Порошковая проволока для наплавки слоя мартенситностареющей стали
Разработана порошковая проволока ПП-АН204, обеспечивающая получение наплавленного металла типа мартенситностареющей стали системы легирования Fe–Ni–Mn–Si–Mo. Твердость металла после наплавки HRC 29...30,
 что позволяет без затруднения производить обработку резанием, а после отпуска его тверд...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Автоматическая сварка |
|---|---|
| Дата: | 2006 |
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2006
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/102441 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Порошковая проволока для наплавки слоя мартенситностареющей стали / И.А. Кондратьев, И.А. Рябцев, Я.П. Черняк // Автоматическая сварка. — 2006. — № 4 (636). — С. 50-53. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860047289130680320 |
|---|---|
| author | Кондратьев, И.А. Рябцев, И.А. Черняк, Я.П. |
| author_facet | Кондратьев, И.А. Рябцев, И.А. Черняк, Я.П. |
| citation_txt | Порошковая проволока для наплавки слоя мартенситностареющей стали / И.А. Кондратьев, И.А. Рябцев, Я.П. Черняк // Автоматическая сварка. — 2006. — № 4 (636). — С. 50-53. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Автоматическая сварка |
| description | Разработана порошковая проволока ПП-АН204, обеспечивающая получение наплавленного металла типа мартенситностареющей стали системы легирования Fe–Ni–Mn–Si–Mo. Твердость металла после наплавки HRC 29...30,
что позволяет без затруднения производить обработку резанием, а после отпуска его твердость возрастает до HRC
50. Наплавленный металл после отпуска имеет высокую горячую твердость, термостойкость и износостойкость
при трении металла по металлу при повышенных температурах, что позволяет рекомендовать его для упрочнения
рабочих поверхностей штампового инструмента сложной формы.
Described is a new flux-cored wire PP-AN204 that provides deposited metal of the type of maraging steel with the
Fe-Ni-Mn-Si-Mo alloying system. Hardness of the as-deposited metal is HRC 20-30, which allows its easy cutting, while
after tempering its hardness grows to HRC 50. After tempering, the deposited metal is characterised by high hot hardness,
thermal stability and wear resistance in friction of metal on metal at increased temperatures. Therefore, it can be recommended
for hardening of working surfaces of complex-configuration die tools.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:58:45Z |
| format | Article |
| fulltext |
УДК 621.791.75.042-492
ПОРОШКОВАЯ ПРОВОЛОКА ДЛЯ НАПЛАВКИ СЛОЯ
МАРТЕНСИТНОСТАРЕЮЩЕЙ СТАЛИ
И. А. КОНДРАТЬЕВ, И. А. РЯБЦЕВ, Я. П. ЧЕРНЯК, кандидаты техн. наук
(Ин-т электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины)
Разработана порошковая проволока ПП-АН204, обеспечивающая получение наплавленного металла типа мар-
тенситностареющей стали системы легирования Fe–Ni–Mn–Si–Mo. Твердость металла после наплавки HRC 29...30,
что позволяет без затруднения производить обработку резанием, а после отпуска его твердость возрастает до HRC
50. Наплавленный металл после отпуска имеет высокую горячую твердость, термостойкость и износостойкость
при трении металла по металлу при повышенных температурах, что позволяет рекомендовать его для упрочнения
рабочих поверхностей штампового инструмента сложной формы.
К л ю ч е в ы е с л о в а : дуговая наплавка, наплавленный ме-
талл, мартенситностареющая сталь, порошковая проволо-
ка, горячая твердость, износостойкость, термостойкость
Стали и сплавы с эффектом вторичного твердения
в результате отпуска в определенном температур-
но-временном диапазоне достаточно широко при-
меняются в различных отраслях промышленности
[1, 2]. Подобные материалы (в частности, мартен-
ситностареющие стали) предлагалось использо-
вать и в наплавочном производстве в основном
для восстановления и упрочнения инструментов
горячего деформирования металлов [3–5]. Однако
ввиду того, что у большинства этих материалов
увеличение твердости составляет всего HRC
10…15, они не нашли широкого применения в
промышленности. Кроме того, некоторые из них
имели значительную первоначальную твердость
HRC свыше 40 или высокую стоимость, так как
были легированы дорогостоящими элементами
(вольфрамом, кобальтом, молибденом), общее со-
держание которых достигало 20 % и более.
