Влияние магнитно-импульсной обработки присадочных материалов на структуру наплавленного металла
Исследовано влияние магнитно-импульсной обработки на структуру присадочного наплавочного материала – дроби из высокохромистого чугуна. Установлено влияние магнитно-импульсной обработки на измельчение структуры металла дроби, на количественный состав фаз и параметры их кристаллической решетки. Получа...
Saved in:
| Published in: | Автоматическая сварка |
|---|---|
| Date: | 2015 |
| Main Authors: | , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2015
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/113062 |
| 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 магнитно-импульсной обработки присадочных материалов на структуру наплавленного металла / Ю.М. Кусков, Г.Н. Гордань, Л.Т. Еремеева, И.Л. Богайчук, Т.В. Кайда // Автоматическая сварка. — 2015. — № 5-6 (742). — С. 128-130. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-113062 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Кусков, Ю.М. Гордань, Г.Н. Еремеева, Л.Т. Богайчук, И.Л. Кайда, Т.В. 2017-01-31T18:43:34Z 2017-01-31T18:43:34Z 2015 Влияние магнитно-импульсной обработки присадочных материалов на структуру наплавленного металла / Ю.М. Кусков, Г.Н. Гордань, Л.Т. Еремеева, И.Л. Богайчук, Т.В. Кайда // Автоматическая сварка. — 2015. — № 5-6 (742). — С. 128-130. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 0005-111X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/113062 621.791.927.93 Исследовано влияние магнитно-импульсной обработки на структуру присадочного наплавочного материала – дроби из высокохромистого чугуна. Установлено влияние магнитно-импульсной обработки на измельчение структуры металла дроби, на количественный состав фаз и параметры их кристаллической решетки. Получаемые в результате магнитно-импульсной обработки новые свойства дроби не передаются наплавленному металлу. Effect of magnetic-pulsed treatment on structure of surfacing filler material, i.e. shot from high-chromium cast iron, was investigated. Effect of magnetic-pulsed treatment on refining of structure of shot metal, quantitative composition of phases and parameters of their crystal lattice was determined. New properties of the shot received as a result of magnetic-pulsed treatment are not inherited by deposited metal. ru Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України Автоматическая сварка Наплавочные материалы. Наплавленный металл. Состав, структура, свойства Влияние магнитно-импульсной обработки присадочных материалов на структуру наплавленного металла Effect of magnetic-pulsed treatment of filler materials on deposited metal structure Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Влияние магнитно-импульсной обработки присадочных материалов на структуру наплавленного металла |
| spellingShingle |
Влияние магнитно-импульсной обработки присадочных материалов на структуру наплавленного металла Кусков, Ю.М. Гордань, Г.Н. Еремеева, Л.Т. Богайчук, И.Л. Кайда, Т.В. Наплавочные материалы. Наплавленный металл. Состав, структура, свойства |
| title_short |
Влияние магнитно-импульсной обработки присадочных материалов на структуру наплавленного металла |
| title_full |
Влияние магнитно-импульсной обработки присадочных материалов на структуру наплавленного металла |
| title_fullStr |
Влияние магнитно-импульсной обработки присадочных материалов на структуру наплавленного металла |
| title_full_unstemmed |
Влияние магнитно-импульсной обработки присадочных материалов на структуру наплавленного металла |
| title_sort |
влияние магнитно-импульсной обработки присадочных материалов на структуру наплавленного металла |
| author |
Кусков, Ю.М. Гордань, Г.Н. Еремеева, Л.Т. Богайчук, И.Л. Кайда, Т.В. |
| author_facet |
Кусков, Ю.М. Гордань, Г.Н. Еремеева, Л.Т. Богайчук, И.Л. Кайда, Т.В. |
| topic |
Наплавочные материалы. Наплавленный металл. Состав, структура, свойства |
| topic_facet |
Наплавочные материалы. Наплавленный металл. Состав, структура, свойства |
| publishDate |
2015 |
| language |
Russian |
| container_title |
Автоматическая сварка |
| publisher |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Effect of magnetic-pulsed treatment of filler materials on deposited metal structure |
| description |
Исследовано влияние магнитно-импульсной обработки на структуру присадочного наплавочного материала – дроби из высокохромистого чугуна. Установлено влияние магнитно-импульсной обработки на измельчение структуры металла дроби, на количественный состав фаз и параметры их кристаллической решетки. Получаемые в результате магнитно-импульсной обработки новые свойства дроби не передаются наплавленному металлу.
