Иркутский национальный исследовательский технический университет (Иркутск, Россия)

Р. Ю. Гусев, аспирант кафедры материаловедения, сварочных и аддитивных технологий, deltadota_99@mail.ru
Г. М. Михайловский, аспирант кафедры материаловедения, сварочных и аддитивных технологий, dog7820038@gmail.com
Н. А. Астафьева, канд. техн. наук, доцент, anstella@mail.ru
Ким Чхоль Сон, аспирант кафедры материаловедения, сварочных и аддитивных технологий, ivanov1992113@mail.ru
А. Е. Балановский, канд. техн. наук, доцент, balanovskiy@ex.istu.edu

В работе проведена оценка влияния частиц (B₄C)в количестве 5–20 мас. %, добавленных в порошковую смесь NiСоCrWSi, используемую для лазерного поверхностного переплава, на структуру и твердость поверхностного слоя стали. Макроскопический анализ показал, что поверхностные слои стали обладают высоким качеством и не содержат дефектов. Оценка микроструктур в поверхностном слое металла проводилась с использованием сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), энергодисперсионной спектроскопии (ЭДС) и рентгеновской дифракции (РД). Микроструктура поверхностного слоя стали состояла из аустенитной матрицы с хромосодержащими преципитатами (карбидами и боридами). Были описаны вариации структурной морфологии в разных областях покрытий и при различной мощности излучения. Макротвердость наплавленных слоев, в которых присутствует добавка карбида бора, изменяется в пределах 55–65 HRC, в то время как слой, выполненный с базовым порошком без введения B₄C, имеет твердость 26–30 HRC. Показано, что увеличение содержания карбида бора в наплавленном металле ведет к повышению средних характеристик твердости наплавленного слоя.

