Новая порошковая проволока, обеспечивающая эффект деформационного упрочнения наплавленного металла при эксплуатации
Приведены сведения о новой порошковой проволоке, не содержащей дорогих легирующих элементов. Применение проволоки обеспечивает получение в наплавленном металле структуры метастабильного аустенита и реализации деформационного мартенситного превращения в процессе эксплуатации. В результате достигается...
Saved in:
| Published in: | Автоматическая сварка |
|---|---|
| Date: | 2009 |
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2009
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/100825 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Новая порошковая проволока, обеспечивающая эффект деформационного упрочнения наплавленного металла при эксплуатации / Л.С. Малинов, В.Л. Малинов, Л.Н. Орлов, А.А. Голякевич // Автоматическая сварка. — 2009. — № 5 (673). — С. 46-48. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860224352654458880 |
|---|---|
| author | Малинов, Л.С. Малинов, В.Л. Орлов, Л.Н. Голякевич, А.А. |
| author_facet | Малинов, Л.С. Малинов, В.Л. Орлов, Л.Н. Голякевич, А.А. |
| citation_txt | Новая порошковая проволока, обеспечивающая эффект деформационного упрочнения наплавленного металла при эксплуатации / Л.С. Малинов, В.Л. Малинов, Л.Н. Орлов, А.А. Голякевич // Автоматическая сварка. — 2009. — № 5 (673). — С. 46-48. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Автоматическая сварка |
| description | Приведены сведения о новой порошковой проволоке, не содержащей дорогих легирующих элементов. Применение проволоки обеспечивает получение в наплавленном металле структуры метастабильного аустенита и реализации деформационного мартенситного превращения в процессе эксплуатации. В результате достигается существенное повышение долговечности наплавленных деталей. Новая проволока может найти широкое применение при изготовлении быстроизнашивающихся изделий различного назначения.
The paper gives information on a new flux-cored wire, not containing expensive alloying elements. Wire application ensures production of a metastable austenite structure in the deposited metal and realization of deformation martensite transformation during operation. This results in an essential increase of the surfaced part fatigue life. New wire can become widely accepted in manufacture of rapidly wearing parts for the most diverse applications.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:19:25Z |
| format | Article |
| fulltext |
УДК 669.018:620.178.167.001.5
НОВАЯ ПОРОШКОВАЯ ПРОВОЛОКА, ОБЕСПЕЧИВАЮЩАЯ
ЭФФЕКТ ДЕФОРМАЦИОННОГО УПРОЧНЕНИЯ
НАПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА
ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ
Л. С. МАЛИНОВ, д-р техн. наук, В. Л. МАЛИНОВ, канд. техн. наук (Приазов. гос. техн. ун-т, г. Мариуполь),
Л. Н. ОРЛОВ, канд. техн. наук, А. А. ГОЛЯКЕВИЧ, инж. (ООО «ТМ ВЕЛТЕК», г. Киев)
Приведены сведения о новой порошковой проволоке, не содержащей дорогих легирующих элементов. Применение
проволоки обеспечивает получение в наплавленном металле структуры метастабильного аустенита и реализации
деформационного мартенситного превращения в процессе эксплуатации. В результате достигается существенное
повышение долговечности наплавленных деталей. Новая проволока может найти широкое применение при изго-
товлении быстроизнашивающихся изделий различного назначения.
