Влияние кремния на свойства углеродистого низколегированного наплавленного металла
Приведены результаты экспериментальных исследований влияния небольших добавок кремния на физико- механические свойства низколегированного углеродистого наплавленного металла при электродуговой наплавке самозащитной порошковой проволокой. Показано, что увеличение содержания кремния до 2,3 % приводит...
Saved in:
| Published in: | Автоматическая сварка |
|---|---|
| Date: | 2006 |
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2006
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/102769 |
| 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: | Влияние кремния на свойства углеродистого низколегированного наплавленного металла / А.П. Жудра, С.Ю. Кривчиков, В.В. Петров // Автоматическая сварка. — 2006. — № 8 (640). — С. 49-51. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859709587525992448 |
|---|---|
| author | Жудра, А.П. Кривчиков, С.Ю. Петров, В.В. |
| author_facet | Жудра, А.П. Кривчиков, С.Ю. Петров, В.В. |
| citation_txt | Влияние кремния на свойства углеродистого низколегированного наплавленного металла / А.П. Жудра, С.Ю. Кривчиков, В.В. Петров // Автоматическая сварка. — 2006. — № 8 (640). — С. 49-51. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Автоматическая сварка |
| description | Приведены результаты экспериментальных исследований влияния небольших добавок кремния на физико-
механические свойства низколегированного углеродистого наплавленного металла при электродуговой наплавке самозащитной порошковой проволокой. Показано, что увеличение содержания кремния до 2,3 % приводит к уменьшению
доли мартенситной фазы в наплавленном металле и тем самым повышает его стойкость против образования микротрещин.
Given are the results of experimental studies of the influence small additives of silicon on the physico-mechanical properties
of low-alloyed white cast iron in electric-arc surfacing with self-shielded flux-cored wire. It is shown that increase of silicon
content up to 2.3% reduces the share of the martensite phase in the deposited metal and increases its microcracking resistance.
|
| first_indexed | 2025-12-01T04:34:36Z |
| format | Article |
| fulltext |
УДК 621.791.92.042
ВЛИЯНИЕ КРЕМНИЯ НА СВОЙСТВА УГЛЕРОДИСТОГО
НИЗКОЛЕГИРОВАННОГО НАПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА
А. П. ЖУДРА, С. Ю. КРИВЧИКОВ, кандидаты техн. наук, В. В. ПЕТРОВ, инж.
(Ин-т электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины)
Приведены результаты экспериментальных исследований влияния небольших добавок кремния на физико-
механические свойства низколегированного углеродистого наплавленного металла при электродуговой наплавке са-
мозащитной порошковой проволокой. Показано, что увеличение содержания кремния до 2,3 % приводит к уменьшению
доли мартенситной фазы в наплавленном металле и тем самым повышает его стойкость против образования микрот-
рещин.
К л ю ч е в ы е с л о в а : дуговая наплавка, порошковая прово-
лока, наплавленный металл, трещиностойкость, легирова-
ние кремнием, микроструктура, микротвердость
Основными способами повышения трещиностой-
кости высокоуглеродистых низколегированных
сплавов при сварке и наплавке является приме-
нение дорогостоящих порошковых проволок, ле-
гированных никелем (до 80 %), использование
предварительного подогрева и некоторых других
приемов металлургического и технологического
характера. Роль сравнительно небольших добавок
(до 2…3 %) таких элементов, как кремний, мар-
ганец, алюминий и титан, чаще оценивают их
участием в процессах раскисления сварочной ван-
ны и нитридообразования, а их влияние на не-
которые физико-механические свойства наплав-
ленного металла, например, трещиностойкость,
изучено недостаточно.
Целью настоящей работы является экспери-
ментальное исследование влияния кремния на
микроструктуру, трещиностойкость и твердость
углеродистого сплава при наплавке самозащитной
порошковой проволокой без использования пред-
варительного подогрева. Для проведения иссле-
дований изготовили порошковые проволоки диа-
метром 1,8 мм, содержание кремния в которых
изменяли дискретно путем изменения количества
ферросилиция в сердечнике. Постоянство хими-
ческого состава и коэффициента заполнения по-
рошковых проволок при увеличении содержания
ферросилиция обеспечивали соответствующим
снижением количества железного порошка. Нап-
лавку одиночных валиков производили на следу-
ющем режиме: Iсв = 170…180 А, Uд = 19…21 В,
vн = 14 м/ч, ток постоянный обратной полярности.
Химический состав исследованных наплавленных
образцов (в третьем слое), мас. %: 2,2…2,4 C;
0,7…0,8 Mn; 0,3…0,4 Al; 0,25…0,30 Ti и 0,58;
1,16; 1,86 и 2,33 Si. Наличие макротрещин в нап-
лавленном металле оценивали визуально или с по-
мощью магнитного дефектоскопа. Изменения
микроструктуры, количество и морфологию мик-
ротрещин изучали с помощью металлографичес-
кого анализа. Для получения сравнимых и дос-
товерных результатов микрошлифы для металлог-
рафических исследований изготавливали из об-
разцов наплавленного металла, вырезанных на од-
ном и том же расстоянии от начала наплавки каж-
дого валика, когда технологический процесс нап-
лавки считался установившимся.
