Структура и свойства интерфейса системы плазменное покрытие – подложка на примере быстрорежущей молибденовой и среднеуглеродистой стали

Методами современного физического материаловедения проведены исследования структурно-фазового состояния и элементного состава переходной зоны контакта системы плазменное покрытие (быстрорежущая молибденовая сталь) – подложка (среднеуглеродистая сталь). Установлено, что переходный слой толщиной ≈100 мкм содержит α-фазу, γ-фазу, карбиды сложного состава Me₂₃C₆, Me₆C, а также MoC и цементит. Структура переходного слоя представлена пакетным и пластинчатым мартенситом, прослойками аустенита и наноразмерными частицами цементита. Зона контакта покрытие – подложка не содержит микропор и микротрещин. Нанотвердость и модуль Юнга плавно изменяются при удалении от покрытия и подложки, формируя демпфирующий слой вдоль поверхности контакта, что позволяет говорить о высокой работоспособности системы плазменная наплавка – подложка.

1. Kremnev L. S. From High-Speed Tungsten Steel to High-Temperature Molybdenum Steel: A Century of High-Speed Steel // Steel in Translation. – 2009. – V. 39, N 12. – P. 1111–1118.

2. Кремнев Л. С., Онегина А. К., Виноградова Л. А. Особенности превращений, структуры и свойств молибденовых быстрорежущих сталей // Металловедение и термическая обработка металлов. – 2009. – № 12 (654). – С. 13–19. EDN: KZSBKP

3. Кремнев Л. С. Теория легирования и создание на ее основе теплостойких инструментальных сталей и сплавов // МиТОМ. – 2008. – № 11. – С. 18–28. EDN: KVXKKF

4. Купалова И. К. Фазовый анализ и фазовый состав быстрорежущих сталей (обзор) // Заводская лаборатория. – 1983. – № 1. – С. 27–40.

5. Вострецов Г. Н. Деформационная способность наплавленного теплостойкого металла типа Р2М8 при мартенситном превращении // Вестник Сибирского государственного индустриального университета. – 2012. – № 1. – С. 7–10.

6. Darmawan W., Quesada J., Marchal R. Characteristics of laser melted AISI-T1 high speed steel and its wear resistance // Surf. Eng. – 2007. – V. 23, N 2. – P. 112 – 119.

7. Emelyushin A. N., Petrochenko E. V., Nefediev S. P. Investigation of the structure and impact-abrasive resistance of coatings of the Fe–C–Cr–Mn–Si system, additionally alloyed with nitrogen // Welding International. – 2013. – V. 27, N 2. – P. 150–153.

8. Нефедьев С. П., Емелюшин А. Н. Влияние азота на формирование структуры и свойств плазменных покрытий типа 10Р6М5 // Вестник Югорского государственного университета. – 2021. – № 3 (62). – С. 33–45. DOI: 10.17816/byusu20210233-45

9. Мозговой И. В., Шнейдер Е. А. Наплавка быстрорежущей стали. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2016. – 200 с.

10. Ivanov Yu. F., Gromov V. E., Potekaev A. I., Guseva T. P., Chapaikin A. S., Vashchuk E. S., Romanov D. A. Structure and properties of R18U surfacing of high-speed steel after its high tempering // Russian Physics Journal. – 2023. – V. 66, N 7. – P. 731–739. DOI: 10.1007/s11182-023-02999-w

11. Rakhadilov B. K., Zhurerova L. G., Scheffler M., Khassenov A. K. Change in high temperature wear resistance of high speed steel by plasma nitriding // Bulletin of the Karaganda University. Physics Series. – 2018. – V. 3 (91). – P. 59–65. EDN: KJWHYN

12. Громов В. Е., Юрьев А. Б., Иванов Ю. Ф., Миненко С. С., Коновалов С. В. Электронно-микроскопическое исследование зоны контакта наплавка (быстрорежущая сталь Р2М9) – подложка (сталь 30ХГСА) // Вестник СибГИУ. – 2025. – № 2 (52). – С. 3–8.

13. Potekaev A. I., Gromov V. E., Yuriev A. B., Ivanov Yu. F., Konovalov S. V., Minenko S. S., Semin A. P., Chapaikin A. S., Litovchenko I. Yu. Transition zone structure in the fast-cutting surfaced layer – substrate system // Russian Physics Journal. – 2024. – V. 67, N 8. – P. 1107–1113.

14. Egerton F. R. Physical Principles of Electron Microscopy. – Basel: Springer International Publishing, 2016. – 196 р.

15. Kumar Ch. Transmission Electron Microscopy. Characterization of Nanomaterials. – New York: Springer, 2014. – 717 р.

16. Carter C. B., Williams D. B. Transmission Electron Microscopy. – Berlin: Springer International Publishing, 2016. – 518 р.

17. Курдюмов В. Г., Утевский Л. М., Энтин Р. И. Превращения в железе и стали. – М.: Наука, 1977. – 236 с.