Вплив фазового складу наплавлених шарів штоків гідроциліндрів на їх локальну корозію
Встановлено вплив фазового складу наплавлених із порошкових дротів штоків гідроциліндрів на їх локальну корозію. Вивчено корозійну тривкість наплавлених шарів у 3%-му розчині NaCl за кімнатної температури, а також вплив їх фазового складу на характер корозійних пошкод. Виявлено, що наплавленим шарам...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Фізико-хімічна механіка матеріалів |
|---|---|
| Datum: | 2014 |
| Hauptverfasser: | , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України
2014
|
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/135876 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Вплив фазового складу наплавлених шарів штоків гідроциліндрів на їх локальну корозію / А.А. Голякевич, Л.М. Орлов, Г.В. Похмурська, М.М. Студент, Н.Р. Червінська, О.В. Хилько // Фізико-хімічна механіка матеріалів. — 2014. — Т. 50, № 5. — С. 104-110. — Бібліогр.: 6 назв. — укp. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-135876 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Голякевич, А.А. Орлов, Л.М. Похмурська, Г.В. Студент, М.М. Червінська, Н.Р. Хилько, О.В. 2018-06-15T15:59:50Z 2018-06-15T15:59:50Z 2014 Вплив фазового складу наплавлених шарів штоків гідроциліндрів на їх локальну корозію / А.А. Голякевич, Л.М. Орлов, Г.В. Похмурська, М.М. Студент, Н.Р. Червінська, О.В. Хилько // Фізико-хімічна механіка матеріалів. — 2014. — Т. 50, № 5. — С. 104-110. — Бібліогр.: 6 назв. — укp. 0430-6252 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/135876 Встановлено вплив фазового складу наплавлених із порошкових дротів штоків гідроциліндрів на їх локальну корозію. Вивчено корозійну тривкість наплавлених шарів у 3%-му розчині NaCl за кімнатної температури, а також вплив їх фазового складу на характер корозійних пошкод. Виявлено, що наплавленим шарам із порошкових дротів із вмістом хрому 14…20 mass.% властива сильна локальна стрічкова корозія, інтенсивність якої залежить від фазового складу шару. Зафіксовано, що зі збільшенням у структурі шару фериту підвищується корозійна тривкість аустенітної матриці. Установлено влияние фазового состава наплавленных из порошковых проволок штоков гидроцилиндров на их локальную коррозию. Изучено коррозионную стойкость наплавленных слоев в 3%-ом растворе NaCl при комнатной температуре, а также влияние фазового состава слоев на характер коррозионных повреждений. Выявлено, что слоям из порошковых проволок с содержанием 14...20 mass.% хрома свойственна сильная локальная ленточная коррозия, интенсивность которой зависит от фазового состава слоя. Зафиксировано, что с увеличением в структуре наплавленного слоя феррита повышается коррозионная стойкость аустенитной матрицы. Corrosion resistance of the deposited layers obtained by fusing automatic flux of cored wire in 3% NaCl aqueous solution is investigated. To select the optimal composition of the cored wire for deposition of the rods of hydraulic cylinders for mining equipment the cored wires with a chromium content of 14...20 mass.% and with addition of nickel, molybdenum, vanadium, niobium, manganese and silicon are used. It is shown that localized corrosion is typical for deposited layers and corrosion damages are arranged with typically line-like orientation. It is also shown that with the increase of the deposited layer of ferrite in structure the corrosion resistance of austenite matrix increases. uk Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України Фізико-хімічна механіка матеріалів Вплив фазового складу наплавлених шарів штоків гідроциліндрів на їх локальну корозію Влияние фазового состава наплавленных слоев штоков гидроцилиндров на их локальную коррозию The influence of phase composition of deposited layers of hydrocylinder rods on their local corrosion Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Вплив фазового складу наплавлених шарів штоків гідроциліндрів на їх локальну корозію |
