ИЗУЧЕНИЕ МИКРОСТРУКТУРЫ МЕТАЛЛА ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ С ЛАЗЕРНОЙ НАПЛАВКОЙ С ЦЕЛЬЮ КОНТРОЛЯ ИХ КАЧЕСТВА

Исследованы микроструктура и кристаллическое строение образцов стали 9X2МФ и 8Х3СМФА с лазерной наплавкой. Образцы отобраны от рабочих валов реверсивного прокатного стана в условиях ПАО «Уралмашзавод». Заваривание поверхностных трещин в валках с применением лазера считается эффективным методом восстановления деталей в условиях мелкосерийного производства. Исследования выполнены с целью контроля качества стальных изделий с лазерной наплавкой. Контроль качества рабочих валов прокатных станов с лазерной наплавкой направлен на выявление дефектов металлургического происхождения (неметаллические включения, несплошности, области с неоднородностью химического состава) в зонах наплавки и термического влияния и проводится ультразвуковым методом. Металлографическое изучение микроструктуры и кристаллического строения образцов стали с лазерной наплавкой необходимо для разработки методики ультразвукового контроля. Основным средством металлографического обнаружения дефектов металлургического происхождения в сталях является растровая электронная микроскопия с функциями микрорентгеноспектрального анализа (EDS-анализ) и дифракции обратно рассеянных электронов (EBSD-анализ). Металлографическое исследование выполнено с помощью сканирующего электронного микроскопа CarlZeiss AURIGA CrossBeam, оборудованного аналитическими системами для исследования элементного состава поверхности методом рентгеноспектрального микроанализа (EDS) и исследования кристаллической структуры поверхности методом дифракции обратно рассеянных электронов (EBSD). В результате металлографического исследования образцов стали с лазерной наплавкой, отобранных от рабочих валов реверсивного прокатного стана, обнаружены дефекты металлургического происхождения по границе наплавки. Размер микронеоднородностей для стали 9X2МФ составляет 10 - 50 мкм, элементный состав включает Mn, Si и O. Размер микронеоднородностей для стали 8Х3СМФА составляет 1 - 3 мкм, а элементный состав включает Mn, Cr и Mo. Установлено, что металл наплавки является менее текстурованным и имеет более однородные акустические характеристики, чем основной металл, что необходимо учитывать при ультразвуковом контроле качества стальных изделий с лазерной наплавкой. При ультразвуковом контроле рабочих валов с лазерной наплавкой рекомендовано установить уровень фиксации сигнала с отражающей способностью, эквивалентной диаметру плоскодонного отверстия 1,5 мм.