Effect of magnetic-pulsed treatment on structure of surfacing filler material, i.e. shot from high-chromium cast iron, was investigated. Effect of magnetic-pulsed treatment on refining of structure of shot metal, quantitative composition of phases and parameters of their crystal lattice was determined. New properties of the shot received as a result of magnetic-pulsed treatment are not inherited by deposited metal.
|
| issn |
0005-111X |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/113062 |
| citation_txt |
Влияние магнитно-импульсной обработки присадочных материалов на структуру наплавленного металла / Ю.М. Кусков, Г.Н. Гордань, Л.Т. Еремеева, И.Л. Богайчук, Т.В. Кайда // Автоматическая сварка. — 2015. — № 5-6 (742). — С. 128-130. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT kuskovûm vliâniemagnitnoimpulʹsnoiobrabotkiprisadočnyhmaterialovnastrukturunaplavlennogometalla AT gordanʹgn vliâniemagnitnoimpulʹsnoiobrabotkiprisadočnyhmaterialovnastrukturunaplavlennogometalla AT eremeevalt vliâniemagnitnoimpulʹsnoiobrabotkiprisadočnyhmaterialovnastrukturunaplavlennogometalla AT bogaičukil vliâniemagnitnoimpulʹsnoiobrabotkiprisadočnyhmaterialovnastrukturunaplavlennogometalla AT kaidatv vliâniemagnitnoimpulʹsnoiobrabotkiprisadočnyhmaterialovnastrukturunaplavlennogometalla AT kuskovûm effectofmagneticpulsedtreatmentoffillermaterialsondepositedmetalstructure AT gordanʹgn effectofmagneticpulsedtreatmentoffillermaterialsondepositedmetalstructure AT eremeevalt effectofmagneticpulsedtreatmentoffillermaterialsondepositedmetalstructure AT bogaičukil effectofmagneticpulsedtreatmentoffillermaterialsondepositedmetalstructure AT kaidatv effectofmagneticpulsedtreatmentoffillermaterialsondepositedmetalstructure |
| first_indexed |
2025-11-26T16:27:33Z |
| last_indexed |
2025-11-26T16:27:33Z |
| _version_ |
1850628067663282176 |
| fulltext |
128 5-6/2015
Международная конференция «Наплавка»
УДК 621.791.927.93
ВЛИяНИЕ МАГНИТНО-ИМПУЛьСНОй ОБрАБОТКИ
ПрИСАДОЧНых МАТЕрИАЛОВ
НА СТрУКТУрУ НАПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА
Ю.М. КУСКОВ, Г.Н. ГОРДАНЬ, Л.Т. ЕРЕМЕЕВА, И.Л. БОГАЙЧУК, Т.В. КАЙДА
ИЭС им. Е.О. Патона НАНУ. 03680, г. Киев-150, ул. Боженко, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
Исследовано влияние магнитно-импульсной обработки на структуру присадочного наплавочного материала – дроби из
высокохромистого чугуна. Установлено влияние магнитно-импульсной обработки на измельчение структуры металла
дроби, на количественный состав фаз и параметры их кристаллической решетки. Получаемые в результате магнит-
но-импульсной обработки новые свойства дроби не передаются наплавленному металлу. Библиогр. 5, табл. 2, рис. 3.
К л ю ч е в ы е с л о в а : электрошлаковая наплавка, токоподводящий кристаллизатор, дробь, наплавленный металл,
магнитно-импульсная обработка
В ИЭС им. Е.О. Патона разработан способ элек-
трошлаковой наплавки и переплава в токоподводя-
щем кристаллизаторе [1]. При этом способе мож-
но применять компактные (электроды большого
сечения — стержни, прутки, пластины; проволо-
ки, ленты и т.п.), дискретные (дробь, порошки,
стружка и т.п.) и жидкие наплавочные материалы.
Перспективным, как показала практика и тео-
ретические исследования, следует считать приме-
нение в электрошлаковом процессе дискретной
присадки. Наиболее распространенным дискрет-
ным присадочным материалом, нашедшим про-
мышленное применение при наплавке, является
дробь [2]. Ее можно получать по различным тех-
нологическим схемам [3]. Главным условием воз-
можности ее применения в качестве наплавочной
присадки является оптимальные размер и фор-
ма гранул, их низкая газонасыщенность, высокая
плотность металла.
При электрошлаковом процессе в результа-
те плавления наплавочного материала форми-
руется жидкая металлическая ванна, которая по
своему объему относительно более соизмери-
ма с объемом ванны, имеющей место при литье,
чем, например, по сравнению со сварочной ван-
ной, образующейся при дуговой сварке плавле-
нием. Поэтому многие положения, относящиеся к
поведению жидкого металла при литье, можно с
достаточной степенью приближения отнести и к
электрошлаковому металлу.
