Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js

Влияние способа введения нанопорошка диоксида кремния в сварочную ванну на износостойкость и структуру низколегированного наплавленного металла

В. Д. Кузнецов1, Д. В. Степанов1, В. В. Перемитько2, О. Л. Косинская2, А. И. Панфилов2, И. В. Коломоец2

1Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского», просп. Победы, 37, 03056 Киев, Украина
2Днепровский государственный технический университет, ул. Днепростроевская, 2, 51918 Каменское, Украина

Получена: 16.07.2019; окончательный вариант - 22.04.2020. Скачать: PDF

Изучено влияние способа введения при дуговой наплавке нанопорошка SiO2 в сварочную ванну на износостойкость и структуру низколегированного наплавленного металла. Диоксид кремния фиксировали предварительным разбрызгиванием на поверхность спиртового раствора, нанесением смеси нанопорошка с флюсами или карандашом из парафина и SiO2. Наплавку металла проводили на образцы из стали 09Г2С проволоками Нп-30ХГСА под флюсом АН-60 и Св-08Г2С под флюсом АН-348А. Для корректности сравнения результатов режим наплавки сохраняли неизменным. Испытания на износостойкость проводили для условий трения металла о металл по схеме вал–колодка. Величина износа, полученная в результате испытаний, определялась взвешиванием или обмером образцов до и после процесса истирания. Выявлена зависимость характера изменений в наплавленном металле от способа внесения дополнительных материалов. Наиболее заметно повышение твёрдости при введении нанооксидов в смеси с флюсом АН-60 и по спрей-технологии и применении проволоки Нп-30ХГСА. Максимальную износостойкость имеют образцы, наплавленные той же проволокой при внесении в сварочную ванну нанопорошка, закреплённого парафином. Эффективность схем введения зависит от системы легирования электродного материала: при наплавке проволокой Св-08Г2С одновременного роста твёрдости и износостойкости не наблюдается. Введение нанооксидов кремния в смеси с флюсом приводит к формированию мелкодисперсной структуры ферритокарбидного состава. Фиксируется комбинация феррита разной морфологии: полигональный феррит на границах зёрен, от которых растёт видманштетный феррит, и разнонаправленные пластины игольчатого феррита. От внесения нанопорошка диоксида кремния в смеси с парафином увеличивается количество цементитных выделений. Выяснено, что возрастание твёрдости пропорционально измельчению ферритокарбидной составляющей структуры, а повышение износостойкости — количества цементитных выделений.

Ключевые слова: дуговая наплавка, внесение нанопорошка, варьирование схем, твёрдость, износостойкость, структурно-фазовый состав наплавленного металла.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v42/i08/1107.html

PACS: 06.60.Vz, 62.20.Qp, 62.23.Pq, 81.20.Vj, 81.40.Pq, 81.65.-b


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. Ю. С. Карабасова, Новые материалы (Москва: МИСиС, 2002).
  2. І. К. Походня, В. В. Головко, С. М. Степанюк, Д. Ю. Єрмоленко, Фізико-хімічна механіка матеріалів, No. 6: 68 (2012).
  3. В. В. Головко, С. Н. Степанюк, Д. Ю. Ермоленко, Автоматическая сварка. № 2: 16 (2015). Crossref
  4. В. В. Головко, В. Д. Кузнецов, С. К. Фомічов, П. І. Лобода, Нанотехнології у зварюванні низьколегованих високоміцних сталей (Київ: НТУУ «КПІ»: Політехніка: 2016).
  5. Г. Н. Соколов, И. В. Лысак, А. С. Трошков, И. В. Зорин, С. С. Горемыкина, А. В. Самохин, Н. В. Алексеев, Ю. В. Цветков, Физика и химия обработки материалов, № 6: 41 (2009).
  6. П. І. Лобода, В. Д. Кузнецов, І. В. Смирнов, М. О. Сисоєв, К. П. Шаповалов, Прогресивні технології і системи машинобудування, 1, №1: 174 (2014).
  7. В. А. Полубояров, Гао Хонг, Чен Меилинг, Сб. труд. Второй Всеросс. конф. по наноматериалам «НАНО 2007» (13–16 марта 2007 г.) (Новосибирск: Наука: 2007), с.75.
  8. И. И. Фрумин, Автоматическая электродуговая наплавка (Харьков: Металлургиздат: 1961).
  9. И. А. Рябцев, И. К. Сенченков, Теория и практика наплавочных работ (Киев: Экотехнология: 2013).