К л ю ч е в ы е с л о в а : дуговая наплавка, порошковая прово-
лока, наплавленный металл, метастабильный аустенит, де-
формационное мартенситное превращение, самозакалка
при нагружении
В настоящее время проблема ресурсосбережения
приобретает все большую актуальность. Одним
из направлений ее решения является повышение
долговечности деталей, восстанавливаемых авто-
матической электродуговой наплавкой, в частнос-
ти, тяжелонагруженных колес кранов металлур-
гических цехов. Значительное повышение ресурса
восстанавливаемых деталей достигается с помо-
щью наплавочных материалов. Благодаря им
обеспечивается получение в наплавленном метал-
ле структуры сильноупрочняющегося метаста-
бильного аустенита, который превращается в мар-
тенсит под влиянием деформации при нагружении
в процессе эксплуатации, что классифицируется
как эффект самозакалки при нагружении [1]. Пер-
вые наплавочные материалы, обеспечивающие
получение в наплавленном металле метастабиль-
ного аустенита, разработаны М. И. Разиковым с
коллективом сотрудников в начале 1960-х годов
[2] на основе кавитационностойкой стали
30Х10Г10, созданной И. Н. Богачевым и Р. И.
Минцем [3]. Эти наплавочные материалы приме-
няли главным образом для повышения долговеч-
ности деталей гидроагрегатов, а позднее для нап-
лавки различных быстроизнашивающихся дета-
лей, работающих в условиях сухого трения, в час-
тности, крановых колес. Особенностью наплавки
такими материалами является то, что при несоб-
людении ряда условий может произойти охруп-
чивание наплавленного слоя из-за образования
аустенитно-мартенситной структуры, которая ха-
рактеризуется высокой твердостью. С целью ис-
ключения этого наплавку следует выполнять при
относительно малых значениях тока, напряжения
на дуге, но с повышенной скоростью, образова-
нием узких валиков, их прерывистостью, что
значительно усложняет технологию. Кроме того,
наплавленный металл плохо обрабатывается ре-
занием [4] вследствие интенсивного образования
мартенсита под воздействием инструмента (мар-
тенсит деформации). В условиях трения при вы-
соком давлении износостойкость высоколегиро-
ванного наплавленного металла системы Fe–Cr–
Mn в значительной степени определяется способ-
ностью к упрочнению самого аустенита, которая
зависит от содержания в нем углерода и интен-
сивности образования мартенсита деформации
[5]. Важно отметить, что за счет выбора рацио-
нального состава наплавочного материала и ре-
жима термообработки после наплавки, можно оп-
тимизировать развитие мартенситного превра-
щения при нагружении, поскольку в этом случае
удается достичь наиболее высокого уровня изно-
состойкости наплавленных деталей.
Разработана новая порошковая проволока
ВЕЛТЕК-Н285С (Fe–Cr–Mn), которая в значи-
тельной степени лишена указанных недостатков.
Соотношение углерода, хрома и марганца выб-
рано таким, что непосредственно после наплавки
достигается повышенная стабильность аустенита
наплавленного металла по отношению к γ→α′′-
превращению по сравнению с известными нап-
лавочными материалами данного типа. По этой
причине существенно упрощается технология
наплавки и улучшается обрабатываемость реза-
нием, что способствует более широкому приме-
нению разработанной порошковой проволоки. Не-
обходимая интенсивность протекания деформа-
© Л. С. Малинов, В. Л. Малинов, Л. Н. Орлов, А. А. Голякевич, 2009
46 5/2009
ционного мартенситного превращения при экс-
плуатации достигается в результате термообра-
ботки, которая осуществляется после наплавки
для снятия внутренних напряжений.
Оптимальный режим наплавки проволокой ди-
аметром 3,6 мм следующий: I = 350…400 А; Uд =
= 35…40 В; vн = 40…45 м/ч. Использовали флю-
сы АН-26 и REKORD SK EN-760. При этом обес-
печивается хорошее формирование слоев наплав-
ленного металла и соединение их между собой,
а также с основным металлом. Непровары, шла-
ковые включения и трещины отсутствуют (рис. 1).
Отделимость шлаковой корки хорошая. При нап-
лавке разработанной порошковой проволокой
слои наплавленного металла имеют аустенитную
структуру с дисперсными карбидами, которые
располагаются внутри зерен (рис. 2). Микротре-
щины в наплавленном металле не образуются.
Вблизи линии сплавления с основным металлом
(сталь 65Г) обнаружена структура аустенита с тро-
оститной сеткой. Основной металл вблизи линии
сплавления имеет трооститную структуру.