Это, в частности, относится к установленно-
му в литейной практике факту влияния свойств
шихтовых материалов на свойства жидкого метал-
ла и, в конечном итоге, на качество получаемых
отливок. Эта взаимозависимость получила на-
звание «наследственность», и в настоящее время
данное научное направление активно развивается
школой В.И. Никитина и его коллег [4]. Главной
особенностью структурной наследственности ав-
торы этого направления считают следующую за-
кономерность: «целенаправленно воздействуя на
структуру шихтовых металлов, можно, пройдя
жидкое состояние, уловить отклик (след) струк-
турной или иной информации на различных стадиях
получения отливок».
Закладка такой информации в шихтовые мате-
риалы может осуществляться разными способами.
Одним из таких способов, по классификации В.И.
Никитина, является твердофазная обработка, позво-
ляющая получать неравновесные структуры, насы-
щенные дислокациями, с тонкой мозаичной струк-
турой. К ней относятся термообработка, обработка
давлением, электролитическая обработка, физиче-
ские обработки — магнитная, ультразвуковая, лазер-
ная и др.
В настоящей работе выполнены исследования
по оценке влияния специальной обработки дис-
кретного наплавочного материала — дроби на
структурные изменения как самих гранул, так и
наплавленного металла, полученного при их рас-
плавлении в шлаковой ванне.
В качестве способа воздействия на дискретную
присадку была выбрана магнитно-импульсная об-
работка (МИО).
Такой выбор обработки был обусловлен тем,
что исследования [5], проведенные в МГТУ им.
Н.Э. Баумана и МГГУ (Московский государствен-
ный горный университет), показали значительное
повышение эффективности некоторых традицион-
ных методов упрочнения и защиты поверхностей
деталей машин при дополнительном применении
МИО.
© Ю.М. Кусков, Г.Н. Гордань, Л.Т. Еремеева, И.Л. Богайчук, Т.В. Кайда
1295-6/2015
Наплавочные материалы
Сравнительная оценка традиционных методов
упрочнения деталей машин при применении МИО, %
Оксидирование ......................................................................130
Фосфатирование ....................................................................120
хромирование .......................................................................140
Борирование ..........................................................................126
Плазменное напыление ........................................................167
Диффузионное хромирование..............................................142
Обработка взрывом ...............................................................166
Прокатывание ........................................................................156
Наклеп ....................................................................................120
Закалка изотермическая .......................................................136
Закалка ступенчатая ..............................................................128
Закалка с обработкой холодом при –270 ºС ........................150
Термомеханическая обработка ............................................170
Для наплавки в токоподводящем кристаллиза-
торе диаметром 180 мм применяли дробь из высо-
кохромистого чугуна (25…28 % Cr), полученную
распылением жидкой струи металла воздухом [3].
Фракционный состав дроби — 0,8…2,5 мм. На-
плавки выполняли с использованием двух партий
дроби: одна — необработанная, вторая была под-
вергнута МИО по технологии МГГУ*. Технологи-
ческие параметры наплавки в обоих случаях были
одинаковы.
Дробинки обеих партий, а также наплавлен-
ный металл, полученный при их использовании,
исследовали с помощью оптической металлогра-
фии, рентгеноспектрального и рентгеноструктур-
ного анализов.
Приборное обеспечение было следующим:
рентгеноспектральный анализ — Camebax SX
— 50; рентгеноструктурный анализ — Дрон Ум-
1; оптическая металлография — микроскопы
«Neophot-32» и «Versamet»; твердомер Н-400 фир-
мы «Leco».
Результаты металлографических исследо-
ваний металла дроби. При металлографическом
исследовании и МрСА установлено, что струк-
тура дробинок, как обработанных МИО, так и
необработанных, дендритная. Дендриты сфор-
мированы зернами аустенита, а в междендрит-
ном пространстве расположена мартенситная
составляющая структуры. Обработка МИО при-
водит к измельчению структуры металла дроби в
среднем до 50 % (рис. 1). Это следует как из ви-
зуальной оценки, так и измерения дендритного
параметра (расстояние между осями второго по-
рядка соответственно 7,59 и 4,0 мкм), выполнен-
ного линейным методом при помощи микроскопа
«Versamet». Наблюдается некоторое отличие в по-
казателях микротвердости необработанного и об-
работанного металла — HV0,1 5500 и 5960 МПа
соответственно. распределение легирующих эле-
ментов по сечению дробинок и их химический
состав металла до и после обработки практически
остаются неизменными.
* МИО выполнена под руководством канд. техн. наук
В.Г. Ивахника.