В работе [6] показано, что у экономнолегиро-
ванного наплавленного металла системы Fe–Ni–
Mn–Si–Mo наблюдается значительный эффект
вторичного твердения (твердость после наплавки
HRC 29…30, после отпуска HRC 50…52) и такой
материал является перспективным для восстанов-
ления и упрочнения инструментов для горячего
деформирования металлов. В данной работе при-
ведены результаты исследования влияния многос-
лойной наплавки на распределение твердости на
границе сплавления соседних валиков и слоев, а
также износостойкости, термической стойкости и
горячей твердости наплавленного металла этой
системы легирования.
При многослойной наплавке мартенситноста-
реющих сталей в металле ЗТВ у границы сплавле-
ния соседних валиков и слоев в результате нагрева
до температур 480…500 °С, обеспечивающих вто-
ричное твердение, может наблюдаться неравно-
мерность в распределении твердости, что ухудшит
эксплуатационные свойства наплавленного метал-
ла и затруднит его механическую обработку.
Для исследования этих явлений провели мно-
гослойную наплавку пластин из стали Ст3 разме-
рами 20 50 200 мм опытной самозащитной по-
рошковой проволокой, обеспечивающей получе-
ние наплавленного металла типа мартенсит-
© И. А. Кондратьев, И. А. Рябцев, Я. П. Черняк, 2006
Рис. 1. Распределение микротвердости по глубине слоя мартенситностареющего наплавленного металла: а — перекрытие 30; б — 60 %;
1, 2 — соответственно до и после отпуска
50 4/2006
ностареющей стали заданной системы легирова-
ния. Наплавку проводили проволокой диаметром
2,0 мм на следующих режимах: ток 300 А, напря-
жение 24…26 В, скорость наплавки 20 м/ч, шаг
наплавки 9…11 (перекрытие ~ 30 %) и 7…8 мм
(перекрытие ~ 60 %). Из наплавленных пластин
поперек наплавленных валиков вырезали темплеты,
из которых изготавливали микрошлифы для иссле-
дований. На шлифах проводили замеры микротвер-
дости (нагрузка P = 1 кг, шаг 0,5 мм) по глубине
многослойного наплавленного металла (рис. 1) и в
четвертом наплавленном слое поперек наплавлен-
ных валиков (рис. 2) до и после старения.
Перекрытие наплавленных валиков не оказы-
вает существенного влияния на распределение
микротвердости по глубине наплавленного метал-
ла. Вне зависимости от перекрытия непосредс-
твенно после наплавки микротвердость по глуби-
не наплавленного металла колеблется в пределах
HV 10…20 и достигает значений, характерных для
наплавленного металла заданного состава (рис. 1,
а, б, кривые 1) уже в третьем слое. После старе-
ния разброс твердости наплавленного металла ос-
тается в тех же пределах — HV 10…20 (рис. 1,
кривые 2).
На распределение твердости поперек наплав-
ленных валиков шаг наплавки влияет назначи-
тельно, хотя разброс микротвердости на границе
соседних валиков несколько выше (рис. 2, кривые
1, 2). Тем не менее, значительного увеличения
твердости здесь не наблюдается (вследствие отно-
сительно небольшого по продолжительности вре-
мени температурного воздействия) и ее колебания
и в этом случае находятся в приемлемых пределах.
Испытания термической стойкости проводили
на установке для комплексной оценки свойств
наплавленного металла, разработанной в ИЭС им.
Е. О. Патона [7]. Из заготовок, наплавленных
опытной порошковой проволокой, вырезали об-
разцы размером 40 40 40 мм. Термостойкость
оценивали по количеству циклов нагрев–охлажде-
ние шлифованной поверхности наплавленного об-
разца до появления сетки разгара в пятне нагрева,
видимой невооруженным глазом. Нагрев образца
проводили газовой горелкой до температуры
650…700 °С с последующим охлаждением водой
до 60…70 °С. В среднем, по результатам испыта-
ния трех образцов, сетка разгара на поверхности
образца мартенситностареющего наплавленного ме-
талла появляется после 40 циклов нагрев–охлажде-
ние (рис. 3). Как видно из приведенных данных, по
этому показателю опытный мартенситностареющий
наплавленный металл превосходит известные типы
наплавленного металла (35В9Х3СФ, 150ХНМ и
т. д.), которые успешно применяются для наплав-
ки инструментов для горячего деформирования
металла.