Измерения твердости по сечению показали,
что вблизи поверхности наплавленного металла
она составляет НВ 217…220, в средней части —
НВ 230…240, а у переходной зоны увеличивается
до НВ 280…300, что является следствием пере-
распределения углерода, хрома и марганца в зоне
сплавления с основным металлом.
Как следует из результатов испытаний, изно-
состойкость металла, наплавленного разработан-
ной порошковой проволокой, при трении сколь-
жения по схеме колодка–ролик и абразивном воз-
действии практически не отличается от таковой
при наплавке проволокой Нп-30Х10Г10Т (ГОСТ
10543–98) и значительно превышает ее при ис-
пользовании проволок ПП-Нп-18Х1Г1М (ГОСТ
26101–84), Св-12Х13 и Св-06Х18Н9Т (ГОСТ 224–
70) (таблица). Применение разработанной порош-
ковой проволоки системы Fe–Cr–Mn обеспечива-
ет получение структуры метастабильного, значи-
тельно упрочняющегося при наклепе аустенита.
Степень его упрочнения такая же, как и при ис-
пользовании проволоки Нп-30Х10Г10Т, но мак-
симальная твердость достигается за время в
1,5…2,0 раза большее, что обусловлено меньшей
интенсивностью деформационного мартенситно-
го превращения при применении новой проволо-
ки. Следствием этого является более длительное
протекание процесса релаксации напряжений на-
ряду с упрочнением, что затрудняет образование
Рис. 1. Макроструктура ( 16) наплавленного металла, полу-
ченного при использовании новой порошковой проволоки
Рис. 2. Микроструктуры ( 550) металла, наплавленного разработанной порошковой проволокой: а — основной металл и
переходной слой (1 — основной металл — троостит; 2 — переходной слой — аустенит с трооститной сеткой; 3 —
наплавленный аустенитный слой); б — аустенитная структура поверхностного слоя
Относительная износостойкость металла, наплавленного проволоками, применяемыми в промышленности, и разра-
ботанной порошковой проволокой
Наплавочный
материал Режим термообработки Относительная абразив-
ная износостойкость
Относительная износостойкость
в условиях трения скольжения
ПП-Нп-18Х1Г1М Наплавка + отжиг при 550 °С (1 ч) 1,0 1,0
Св-12Х13 То же 1,2 1,3
Св-06Х18Н9Т » 0,6 0,7
Разработанная порошковая
проволока Наплавка + отжиг при 600 °С (1 ч) 2,3 3,2
5/2009 47
и развитие трещин [6]. После отжига при тем-
пературе 600 °С, применяемого после наплавки
для снятия внутренних напряжений, в аустените
обнаруживается множество дисперсных карбидов,
которые также способствуют повышению изно-
состойкости. Согласно данным рентгеновского
анализа, содержание мартенсита деформации на
изнашиваемой поверхности после отжига наплав-
ленного металла в 1,5…2,0 раза больше, чем без
него (30…35 мас. %), что свидетельствует о его
частичной дестабилизации.
Длительные промышленные испытания крано-
вых колес, наплавленных разработанной порош-
ковой проволокой, обеспечивающей эффект са-
мозакалки при эксплуатации, подтвердили резуль-
таты лабораторных исследований и показали уве-
личение долговечности этих деталей более чем
в 3 раза по сравнению с колесами, восстанов-
ленными применяемой в промышленности про-
волокой ПП-Нп-18Х1Г1М. Достигнутый резуль-
тат был аналогичен полученному при использо-
вании проволоки Нп-30Х10Г10Т, однако новый
материал обеспечивает также несомненные тех-
нологические преимущества при наплавке. Изме-
рение твердости рабочей поверхности колес, нап-
лавленных новой порошковой проволокой, пока-
зало, что в процессе эксплуатации она возросла
с HB 217…220 до 450…470. Это свидетельствует
о реализации эффекта самозакалки в наплавлен-
ном металле в процессе работы колес, и обеспе-
чивающей им повышение долговечности. При
увеличении износостойкости крановых колес не
происходит повышенного износа рельсов.