Микроструктура наплавленного металла вклю-
чает продукты распада аустенита (ферритно-пер-
литная смесь), цементитно-ледебуритную эвтек-
тику «сотового» строения и аналогична микрос-
труктуре низколегированного литейного доэвтек-
тического чугуна*. Как показали эксперименты,
Рис. 1. Микроструктура наплавленного металла ( 600) при содер-
жании кремния 0,58 %
© А. П. Жудра, С. Ю. Кривчиков, В. В. Петров, 2006
* Бунин К. П., Малиночка Я. Н., Таран Ю. Н. Основы ме-
таллографии чугуна. — М.: Металлургия, 1969. — 416 с.
8/2006 49
изменение содержания кремния в исследованных
пределах не оказывает влияния на образование
и количество макротрещин в наплавленном ме-
талле. Они наблюдаются во всех наплавках, при-
чем образуются в наплавленных валиках при их
охлаждении в интервале температур 450…250 °С
и сопровождаются значительным звуковым эф-
фектом, что позволяет классифицировать их как
«холодные».
Металлографическими исследованиями уста-
новлено, что кремний оказывает большое влияние
на количество и протяженность микротрещин в
наплавленном металле. Максимальное количество
микротрещин наблюдается в наплавленном образ-
це, содержащем 0,58 % Si. При этом они присут-
ствуют как в наплавленном металле (рис. 1), так
и в зоне сплавления, протяженность микротрещин
также максимальна. С увеличением содержания
кремния количество и протяженность микротре-
щин уменьшается и максимальную трещиностой-
кость имеет наплавленный металл, легирован-
ный кремнием в количестве 2,33 %.
Влияние сравнительно небольших концентра-
ций кремния на образование микротрещин воз-
можно связано с изменением количества, морфо-
логии мартенсита и его твердости. Установлено,
что наибольшее количество крупноигольчатого
мартенсита наблюдается в наплавках, содержащих
0,58 % Si (рис. 2, а). С увеличением концентрации
кремния количество и протяженность игл мартен-
сита уменьшается (рис. 2, б, в). В наплавленном
металле, содержащем 2,33 % Si, мартенситная фа-
за практически отсутствует (рис. 2, г).
Помимо структурных превращений легирова-
ние кремнием сопровождается изменением мик-
ротвердости продуктов распада аустенита Hµ
а (зе-
рен твердого раствора) и карбидной эвтектики
Hµ
к (рис. 3).
Изменение микротвердости структурных сос-
тавляющих наплавленного металла обусловлено
тем, что с увеличением содержания кремния сни-
жается доля перлитного цементита, а в наплавках,
содержащих 1,86 и 2,33 % Si, в зернах перлита
обнаруживаются мелкие (диаметром не более
Рис. 2. Микроструктура наплавленного металла ( 320) при содержании кремния 0,58 (а); 1,16 (б); 1,86 (в); 2,33 (г) %
50 8/2006
1 мкм) включения структурно свободного угле-
рода. В результате значение Hµ
а уменьшается. При-
чину изменения Hµ
к с помощью металлографичес-
кого анализа установить не удалось, но возможно
она вызвана изменением стехиометрического сос-
тава карбидных составляющих наплавленного ме-
талла при изменении содержания кремния.
Наличие максимума на кривой твердости HV
обусловлено изменением количества и твердости
мартенситной фазы в наплавленном металле с раз-
ной концентрацией кремния. В наплавке с минималь-
ным (0,58 %) количеством кремния микротвердость
мартенсита относительно невелика и составляет
5000…5200 МПа. С увеличением концентрации кре-
мния ( наплавка с 1,16 и 1,86 % Si) количество мар-
тенсита снижается, но его микротвердость возрастает
до 7000…7400 МПа. При этом тверость наплавлен-
ного металла достигает максимального значения.
Дальнейшее увеличение содержания кремния при-
водит к снижению как количества, так и микрот-
вердости (до 6200…6400 МПа) мартенсита, что
приводит к уменьшению значения твердости
наплавленного металла.
Given are the results of experimental studies of the influence small additives of silicon on the physico-mechanical properties
of low-alloyed white cast iron in electric-arc surfacing with self-shielded flux-cored wire. It is shown that increase of silicon
content up to 2.3% reduces the share of the martensite phase in the deposited metal and increases its microcracking resistance.