Испытания на износостойкость при трении ме-
талла по металлу при повышенных температурах
(схема испытаний вал–плоскость) проводили на
той же установке [7] при следующих условиях:
удельное давление в месте контакта 80 МПа; ско-
рость трения 11…12 м/мин; температура кольца-
контртела 800 ± 30 °С; температура на поверхнос-
ти испытуемого образца в контактной зоне
500…550 °С; время испытания 1 ч. В качестве ис-
точника нагрева истирающего кольца использова-
ли пламя газовой горелки. Размеры кольца-конт-
Рис. 2. Распределение микротвердости в поперечном направлении в четвертом слое наплавленного мартенситностареющего металла:
а — перекрытие 30; б — 60 %; 1, 2 — соответственно до и после отпуска
Рис. 3. Термостойкость наплавленного металла: 1 — 150ХНМ; 2 —
35В9Х3СФ; 3 — опытная мартенситностареющая сталь; 4 —
25Х5ФМС
4/2006 51
ртела, изготовленного из закаленной стали 45, сле-
дующие: диаметр 110 мм, ширина 30 мм, толщина
20 мм; размеры образца 10 20 40 мм. Для срав-
нения в качестве эталона испытывали также об-
разцы из закаленной стали 45. Сопротивление из-
нашиванию оценивали по потере массы ∆G испы-
туемого образца и истирающего кольца до и после
изнашивания. Как показали эксперименты по из-
носостойкости, опытный мартенситностареющий
наплавленный металл превосходит закаленную
сталь 45 в 3,5…4,0 раза.
Исследовали горячую твердость опытного нап-
лавленного металла в сравнении с наплавленным
металлом типа известных инструментальных ста-
лей (рис. 4). Образцы нагревали в специальном
индукторе в вакууме, замеры твердости проводи-
ли при нагрузке 1 кг и выдержке 60 с. Из приве-
денных данных видно, что горячая твердость мар-
тенситностареющего наплавленного металла на-
ходится на одном уровне с горячей твердостью
хромомолибденовой и хромовольфрамовой штам-
повых сталей, наплавленных соответствующими
порошковыми проволоками.
Металлографические исследования опытного
мартенситностареющего наплавленного металла
показали, что его структура до старения состоит
из феррита, небольшого количества мартенсита и
нитридов титана (рис. 5, а). После старения доля
мартенсита значительно увеличивается, встреча-
ются участки мелкоигольчатого и пакетного мар-
тенсита, повышается содержание нитридов
(рис. 5, б). Микротвердость матрицы до старения
составляет HV 283, после старения HV 489; мик-
ротвердость нитридов HV 1206. Рентгенострук-
турный анализ, проведенный на установке «Дрон-
3», подтвердил, что вторичное твердение опытно-
го наплавленного металла объясняется обра-
зованием значительных количеств мартенсита.
Для наплавки слоя мартенситностареющей ста-
ли системы легирования Fe–Ni–Mn–Si–Mo разра-
ботана самозащитная порошковая проволока, по-
лучившая условное наименование ПП-АН204. Ис-
следованы сварочно-технологические свойства
новой проволоки. Использованная в порошковой
проволоке газошлакообразующая система CaF2 +
+ TiO2 + CaCО3 обеспечивает высокую стабиль-
ность горения дуги и минимальное разбрызгива-
ние. Коэффициент набрызгивания находился в
пределах 12…14 %. Расход проволоки на 1 кг нап-
лавленного металла составляет 1,25…1,27 кг. При
диаметре проволоки 2,0 мм коэффициент наплав-
ки составил 15…17 г/(А⋅ч). В наплавленном ме-
талле отсутствуют поры и трещины, а также обес-
печивается минимальное количество шлаковых
включений.
В заключение следует отметить, что разрабо-
танная самозащитная порошковая проволока ПП-
АН204 обеспечивает получение наплавленного
металла типа экономнолегированной мартенсит-
ностареющей стали. Наплавленный металл этого
типа имеет высокие износостойкость (в условиях
трения металла по металлу при повышенных тем-
пературах), термостойкость и горячую твердость.