Проведение механической обработки восста-
новленных новой порошковой проволокой кра-
новых колес с использованием инструмента, ос-
нащенного твердыми сплавами, технических
трудностей не вызывает. На рис. 3 представлен
внешний вид наплавленного и обработанного ко-
леса. Следует заметить, что наплавленный новой
проволокой металл обрабатывается труднее, чем
при использовании проволоки ПП-Нп-18Х1Г1М.
По степени обрабатываемости он близок к ме-
таллу, наплавленному проволокой Св-06Х18Н9Т.
Таким образом, разработанная порошковая про-
волока, обеспечивающая получение в наплавленном
металле структуры метастабильного аустенита, уп-
рочненного дисперсными карбидами, отличается
хорошей технологичностью при наплавке. Исполь-
зование новой порошковой проволоки благодаря
эффекту самозакалки при эксплуатации позволяет
существенно повысить долговечность восстанавли-
ваемых деталей.
Разработанный наплавочный материал может
иметь широкий спектр применения. Его можно
использовать не только для восстановления кра-
новых колес, но и колес железнодорожного под-
вижного состава предприятий, вагонеток, приме-
няемых в карьерах, различного рода роликов,
цапф сталеразливочных ковшей, быстроизнаши-
вающихся изделий, работающих в слабоагрессив-
ных средах, например, плунжеров гидропрессов,
клапанов запорной арматуры и многих других
изделий, восстанавливаемых в настоящее время
низкоуглеродистыми наплавочными материалами
различной степени легирования. Экономическая
эффективность в данном случае определяется зат-
ратами (материальными, энергетическими, трудо-
выми, простоями оборудования), которые значи-
тельно превышают стоимость применяемой про-
волоки.
1. Багачев И. Н., Минц Р. И. Кавитационное разрушение
железоуглеродистых сплавов. — М.; Свердловск: Маш-
гиз, 1959. — 111 с.
2. Разиков М. И., Ильин В. П. Сварка и наплавка кавита-
ционной стали марки 30Х10Г10. — М.: НИИМАШ,
1964. — 35 с.
3. Богачев И. Н., Минц Р. И. Повышение кавитационно-
эрозионной стойкости деталей машин. — М.: Машинос-
троение, 1964. — 142 с.
4. Опыт совместных работ ОАО «Запорожсталь» и ОП «Рем-
маш» в разработке и внедрении новых наплавочных мате-
риалов / В. В. Тарасенко, Г. В. Хоменко, В. И. Титаренко,
А. В. Титаренко // Сб. работ 2-й науч.-практ. конф. «Мо-
дернизация и переоснащение предприятий. Эффектив-
ные технологии ремонта и восстановления деталей» (в
рамках Международного промышленного форума «Ук-
рИндустрия–2006»), г. Днепропетровск, 11 окт. 2006 г.
— Днепропетровск, 2006. — С. 39–43.
5. Малинов Л. С., Малинов В. Л. Марганецсодержащие нап-
лавочные материалы // Автомат. сварка. — 2001. — № 8.
— С. 34–37.
6. Малинов Л. С., Малинов В. Л. Экономнолегированные
сплавы с мартенситными превращениями и упрочняю-
щие технологии. — Харьков: ИНЦ ХФТИ, 2007. —
352 с.
The paper gives information on a new flux-cored wire, not containing expensive alloying elements in its composition. Wire
application ensures production of a metastable austenite structure in the deposited metal and realization of deformation
martensite transformation during operation. This results in an essential increase of the surfaced part fatigue life. New wire
can become widely accepted in manufacture of quick-worn parts for the most diverse applications.