1. Wang H. Q., Sun J. S., Li C. N., Geng S. N. Microstructure and mechanical properties of molybdenum–iron–boron–chromium cladding using argon arc welding // Materials Science and Technology. 2016. Vol. 32, Iss. 16. P. 1694–1701. DOI: 10.1080/02670836.2016.1140926
2. Noorbakhsh R. Z., Ostovan F., Toozandehjani M. Fe‐Based Amorphous Alloy Coatings: A Review //Advanced Engineering Materials. 2024. Vol. 26, Iss. 11. P. 2302184. DOI: 10.1002/adem.202302184
3. Уманский А. А., Симачев А. С., Думова Л. В. Разработка технологии производства мелющих тел с повышенными эксплуатационными свойствами из отбраковки рельсовых сталей // Черные металлы. 2021. № 5. С. 57–62.
4. Tandon D., Li H., Pan Z., Yu D., Pang W. A Review on Hardfacing, Process Variables, Challenges, and Future Works // Metals. 2023. Vol. 13, Iss. 9. P. 1512. DOI: 10.3390/met13091512
5. Михайловский Г. М., Нгуен В. В., Захаров П. К. Формирование износостойких слоев дуговой наплавкой с использованием порошковых проволок // Глобальная энергия. 2024. Т. 30. № 4. С. 53–63. DOI: 10.18721/JEST.404
6. Górka J., Lont A., Poloczek T. The Microstructure and Properties of Laser-Cladded Ni-Based Self-Fluxing Alloy Coatings Reinforced by TiC Particles // Coatings. 2025. Vol. 15, Iss. 5. P. 527. DOI: 10.3390/coatings15050527
7. Гречнева М. В., Михайловский Г. М. Оценка возможности поверхностного упрочнения сварочного стыка рельса при помощи наплавки износостойкого слоя // Упрочняющие технологии и покрытия. 2024. Т. 20. № 5(233). С. 212–217. DOI: 10.36652/1813-1336-2024-20-5-212-217
8. Балановский А. Е., Нгуен Ван Винь, Астафьева Н. А, Гусев Р. Ю. Структура и свойства низкоуглеродистой стали после плазменной наплавки боросодержащей обмазки // Обработка металлов: технология, оборудование, инструменты. 2023. Т. 25. №2. С. 93-103.
9. Мишигдоржийн У. Л., Лысых С. А., Милонов А. С., Семенов Ю. И., Косачев М. Ю., Старостенко А. А., Корнопольцев В. Н. Модификация диффузионных боридных слоев электронным пучком на поверхности стали 5ХНМ // Журнал технической физики. 2025. Т. 5. № 4. С. 796–804. DOI: 10.61011/JTF.2025.04.60015.139-24
10. Долгова С. В., Маликов А. Г., Голышев А. А., Никулина А. А. Влияние режимов лазерной наплавки на геометрические размеры стального трека // Обработка металлов: технология, оборудование, инструменты. 2024. Т. 26. № 2. С. 57–70. DOI: 10.17212/1994-6309-2024-26.2-57-70
11. Афанасьева Л. Е., Раткевич Г. В. Лазерная наплавка покрытия NiCrBSiFe–WC с помощью многоканального лазера // Письма о материалах. 2018. Т. 8. № 3(31). С. 268–273. DOI: 10.22226/2410-3535-2018-3-268-273
12. Гоц А. Н., Люхтер А. Б., Гусев Д. С., Завитков А. В. Выбор режимов лазерной наплавки порошка ПР-08Х17Н8С6Г // Черные металлы. 2020. № 11. С. 46–51.
13. Monisha K., Shariff M. S., Sekar A., Raju R., Manonmani J., Jayaraman S. Titanium boride coating by high power diode laser alloying of amorphous boron with titanium and its surface property investigations // Optics and Laser Technology. 2024. Vol. 170. P. 110159.
14. Malyutina Yu. N., Pukhova E. A., Dudareva A. A., Batyrov B. B., Lazurenko D. V., Bataev I. A. Ni-Cr-Ti and Ni-Cr-Ti-B coatings prepared by nonvacuum electron beam cladding: Effect of boron and chromium on the microstructure, hardness and high-temperature oxidation resistance // Materials today communicationsю. 2025. Vol. 43. P. 111730. DOI: 10.1016/j.mtcomm.2025.111730
15. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering : The International Scientific Conference “Construction and Architecture: Theory and Practice for the innovation Development” (CATPID-2019), Kislovodsk, 01–05 октября 2019. Vol. 698, Iss. 6. – Kislovodsk : IOP Publishing Ltd, 2019. – DOI: 10.1088/1757-899X/698/1/011001
16. Monisha K., Shariff S. M., Sekar A., Raju R., Manonmani J., Senthilselvan J. Titanium boride coating by high power diode laser alloying of amorphous boron with titanium and its surface property investigations // Optics and Laser Technology. 2024. Vol. 170, Iss. 2. P. 110159. DOI: 10.1016/j.optlastec.2023.110159
17. Taihao Ding, Chengning Li, Wen Jing, Xinjie Di, Wenyi Hu. Influences of boron on the microstructural characteristics and wear performance of hypereutectic Fe-Cr-C-Mo-xB hardfacing alloy // SSRN. 2023. 22 Nov. P. 32. DOI: 10.2139/ssrn.4641719
18. Jeong Wan Yoo, Seong Hun Lee, Chong S. Yoon, Seon Jin Kim. The effect of boron on the wear behavior of iron-based hardfacing alloys for nuclear power plants valves // Journal of Nuclear Materials. 2026. Vol. 352, Iss. 1-3. P. 90–96. DOI: 10.1016/j.jnucmat.2006.02.071
19. Sun B., Wang Q., Chen Y., Cheng J., Zhao H., Zhu S., Zhang B., Liang X., Shen B. Dendrite refinement and wear performance enhancement in laser-cladded Fe-based coatings after multi-step laser remelting // Surface and Coatings Technology. 2022. Vol. 447. P. 128794. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2022.128794
20. ГОСТ 1050-2013. Металлопродукция из нелегированных конструкционных качественных и специальных сталей. Общие технические условия. – Введен 01.01.2015.
21. ГОСТ 12172-2016. Клеи фенолополивинилацетальные. Технические условия. – Введен 01.11.2017.