4.2.3. Аустенитно-мартенситные материалы

Для обеспечения повышенной сопротивляемости к задирам применяют наплавочные материалы, содержащие в своей структуре наряду с мартенситом значительное количество аустенитной фазы (Нп-50Х6ФМС, Нп-30Х5).

Аустенитно-мартенситные материалы при высоком содержании остаточного аустенита обеспечивают наплавленный металл с низкой твёрдости и высокой вязкости даже при высоком содержании легирующих элементов. Такая структура уступает мартенситу по стойкости к абразивному изнашиванию и эрозии, но превосходит его по противозадирной стойкости.

Наплавленный металл, полученный с использованием аустенитно-мартенситных материалов, испытывает вторичное твердение при температуре отпуска 500…600^оС. Эту особенность аустенитно-мартенситных наплавочных материалов используют для упрочнения изделий, работающих при высоких температурах (например, валки станов горячей прокатки).

4.2.4. Аустенитные материалы

Высокомарганцовистые аустенитные материалы содержат 1,2% С и 13% Mn. Эти стали обычно наплавляют на детали, работающие в условиях интенсивной ударно-динамической нагрузки, поскольку такой наплавленный слой придаёт деталям высокую стойкость к динамическому изнашиванию.

Материалы типа Нп-Г12А при резком охлаждении от температуры 1000^оС образуют аустенитную структуру с повышенной вязкостью и пластичностью. Длительная выдержка при температуре выше 400^оС приводит к выделению по границам зёрен карбидов и вторичной перлитной фазы, снижающих пластичность. Уменьшение содержания углерода снижает вероятность образования вторичных фаз. В зоне сплавления основного низкоуглеродистого или низколегированного металла наплавки возможно образование хрупкой мартенситной прослойки и появление трещин. Для предотвращения их рекомендуют применение промежуточного слоя из хромисто-марганцовистой наплавки типа Нп-30Х10Г10Т.

Значительное преимущество высокомарганцовистого аустенитного наплавочного материала связано с его сильным механическим упрочнением (наклёпом) под действием ударной нагрузки. Поэтому его с успехом используют при упрочнении деталей, работающих в условиях изнашивания при динамической нагрузке.

При использовании высокомарганцовистых аустенитных материалов мартенситная структура наплавленного металла образуется даже при наплавке на низкоуглеродистую и низколегированную сталь. Наплавочные материалы этой группы с низким содержанием углерода широко используют при сварке рельсов, а также для наплавки подслоя на детали из высокомарганцовистой стали. В состоянии после наплавки твёрдость металла составляет HV 150…350. Способность к сохранению твёрдости при высокой температуре предполагает применение наплавочных материалов этой группы для износостойкой наплавки деталей металлургического оборудования, в частности, ножниц для горячей резки металла, работающих при ударной нагрузке в условиях высоких температур, а также рабочих органов дробилок различного назначения.

Высокохромистые наплавочные материалы на основе железа типа Э-300Х28Н4С4, Э-320Х25С2ГР позволяют получать структуру, матрица которой состоит из аустенита с вкраплениями мелкодисперсных частиц карбида бора и хрома, придающих наплавке высокую твёрдость. Поскольку твёрдость в основном определяется количеством карбидов, она практически не изменяется в процессе нагрева и не зависит от скорости охлаждения. Тем не менее, наплавку следует проводить при предварительном подогреве деталей до температуры 400…500^оС, чтобы избежать появления горячих трещин, а также уменьшить скорость охлаждения.

Добавки ниобия, вольфрама, молибдена и других карбидообразователей способствуют большему повышению твёрдости и появлению способности наплавки к вторичному твердению; износостойкость при этом повышается.