Во многих случаях восстановление деталей машин и инструмента, а также повышение их долговечности достигается электродуговой наплавкой с использованием материалов, содержащих дорогие легирующие элементы, что обусловливает их высокую стоимость. В данной работе обобщены результаты исследований по реализации синергетического подхода при создании экономичных наплавочных материалов. Они обеспечивают получение в наплавленном металле метастабильного аустенита, претерпевающего при нагружении фазовые и структурные превращения, включающие изменение плотности дислокаций, формирование субзеренной структуры, двойникование, протекание мартенситных превращений, динамическое старение. В процессе этих превращений происходит не только упрочнение, но и релаксация микронапряжений. На их развитие расходуется значительная часть энергии внешнего воздействия и, соответственно, меньшая её часть идёт на разрушение наплавленного металла.

Разработаны новые экономнолегированные наплавочные материалы, обеспечивающие получение в наплавленном металле мартенситно-бейнитно-аустенитной структуры. Наплавленный металл при этом имеет более высокую износостойкость, чем при наплавке широко применяемой порошковой проволокой ПП-Нп 18Х1Г1М, содержащей дорогой молибден.

Показана перспективность разработки экономичных и технологичных наплавочных материалов, обеспечивающих получение в наплавленном металле структуры малоуглеродистого марганцовистого и хромомарганцовистого мартенсита. Эти материалы могут быть дополнительно легированы в небольших количествах сильными карбидообразующими элементами Ti, Nb, V для получения мелкозернистой структуры и повышения износостойкости за счет образования карбидов высокой твердости. Особенностью малоуглеродистых марганцовистых наплавочных материалов является то, что после проведения отпуска при 600-700 ^оС, обычно применяемого для снятия внутренних напряжений, в наплавленном металле образуется до 30-40 % метастабильного вторичного аустенита, что является следствием перераспределения углерода и марганца между a- и g-фазами, и обогащения последней этими элементами. В ряде случаев это может привести к снижению твёрдости наплавленного металла. Несмотря на это, его абразивная износостойкость возрастает более чем на 30-40 %. Металл, наплавленный малоуглеродистыми хромомарганцевыми материалами, имеющий в структуре метастабильный аустенит, по разгаро,- коррозионно- и износостойкости не только не уступает хромоникелевым аналогам, но во многих случаях превосходит их. Получение метастабильного аустенита в наплавленном металле в количестве 10-20 % повышает сопротивление образованию трещин при наплавке, а также износостойкость. Наиболее существенный экономический эффект может быть получен за счет замены хромоникелевых наплавочных материалов (Св-06Х18Н10Т и др.) хромомарганцевыми, обеспечивающими получение в наплавленном металле метастабильного аустенита. Первые наплавочные материалы этого типа были созданы под руководством М.И. Разикова. К ним относятся электроды УПИ 30Х10Г10 и порошковая проволока ПП-30Х11Г12Т. Их широкому применению препятствует трудная обрабатываемость резанием наплавленного металла. В связи с этим перспективными являются низкоуглеродистые хромомарганцовистые наплавочные материалы. Высокий отпуск, проводимый после наплавки, дестабилизирует аустенит по отношению к динамическому деформационному мартенситному превращению (ДДМП) и повышает износостойкость. Увеличить ее у металла, наплавленного хромомарганцевой аустенитной проволокой, можно также холодной пластической деформацией (~ 10-15 %), которая активизирует деформационное мартенситное превращение.