Особенности дуговой наплавки интерметаллидных сплавов системы Fe–Al на поверхности низкоуглеродистых сталей

Долговечность деталей, используемых в промышленности, во многом определяется материалами, из которых они изготовлены. Зачастую применяемые материалы должны быть устойчивыми к износу, коррозии и высоким температурам. Современные материалы, такие как высокопрочные легированные стали, обладают высокой стоимостью и ограниченной свариваемостью, что усложняет восстановление изношенных деталей. В качестве альтернативы рассматриваются сплавы системы Fe–Al, обладающие высокой коррозионной стойкостью, износостойкостью и жаростойкостью при меньшей стоимости. Цель исследования – повышение износостойкости и жаростойкости деталей из низкоуглеродистой стали путем исследования процессов дуговой наплавки алюминидов железа и их свойств. Методика исследования включала однодуговую и двухдуговую наплавку с использованием алюминиевой и стальной электродных проволок, анализ химического состава наплавленных покрытий, их твердости, износостойкости и жаростойкости. Результаты показали, что однодуговая наплавка формирует сплавы на основе фаз FeAl₃ и α-Al с включениями Fe₂Al₅ и FeAl₃, а двухдуговая – более насыщенные железом сплавы с матричной фазой α-Fe и карбидной фазой Fe₃AlC_x. Полученные сплавы демонстрируют твердость до 58 HRC, относительную износостойкость до 2,5 ед. и потерю массы не более 5 % при содержании алюминия до 20 %, что говорит об их перспективности для применения в условиях повышенных нагрузок. Результаты подтверждают целесообразность использования алюминидов железа как недорогой альтернативы дорогостоящим покрытиям, что расширяет возможности повышения износостойкости и жаростойкости деталей в промышленности.