| spellingShingle |
Вплив фазового складу наплавлених шарів штоків гідроциліндрів на їх локальну корозію Голякевич, А.А. Орлов, Л.М. Похмурська, Г.В. Студент, М.М. Червінська, Н.Р. Хилько, О.В. |
| title_short |
Вплив фазового складу наплавлених шарів штоків гідроциліндрів на їх локальну корозію |
| title_full |
Вплив фазового складу наплавлених шарів штоків гідроциліндрів на їх локальну корозію |
| title_fullStr |
Вплив фазового складу наплавлених шарів штоків гідроциліндрів на їх локальну корозію |
| title_full_unstemmed |
Вплив фазового складу наплавлених шарів штоків гідроциліндрів на їх локальну корозію |
| title_sort |
вплив фазового складу наплавлених шарів штоків гідроциліндрів на їх локальну корозію |
| author |
Голякевич, А.А. Орлов, Л.М. Похмурська, Г.В. Студент, М.М. Червінська, Н.Р. Хилько, О.В. |
| author_facet |
Голякевич, А.А. Орлов, Л.М. Похмурська, Г.В. Студент, М.М. Червінська, Н.Р. Хилько, О.В. |
| publishDate |
2014 |
| language |
Ukrainian |
| container_title |
Фізико-хімічна механіка матеріалів |
| publisher |
Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Влияние фазового состава наплавленных слоев штоков гидроцилиндров на их локальную коррозию The influence of phase composition of deposited layers of hydrocylinder rods on their local corrosion |
| description |
Встановлено вплив фазового складу наплавлених із порошкових дротів штоків гідроциліндрів на їх локальну корозію. Вивчено корозійну тривкість наплавлених шарів у 3%-му розчині NaCl за кімнатної температури, а також вплив їх фазового складу на характер корозійних пошкод. Виявлено, що наплавленим шарам із порошкових дротів із вмістом хрому 14…20 mass.% властива сильна локальна стрічкова корозія, інтенсивність якої залежить від фазового складу шару. Зафіксовано, що зі збільшенням у структурі шару фериту підвищується корозійна тривкість аустенітної матриці.
Установлено влияние фазового состава наплавленных из порошковых проволок штоков гидроцилиндров на их локальную коррозию. Изучено коррозионную стойкость наплавленных слоев в 3%-ом растворе NaCl при комнатной температуре, а также влияние фазового состава слоев на характер коррозионных повреждений. Выявлено, что слоям из порошковых проволок с содержанием 14...20 mass.% хрома свойственна сильная локальная ленточная коррозия, интенсивность которой зависит от фазового состава слоя. Зафиксировано, что с увеличением в структуре наплавленного слоя феррита повышается коррозионная стойкость аустенитной матрицы.
Corrosion resistance of the deposited layers obtained by fusing automatic flux of cored wire in 3% NaCl aqueous solution is investigated. To select the optimal composition of the cored wire for deposition of the rods of hydraulic cylinders for mining equipment the cored wires with a chromium content of 14...20 mass.% and with addition of nickel, molybdenum, vanadium, niobium, manganese and silicon are used. It is shown that localized corrosion is typical for deposited layers and corrosion damages are arranged with typically line-like orientation. It is also shown that with the increase of the deposited layer of ferrite in structure the corrosion resistance of austenite matrix increases.