По результатам исследований порошковая прово-
лока ПП-АН204 может быть рекомендована для
восстановления и упрочнения инструментов для
Рис. 5. Микроструктура опытного мартенситностареющего наплавленного металла ( 400) до (а) и после старения (б). Травление элек-
тролитическое в 20 %-й хромовой кислоте
Рис. 4. Горячая твердость наплавленного металла: 1 — 25Х5ФМС;
2 — 35В9Х3СФ; 3 — 150ХНМ; 4 — опытная мартенситностарею-
щая сталь
52 4/2006
горячего деформирования металла, в первую оче-
редь инструментов сложной формы, требующих
больших затрат на механическую обработку.
1. Перкас М. Д., Кардомский В. М. Высокопрочные мартен-
ситностареющие стали. — М.: Металлургия, 1971. —
224 с.
2. Бирман С. Р. Экономнолегированные мартенситностаре-
ющие стали. — М.: Металлургия, 1974. — 207 с.
3. Бармин Л. Н., Королев Н. В., Пряхин А. В. Свойства мар-
тенситностареющих сплавов для наплавки инструмента
горячего и холодного деформирования металла // Теоре-
тические и технологические основы наплавки. Свойства и
испытания наплавленного металла. — Киев: ИЭС им. Е. О.
Патона, 1979. — С. 57–61.
4. Кальянов В. Н., Багров В. А. Мартенситностареющие стали
для наплавки штампов // Сварочн. пр-во. — 2003. — № 2.
— С. 35–37.
5. Кальянов В. Н., Багров В. А. Новый материал для восста-
новления штампов горячей штамповки // Тез. докл. меж-
дунар. конф. «Современные проблемы сварки и ресурса
конструкций». — (Киев, 27–28 нояб. 2003). — Киев: ИЭС
им. Е. О. Патона, 2003. — С. 30–31.
6. Кондратьев И. А., Рябцев И. А., Черняк Я. П. Исследование
свойств наплавленного металла типа мартенситностарею-
щих сталей // Автомат. сварка. — 2004. — № 4. — С. 16–18.
7. Рябцев И. И., Черняк Я. П., Осин В. В. Блочно-модульная
установка для испытаний наплавленного металла // Свар-
щик. — 2004. — № 1. — С. 18–19.
Described is a new flux-cored wire PP-AN204 that provides deposited metal of the type of maraging steel with the
Fe-Ni-Mn-Si-Mo alloying system. Hardness of the as-deposited metal is HRC 20-30, which allows its easy cutting, while
after tempering its hardness grows to HRC 50. After tempering, the deposited metal is characterised by high hot hardness,
thermal stability and wear resistance in friction of metal on metal at increased temperatures. Therefore, it can be recommended
for hardening of working surfaces of complex-configuration die tools.
Поступила в редакцию 09.09.2005
УДК 621.791.75.039-229.61
СОВРЕМЕННЫЕ МЕХАНИЗМЫ ПОДАЧИ
ЭЛЕКТРОДНОЙ ПРОВОЛОКИ В АППАРАТАХ
ДЛЯ МЕХАНИЗИРОВАННОЙ СВАРКИ, НАПЛАВКИ И РЕЗКИ
В. А. ЛЕБЕДЕВ, канд. техн. наук, С. И. ПРИТУЛА, инж. (Ин-т электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины)
Рассмотрены современные разработки механизмов подачи электродной проволоки применительно к оборудованию
для сварки, наплавки и резки сталей и сплавов алюминия, дана классификация их основных типов. Особый интерес
для специалистов представляют механизмы, осуществляющие подачу электродной проволоки с управляемым не-
стационарным характером движения (прерывистая подача, модулированная и импульсная). Рассмотрены
достоинства и недостатки некоторых оригинальных конструкций импульсных механизмов подачи электродной
проволоки.
К л ю ч е в ы е с л о в а : механизированное дуговое оборудо-
вание, электродная проволока, механизмы подачи, классифи-
кация, способы подачи, управление нестационарным про-
цессом
При производстве сварных металлоконструкций,
ремонте с целью повышения ресурса работы ма-
шин и механизмов, а в последнее время и резке
обоснованный выбор оборудования (полуавтома-
тов для осуществления дуговых механизирован-
ных процессов) является ведущим звеном
организации сварочного производства, особенно
если ставится задача обеспечения минимальных
энерго- и ресурсозатрат. При этом разработчики,
конструкторы и производители дугового механи-
зированного оборудования постоянно сталкива-
ются с необходимостью выбора механизма подачи
электродной проволоки.
