Вплив способу введення нанопорошка діоксиду кремнію у зварювальну ванну на зносостійкість та структуру низьколеґованого натопленого металу

В. Д. Кузнєцов$^{1}$, Д. В. Степанов$^{1}$, В. В. Перемітько$^{2}$, О. Л. Косинська$^{2}$, А. І. Панфілов$^{2}$, І. В. Коломоєць$^{2}$

$^{1}$Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», просп. Перемоги, 37, 03056 Київ, Україна
$^{2}$Дніпровський державний технічний університет, вул. Дніпробудівськая, 2, 51918 Кам’янське, Україна

Отримано: 16.07.2019; остаточний варіант - 22.04.2020. Завантажити: PDF

Вивчено вплив способу введення під час дугового натоплення нанопорошка SiO$_2$ у зварювальну ванну на зносостійкість та структуру низьколеґованого натопленого металу. Діоксид кремнію фіксували попереднім розбризкуванням на поверхню спиртового розчину, нанесенням суміші нанопорошка з флюсами або олівцем з парафіну та SiO$_2$. Натоплювання металу проводили на зразки зі сталі 09Г2С дротами Нп-30ХГСА під флюсом АН-60 та Св-08Г2С під флюсом АН-348А. Для коректності порівняння режим натоплювання зберігали незмінним. Випробування на зносостійкість проводили за умов тертя металу по металу за схемою вал–колодка. Величину зношування, одержану в результаті випробування, визначали зважуванням або вимірюванням зразків до та після процесу стирання. Виявлено залежність характеру змін у натопленому металі від способу внесення додаткових матеріялів. Найпомітніше підвищення твердості у випадку введення нанооксиду у суміші з флюсом АН-60 за спрей-технологією та застосування дроту Нп-30ХГСА. Максимальну зносостійкість мають зразки, натоплені тим самим дротом при внесенні до зварювальної ванни нанопорошка, закріпленого парафіном. Ефективність схем введення залежить від системи леґування електродного матеріялу: під час натоплювання дротом Св-08Г2С одночасного зростання твердості та зносостійкості не спостерігалося. Введення нанооксиду кремнію у суміші з флюсом призводить до формування дрібнодисперсної структури ферито-карбідного складу. Фіксується комбінація фериту різної морфології: полігональний ферит на межах зерен, від якого росте відманштетний ферит, та різнонапрямлені пластини голчастого фериту. Від внесення нанопорошка діоксиду кремнію у суміші з парафіном збільшується кількість цементитних виділень. З’ясовано, що зростання твердості пропорційне подрібненню феритно-карбідної складової структури, а підвищення зносостійкості — кількості цементитних виділень.

Ключові слова: дуговий натоп, внесення нанопорошка, варіювання схем, твердість, зносостійкість, структурно-фазовий склад натопленого металу.

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

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


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  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).