|
| issn |
0430-6252 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/135876 |
| citation_txt |
Вплив фазового складу наплавлених шарів штоків гідроциліндрів на їх локальну корозію / А.А. Голякевич, Л.М. Орлов, Г.В. Похмурська, М.М. Студент, Н.Р. Червінська, О.В. Хилько // Фізико-хімічна механіка матеріалів. — 2014. — Т. 50, № 5. — С. 104-110. — Бібліогр.: 6 назв. — укp. |
| work_keys_str_mv |
AT golâkevičaa vplivfazovogoskladunaplavlenihšarívštokívgídrocilíndrívnaíhlokalʹnukorozíû AT orlovlm vplivfazovogoskladunaplavlenihšarívštokívgídrocilíndrívnaíhlokalʹnukorozíû AT pohmursʹkagv vplivfazovogoskladunaplavlenihšarívštokívgídrocilíndrívnaíhlokalʹnukorozíû AT studentmm vplivfazovogoskladunaplavlenihšarívštokívgídrocilíndrívnaíhlokalʹnukorozíû AT červínsʹkanr vplivfazovogoskladunaplavlenihšarívštokívgídrocilíndrívnaíhlokalʹnukorozíû AT hilʹkoov vplivfazovogoskladunaplavlenihšarívštokívgídrocilíndrívnaíhlokalʹnukorozíû AT golâkevičaa vliâniefazovogosostavanaplavlennyhsloevštokovgidrocilindrovnaihlokalʹnuûkorroziû AT orlovlm vliâniefazovogosostavanaplavlennyhsloevštokovgidrocilindrovnaihlokalʹnuûkorroziû AT pohmursʹkagv vliâniefazovogosostavanaplavlennyhsloevštokovgidrocilindrovnaihlokalʹnuûkorroziû AT studentmm vliâniefazovogosostavanaplavlennyhsloevštokovgidrocilindrovnaihlokalʹnuûkorroziû AT červínsʹkanr vliâniefazovogosostavanaplavlennyhsloevštokovgidrocilindrovnaihlokalʹnuûkorroziû AT hilʹkoov vliâniefazovogosostavanaplavlennyhsloevštokovgidrocilindrovnaihlokalʹnuûkorroziû AT golâkevičaa theinfluenceofphasecompositionofdepositedlayersofhydrocylinderrodsontheirlocalcorrosion AT orlovlm theinfluenceofphasecompositionofdepositedlayersofhydrocylinderrodsontheirlocalcorrosion AT pohmursʹkagv theinfluenceofphasecompositionofdepositedlayersofhydrocylinderrodsontheirlocalcorrosion AT studentmm theinfluenceofphasecompositionofdepositedlayersofhydrocylinderrodsontheirlocalcorrosion AT červínsʹkanr theinfluenceofphasecompositionofdepositedlayersofhydrocylinderrodsontheirlocalcorrosion AT hilʹkoov theinfluenceofphasecompositionofdepositedlayersofhydrocylinderrodsontheirlocalcorrosion |
| first_indexed |
2025-11-26T01:39:35Z |
| last_indexed |
2025-11-26T01:39:35Z |
| _version_ |
1850603329012367360 |
| fulltext |
104
Ô³çèêî-õ³ì³÷íà ìåõàí³êà ìàòåð³àë³â. – 2014. – ¹ 5. – Physicochemical Mechanics of Materials
ВПЛИВ ФАЗОВОГО СКЛАДУ НАПЛАВЛЕНИХ ШАРІВ ШТОКІВ
ГІДРОЦИЛІНДРІВ НА ЇХ ЛОКАЛЬНУ КОРОЗІЮ
А. А. ГОЛЯКЕВИЧ 1, Л. М. ОРЛОВ 1, Г. В. ПОХМУРСЬКА 2,
М. М. CТУДЕНТ 3, Н. Р.ЧЕРВІНСЬКА 3, О. В. ХИЛЬКО 1
1 ТзОВ “ТМ ВЕЛТЕК”, Київ;
2 НУ “Львівська політехніка”;
3 Фізико-механічний інститут ім. Г. В. Карпенка НАН України, Львів
Встановлено вплив фазового складу наплавлених із порошкових дротів штоків гід-
роциліндрів на їх локальну корозію. Вивчено корозійну тривкість наплавлених ша-
рів у 3%-му розчині NaCl за кімнатної температури, а також вплив їх фазового скла-
ду на характер корозійних пошкод. Виявлено, що наплавленим шарам із порошко-
вих дротів із вмістом хрому 14…20 mass.% властива сильна локальна стрічкова ко-
розія, інтенсивність якої залежить від фазового складу шару. Зафіксовано, що зі
збільшенням у структурі шару фериту підвищується корозійна тривкість аустенітної
матриці.
Ключові слова: наплавлені шари, корозійна тривкість, локальна корозія, струми
корозії, фазовий склад.