В настоящей работе рассматриваются совре-
менные разработки механизмов подачи электрод-
ной проволоки при сварке, наплавке и резке ста-
лей и сплавов алюминия.
Механизм подачи электродной проволоки в
современной конструкции сварочного полуавто-
мата может иметь несколько основных функций:
перемещение проволоки; инструмент влияния на
технологический процесс; совершенствование
конструкций полуавтоматов.
Классификация механизмов подачи электрод-
ной проволоки в полуавтоматах разной степени
сложности, предназначенных для работы в раз-
личных условиях и решения разнообразных техно-
логических задач, представлена в виде схемы на
рис. 1. В данной классификации механизмы для
прерывистой и импульсной подачи электродной
проволоки рассматриваются как самостоятельные;
они уравнены с основным типом механизмов. Ко-
личество разработок механизмов, сообщающих
проволоке нестационарный характер движения,
постоянно возрастает. Они совершенствуются в
© В. А. Лебедев, С. И. Притула, 2006
4/2006 53
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-102441 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0005-111X |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:58:45Z |
| publishDate | 2006 |
| publisher | Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Кондратьев, И.А. Рябцев, И.А. Черняк, Я.П. 2016-06-11T21:25:00Z 2016-06-11T21:25:00Z 2006 Порошковая проволока для наплавки слоя мартенситностареющей стали / И.А. Кондратьев, И.А. Рябцев, Я.П. Черняк // Автоматическая сварка. — 2006. — № 4 (636). — С. 50-53. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. 0005-111X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/102441 621.791.75.042-492 Разработана порошковая проволока ПП-АН204, обеспечивающая получение наплавленного металла типа мартенситностареющей стали системы легирования Fe–Ni–Mn–Si–Mo. Твердость металла после наплавки HRC 29...30,
 что позволяет без затруднения производить обработку резанием, а после отпуска его твердость возрастает до HRC
 50. Наплавленный металл после отпуска имеет высокую горячую твердость, термостойкость и износостойкость
 при трении металла по металлу при повышенных температурах, что позволяет рекомендовать его для упрочнения
 рабочих поверхностей штампового инструмента сложной формы. Described is a new flux-cored wire PP-AN204 that provides deposited metal of the type of maraging steel with the
 Fe-Ni-Mn-Si-Mo alloying system. Hardness of the as-deposited metal is HRC 20-30, which allows its easy cutting, while
 after tempering its hardness grows to HRC 50. After tempering, the deposited metal is characterised by high hot hardness,
 thermal stability and wear resistance in friction of metal on metal at increased temperatures. Therefore, it can be recommended
 for hardening of working surfaces of complex-configuration die tools. ru Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України Автоматическая сварка Краткие сообщения Порошковая проволока для наплавки слоя мартенситностареющей стали Flux-cored wire for hardfacing the layer of marageing steel Article published earlier |
| spellingShingle | Порошковая проволока для наплавки слоя мартенситностареющей стали Кондратьев, И.А. Рябцев, И.А. Черняк, Я.П. Краткие сообщения |
| title | Порошковая проволока для наплавки слоя мартенситностареющей стали |
| title_alt | Flux-cored wire for hardfacing the layer of marageing steel |
| title_full | Порошковая проволока для наплавки слоя мартенситностареющей стали |
| title_fullStr | Порошковая проволока для наплавки слоя мартенситностареющей стали |
| title_full_unstemmed | Порошковая проволока для наплавки слоя мартенситностареющей стали |
| title_short | Порошковая проволока для наплавки слоя мартенситностареющей стали |
| title_sort | порошковая проволока для наплавки слоя мартенситностареющей стали |
| topic | Краткие сообщения |
| topic_facet | Краткие сообщения |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/102441 |
| work_keys_str_mv | AT kondratʹevia poroškovaâprovolokadlânaplavkisloâmartensitnostareûŝeistali AT râbcevia poroškovaâprovolokadlânaplavkisloâmartensitnostareûŝeistali AT černâkâp poroškovaâprovolokadlânaplavkisloâmartensitnostareûŝeistali AT kondratʹevia fluxcoredwireforhardfacingthelayerofmarageingsteel AT râbcevia fluxcoredwireforhardfacingthelayerofmarageingsteel AT černâkâp fluxcoredwireforhardfacingthelayerofmarageingsteel |