Дієвість інкапсуляції функціональної складової шихти зварювального дроту на зміну структури та властивостей металу натоплених шарів
В. В. Перемітько$^{1}$, В. І. Сухомлин$^{1}$, А. В. Євдокимов$^{1}$, А. А. Голякевич$^{2}$
$^{1}$Дніпровський державний технічний університет, вул. Дніпробудівська, 2, 51918 Кам’янське, Україна
$^{2}$ТОВ «ТМ.ВЕЛТЕК», вул. Казимира Малевича, 15, 03150 Київ, Україна
Отримано: 25.07.2024; остаточний варіант - 26.11.2024. Завантажити: PDF
На підставі проведених експериментів доведено ефективність внесення під час дугового натоплення ферованадію зі складу шихти порошкового дроту у вигляді дисперсних частинок, попередньо покритих захисним шаром пластику. Застосовували порошковий дріт марки ВЕЛТЕК-Н620 діяметром у 2,0 мм і дослідні дроти, наближені за хемічним складом шихти до згаданої стандартної марки, в яких для покриття частинок ферованадію використовували порошкоподібний фторопласт (5 г і 50 г вуглеводню на 120 г ферованадію). Додавання модифікаторів з покриттям до шихти не погіршило горіння дуги; розбризкування натопленого металу під час переходу у рідку ванну зменшувалося до помірного. У випадку натоплювання шарів із застосуванням ориґінальних порошкових дротів зафіксовано відмінності. З використанням фторопласту у кількості 5 г на 120 г ферованадію спостерігається пониження вмісту переважної більшости леґувальних компонентів через зростання температури ванни та часу підтримки останньої. Збільшення витрати фторопласту до 50 г забезпечило збереження від випаровування та зростання присутности у нанесеному шарі Ванадію та Хрому. У структурі натопленого шару власне перліту не виявлено. Причиною стала підвищена присутність елементів-карбідоутворювачів, які зв’язали Карбон у карбідні сполуки. Зменшений вміст незв’язаного Карбону в аустеніті також запобігає утворенню мартенситу за подальшого охолодження. Суміжний з лінією стоплення шар основного металу зі зміненим вмістом Карбону за використання дроту з додаванням 5 г фторопласту до шихти має зменшену ширину у 120 мкм, а з додаванням 50 г фторопласту — значно більшу, до 800 мкм. Останній факт можна розцінити, як наслідок збільшення питомої частки Карбону, що переходить до металу, який натоплюється, а також зростання температури розтопу та часу його інтенсивного контактування з основою під час остигання, що приводить до збільшення стійкости аустеніту й інтенсивної дифузії Карбону. Через дифузію Карбону в основний метал співвідношення між перлітними та феритними складовими змінилося, що опосередковано дає підстави оцінювати вміст Карбону у згаданому прошарку на рівні 0,4−0,45 мас.%. Карбіди присутні у великій кількості у всіх зонах. Виявляються місцеві скупчення карбідів Ванадію переважно в місцях розташування меж. У зонах бейнітного перетворення з аустеніту не спостерігається однонаправлена структура, що свідчить про незмінний кристалографічний зв’язок між цими складовими. Тобто направленість бейнітних субкристалів пов’язується не з тепловідводом, а з термодинамікою процесу твердіння. Наявність у макровимірі зон натопленого металу з направленою будовою оцінюється позитивно. Очікується, це буде сприяти підвищенню опірности поверхневого шару щодо зносу. Аналогічно сприймається й відсутність кристалографічної направлености бейніту, який від цього набуває додаткової пластичности та стійкости щодо руйнування під час прикладання зовнішніх сил.
Ключові слова: дугове натоплення, порошковий дріт, ферованадій, покриття частинок пластиком, високолеґована криця, зміна структури.
URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v47/i05/0523.html
PACS: 06.60.Vz, 52.77.Fv, 61.50.Ks, 68.35.bd, 68.37.Hk, 81.20.Ev, 81.20.Vj