Поступила в редакцию 05.07.2004
Рис. 3. Влияние кремния на твердость наплавленного металла HV (1),
микротвердость зерен твердого раствора Hµ
а (2) и ледебуритно-цемен-
титной эвтектики Hµ
к (3)
ТЕХНОЛОГИЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ СВАРКОЙ
ПОВРЕЖДЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КРУПНОГАБАРИТНЫХ
ЦЕЛЬНОЛИТЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Разработана технология восстановления и техника выполнения ремонтной сварки пов-
режденных элементов крупногабаритных цельнолитых конструкций, изготавливаемых из
среднеуглеродистых сталей (до 0,4 % С). В основе технологии заложено применение стан-
дартных низколегированных сварочных материалов отечественного производства, обес-
печивающих прочность металла шва 450...550 МПа. Технология предусматривает контроль
характера и размеров повреждений конструкции (трещины, выработки и т.д.); удаление
дефектов и разделку кромок под сварку; непосредственно сварку в соответствии с уточнен-
ными рекомендациями применительно к конкретной конструкции; проведение мероприятий,
направленных на исключение образования закалочных структур и снижение уровня оста-
точных сварочных напряжений в сварных соединениях; неразрушающий контроль качества
соединений.
В большинстве случаев проведение ремонта не требует полного демонтажа и последу-
ющего монтажа восстанавливаемого объекта. Опыт показывает, что стоимость ремонтных
работ составляет 10...30 % себестоимости изделия, сроки работ – от 10 до 40 суток.
Разработанные технические решения по ремонту крупногабаритных цельнолитых конст-
рукций, изготавливаемых из сталей 35Л и 25Л, использованы при восстановлении станины
и поперечины пресса усилием 10000 тс (срок работы оборудования 25 лет), подвижной щеки
камнедробилки (срок эксплуатации 10 лет), станин конусных дробилок ККД, КСД и КМД
(срок от 10 до 20 лет). После ремонта восстановленное оборудование работает в проектных
режимах. Восстановительные работы были проведены на металлургических и горнодобы-
вающих предприятиях Украины и Российской Федерации.
Контакты: 03680, Украина, Киев-150, ул. Боженко, 11
Институт электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины, отд. № 39
Тел./факс: (38044) 227 43 66
8/2006 51
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-102769 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0005-111X |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-01T04:34:36Z |
| publishDate | 2006 |
| publisher | Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Жудра, А.П. Кривчиков, С.Ю. Петров, В.В. 2016-06-12T14:19:28Z 2016-06-12T14:19:28Z 2006 Влияние кремния на свойства углеродистого низколегированного наплавленного металла / А.П. Жудра, С.Ю. Кривчиков, В.В. Петров // Автоматическая сварка. — 2006. — № 8 (640). — С. 49-51. — рос. 0005-111X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/102769 621.791.92.042 Приведены результаты экспериментальных исследований влияния небольших добавок кремния на физико- механические свойства низколегированного углеродистого наплавленного металла при электродуговой наплавке самозащитной порошковой проволокой. Показано, что увеличение содержания кремния до 2,3 % приводит к уменьшению доли мартенситной фазы в наплавленном металле и тем самым повышает его стойкость против образования микротрещин. Given are the results of experimental studies of the influence small additives of silicon on the physico-mechanical properties of low-alloyed white cast iron in electric-arc surfacing with self-shielded flux-cored wire. It is shown that increase of silicon content up to 2.3% reduces the share of the martensite phase in the deposited metal and increases its microcracking resistance. ru Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України Автоматическая сварка Производственный раздел Влияние кремния на свойства углеродистого низколегированного наплавленного металла Effect of silicon on properties of carbon low-alloy deposited metal Article published earlier |
| spellingShingle | Влияние кремния на свойства углеродистого низколегированного наплавленного металла Жудра, А.П. Кривчиков, С.Ю. Петров, В.В. Производственный раздел |
| title | Влияние кремния на свойства углеродистого низколегированного наплавленного металла |
| title_alt | Effect of silicon on properties of carbon low-alloy deposited metal |
| title_full | Влияние кремния на свойства углеродистого низколегированного наплавленного металла |
| title_fullStr | Влияние кремния на свойства углеродистого низколегированного наплавленного металла |
| title_full_unstemmed | Влияние кремния на свойства углеродистого низколегированного наплавленного металла |
| title_short | Влияние кремния на свойства углеродистого низколегированного наплавленного металла |
| title_sort | влияние кремния на свойства углеродистого низколегированного наплавленного металла |
| topic | Производственный раздел |
| topic_facet | Производственный раздел |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/102769 |
| work_keys_str_mv | AT žudraap vliâniekremniânasvoistvauglerodistogonizkolegirovannogonaplavlennogometalla AT krivčikovsû vliâniekremniânasvoistvauglerodistogonizkolegirovannogonaplavlennogometalla AT petrovvv vliâniekremniânasvoistvauglerodistogonizkolegirovannogonaplavlennogometalla AT žudraap effectofsilicononpropertiesofcarbonlowalloydepositedmetal AT krivčikovsû effectofsilicononpropertiesofcarbonlowalloydepositedmetal AT petrovvv effectofsilicononpropertiesofcarbonlowalloydepositedmetal |