 5. С. 449–456.
13. ГОСТ 4543–2016. Металлопродукция из конструкционной легированной стали. — Введ. 01.10.2017.
14. ГОСТ 9450–76. Измерение микротвердости вдавливанием алмазных наконечников. — Введ. 01.01.1977.
15. Кремнев Л. С. Теория легирования и создание на ее основе теплостойких инструментальных сталей и сплавов оптимального состава // Металловедение и термическая обработка металлов. 2008. № 11. С. 18–28.
16. Badisch E., Mitterer C. Abrasive wear of high speed steels: influence of abrasive particles and primary carbides on wear resistance // Tribology International. 2003. Vol. 36. № 10. P. 765–770.

17. Wei S., Zhu J., Xu L. Research on wear resistance of high speed steel with high vanadium content // Materials Science and Engineering: A. 2005. Vol. 404, Iss. 1-2. P. 138–145.
18. Афанасьева Л. Е., Новоселова М. В., Измайлов В. В., Барчуков Д. А. Исследование триботехнических свойств поверхностей, полученных воздействием концентрированных потоков энергии. — Тверь : Тверской государственный технический университет, 2022. — 164 с.
19. Попов В. Л. Механика контактного взаимодействия и физика трения. От нанотрибологии до динамики землетрясений. — М. : ФИЗМАТЛИТ, 2013. — 352 с.
20. Мышкин Н. К., Петроковец М. И. Трение, смазка, износ. Физические основы и технические приложения трибологии. — М. : ФИЗМАТЛИТ, 2007. — 368 с.