Поступила в редакцию 13.01.2009
Рис. 3. Внешний вид наплавленного и обработанного колеса
48 5/2009
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-100825 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0005-111X |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:19:25Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Малинов, Л.С. Малинов, В.Л. Орлов, Л.Н. Голякевич, А.А. 2016-05-27T08:28:21Z 2016-05-27T08:28:21Z 2009 Новая порошковая проволока, обеспечивающая эффект деформационного упрочнения наплавленного металла при эксплуатации / Л.С. Малинов, В.Л. Малинов, Л.Н. Орлов, А.А. Голякевич // Автоматическая сварка. — 2009. — № 5 (673). — С. 46-48. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. 0005-111X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/100825 669.018:620.178.167.001.5 Приведены сведения о новой порошковой проволоке, не содержащей дорогих легирующих элементов. Применение проволоки обеспечивает получение в наплавленном металле структуры метастабильного аустенита и реализации деформационного мартенситного превращения в процессе эксплуатации. В результате достигается существенное повышение долговечности наплавленных деталей. Новая проволока может найти широкое применение при изготовлении быстроизнашивающихся изделий различного назначения. The paper gives information on a new flux-cored wire, not containing expensive alloying elements. Wire application ensures production of a metastable austenite structure in the deposited metal and realization of deformation martensite transformation during operation. This results in an essential increase of the surfaced part fatigue life. New wire can become widely accepted in manufacture of rapidly wearing parts for the most diverse applications. ru Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України Автоматическая сварка Производственный раздел Новая порошковая проволока, обеспечивающая эффект деформационного упрочнения наплавленного металла при эксплуатации New flux-cored wire ensuring the effect of strain hardening of the deposited metal in operation Article published earlier |
| spellingShingle | Новая порошковая проволока, обеспечивающая эффект деформационного упрочнения наплавленного металла при эксплуатации Малинов, Л.С. Малинов, В.Л. Орлов, Л.Н. Голякевич, А.А. Производственный раздел |
| title | Новая порошковая проволока, обеспечивающая эффект деформационного упрочнения наплавленного металла при эксплуатации |
| title_alt | New flux-cored wire ensuring the effect of strain hardening of the deposited metal in operation |
| title_full | Новая порошковая проволока, обеспечивающая эффект деформационного упрочнения наплавленного металла при эксплуатации |
| title_fullStr | Новая порошковая проволока, обеспечивающая эффект деформационного упрочнения наплавленного металла при эксплуатации |
| title_full_unstemmed | Новая порошковая проволока, обеспечивающая эффект деформационного упрочнения наплавленного металла при эксплуатации |
| title_short | Новая порошковая проволока, обеспечивающая эффект деформационного упрочнения наплавленного металла при эксплуатации |
| title_sort | новая порошковая проволока, обеспечивающая эффект деформационного упрочнения наплавленного металла при эксплуатации |
| topic | Производственный раздел |
| topic_facet | Производственный раздел |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/100825 |
| work_keys_str_mv | AT malinovls novaâporoškovaâprovolokaobespečivaûŝaâéffektdeformacionnogoupročneniânaplavlennogometallapriékspluatacii AT malinovvl novaâporoškovaâprovolokaobespečivaûŝaâéffektdeformacionnogoupročneniânaplavlennogometallapriékspluatacii AT orlovln novaâporoškovaâprovolokaobespečivaûŝaâéffektdeformacionnogoupročneniânaplavlennogometallapriékspluatacii AT golâkevičaa novaâporoškovaâprovolokaobespečivaûŝaâéffektdeformacionnogoupročneniânaplavlennogometallapriékspluatacii AT malinovls newfluxcoredwireensuringtheeffectofstrainhardeningofthedepositedmetalinoperation AT malinovvl newfluxcoredwireensuringtheeffectofstrainhardeningofthedepositedmetalinoperation AT orlovln newfluxcoredwireensuringtheeffectofstrainhardeningofthedepositedmetalinoperation AT golâkevičaa newfluxcoredwireensuringtheeffectofstrainhardeningofthedepositedmetalinoperation |