Т а б л и ц а 1 . Фазовый состав и параметры кристалли-
ческих решеток металла дробинок в исходном состоянии
и после МИО
Фаза
Без МИО После МИО
мас. % параметр, Å мас. % параметр, Å
Аустенит 69,74 а:3,6253 53,49 а:3,6126
Мартенсит 29,31 а:2,8976
с:2,9092 45,51 а:2,8967
с:2,9043
рис. 1. Микроструктура (×400) металла дроби: а — исходной; б — подвергнутой МИО
рис. 2. Микроструктура (×200) наплавленного высокохроми-
стого чугуна
130 5-6/2015
Международная конференция «Наплавка»
рентгеноструктурный анализ позволил устано-
вить количественный состав фаз металла напла-
вочной присадки до и после ее обработки МИО, а
также рассчитать параметры их кристаллических
решеток. Согласно полученным результатам МИО
приводит к изменению этих показателей (табл. 1).
Результаты исследований наплавленного
металла. Микроструктура металла, наплавленно-
го обоими типами дроби, представляет собой ау-
стенитную матрицу с расположенными в ней, как
в продольном, так и поперечном направлениях,
карбидами (Cr Fe)7C3, а также хромисто-карбид-
ную эвтектику (рис. 2).
распределение легирующих элементов (рис. 3)
и фазовый состав (табл. 2) металла, наплавленно-
го дробью, в исходном состоянии и после МИО
практически не меняются.
Таким образом, магнитно-импульсная обработ-
ка дискретной наплавочной присадки в виде дро-
би, хотя изменяет ее свойства в лучшую сторону,
но эти изменения не сохраняются в наплавленном
металле.
По-видимому, после прохождения металла
дроби через температуру точки Кюри и дальней-
шем его расплавлении, все положительные изме-
нения, определяемые магнитным воздействием
на металл присадки, исчезают. Следует отметить,
что ранее в работе [4] магнитная обработка ших-
ты представлена как гипотетически возможная,
без подтверждения положительного влияния это-
го способа воздействия на шихту при отливке
реальных изделий. Полученные результаты ис-
следований позволяют рекомендовать МИО для
наплавленного металла. целесообразность такого
технологического решения подтверждается и ис-
следованиями, выполненными в работе [5].
Выводы
1. Установлено, что МИО позволяет существенно
изменять свойства наплавочной дискретной при-
садки, но эти изменения не сохраняются в наплав-
ленном металле.
2. Представляет интерес исследовать иные
способы (не магнитные) воздействия на присад-
ку с целью улучшения качества наплавленного
металла.
3. Полученные результаты исследований по-
зволяют рекомендовать МИО для наплавленного
металла. целесообразность такого технологиче-
ского решения подтверждается и исследованиями,
выполненными в работе [5].
1. Kuskov Yu.M. A new approach to electroslag welding //
Welding J. – 2003. – № 4. – р. 42–45.
2. Ксендзык Г.В., Кусков Ю.М. Чугунная дробь – новый вид
присадочного материала для электрошлаковой наплав-
ки // Теоретические и технологические основы наплав-
ки. Наплавочные материалы; под. ред. И.И. Фрумина. –
Киев: ИЭС им. Е.О. Патона. – 1978. – С. 80–84.
3. Затуловский С.С., Мудрук Л.А. Получение и применение
металлической дроби. – М.: Металлургия, 1988. – 183 с.
4. Никитин В.И., Никитин К.В. Наследственность в литых
сплавах. Изд. 2-е. – М.: Машиностроение, 2005. – № 1.
– 476 с.
5. Кантович Л.И., Малыгин Б.В., Первов К.М. Повышение
ресурса инструмента и деталей горных машин методом
магнитной обработки // Горное оборудование и электро-
механика. – 2007. – № 1. – С. 13–16.
Поступила в редакцию 20.03.2015
Т а б л и ц а 2 . Фазовый состав металла, наплавленного
дробью, обработанной и необработанной МИО
Фаза
Без МИО После МИО
мас. % мас. %
γ-Fe 65,63 66,54
α-Fe 20,97 22,8
Карбид (CrFe)7C3 13,4 10,65
рис. 3. распределение Cr и C в металле, наплавленном дро-
бью: а — в исходном состоянии; б — подвергнутом МИО
■ ИЗНОСОСТОЙКИЙ ЛИСТ
В ИЭС разработаны технологический процесс и оборудование для наплавки листов толщиной
от 5 до 30 мм и с толщиной наплавленного слоя от 3 до 17 мм. Для этих целей создана специали-
зированная наплавочная установка АД-380. Она состоит из тележки с двумя наплавочными голов-
ками, перемещающейся по направляющей, и двух столов для крепления стального листа размером
3000×1500 мм.
|