Аналіз виходу із ладу елементів гідроприводу промислової техніки свідчить,
що на частку гідроциліндрів припадає до 28% від загальної кількості відмов тех-
ніки. Найінтенсивніше із деталей гідроциліндра зношується шток, що спричиняє
31% відмов у його роботі [1]. Робочу поверхню штоків гідроциліндрів захища-
ють від корозії та абразивного зношування переважно шляхом нанесення на неї
шару твердого гальванічного хрому. Сьогодні в індустріально розвинутих краї-
нах прийняті директиви, направлені на зменшення допустимих рівнів концентра-
ції шестивалентного хрому та поступову заборону гальванічного хромування. То-
му йде пошук альтернативних технологій для заміни цього екологічно небезпеч-
ного процесу [2–4]. Наплавлення захисного шару порошковими дротами (ПД) під
шаром флюсу (рис. 1а) дешевше [5], ніж нанесення гальванічного хрому, та за-
безпечує кращі санітарно-екологічні умови праці проти методу нанесення шарів
у середовищі захисних газів. Але наплавленим шарам із ПД з вмістом хрому
більше 13 mass.% властива локальна корозія в нейтральних середовищах, що не
дає можливості широко впроваджувати цей процес у виробництво. Мета праці –
встановити причини виникнення локальної корозії та запропонувати склад ПД
для наплавлення корозійнотривких шарів з мінімальною схильністю до локальної
корозії.
Матеріали та методи досліджень. Зносотривкі шари товщиною 4 mm на-
плавляли ПД серії ВЕЛТЕК-Н425 діаметром 2,0 mm різного хімічного складу
(табл. 1) валками шириною 3 mm на товстостінну циліндричну трубу діаметром
80 mm зі сталі 30ХГСА у два проходи під шаром флюсу АН-26 з коефіцієнтом
перекриття 30%, щоб забезпечити подібні до виробничих умови наплавлення
(рис. 1b, c). Наплавляли за таких режимів: напруга 28 V, струм 200 А, швидкість
наплавлення 46...50 mm/h. Після наплавлення двох шарів поверхню шліфували.
Контактна особа: Г. В. ПОХМУРСЬКА, e-mail: pokhmurska@lp.edu.ua
105
Корозійні процеси досліджували у 3%-му водному розчині NaCl у потенціо-
динамічному режимі, використовуючи потенціостати ПИ-50-1 та ІPC-Pro [6]. Для
останнього застосовували програму ІPC 2000, яка обслуговує апаратний комп-
лекс “Потенціостат ІPC-Pro + ПК ІВМ РС”. Електродні потенціали зразків вимі-
рювали відносно насиченого хлоридсрібного електрода порівняння, допоміжним
служила платинова сітка. Швидкість розгортки потенціалу 2 mV/s. Густину стру-
мів корозії визначали графоаналітичним методом, екстраполюючи лінійні ділян-
ки поляризаційних кривих на потенціал корозії. До досліджуваних поверхонь
зразків приклеювали комірки, які заповнювали корозивним середовищем. Мета-
лографічний аналіз здійснювали за стандартними методиками з допомогою оп-
тичного мікроскопа МЕТАМ-РВ (Ломо) та сканівного електронного EVO-40XVP
(Zeiss) зі системою рентгеноспектрального мікроаналізу INCA Energy 350.
Рис. 1. Шахтне кріплення МКЮ 4У-22/42 після ремонту з наплавленими штоками
гідроциліндрів: а – процес наплавлення; b – наплавлені штоки; c, d – фрагмент
поверхні штока з наплавленим шаром у два проходи та його мікроструктура.
Fig. 1. Mine fastening МКЮ 4У-22/42 after repair with deposited rods of hydraulic cylinders:
а – the process of deposition; b – deposited rods of hydraulic cylinders; c, d – piece
of the rod cylinder surface of the deposited layer in two steps and it microstructure.
Експериментальні результати та їх обговорення. Структура наплавлених
шарів. Наплавляли протикорозійний шар у два проходи, оскільки після першого
проходу у наплавленому матеріалі інтенсивно розчиняється метал основи, внас-
лідок чого у ньому бракує достатньої кількості хрому, щоб забезпечити високі
протикорозійні характеристики шару. Після наплавлення другого шару вміст ле-
гувальних елементів приблизно такий самий, як у ПД. Верхній шар має типову
дендритну структуру литого матеріалу (рис. 2а).
Наплавлені шари містять велику кількість неметалевих включень, які спект-
ральний аналіз ідентифікує як оксиди на основі заліза, марганцю, кремнію та хро-
му (рис. 2b). При цьому частина хрому із твердого розчину переходить в оксидні
включення. Цей процес негативний, так як матрична фаза збіднюється хромом.
Твердість шарів знаходиться в діапазоні 27…59 НRС (табл. 1).
Корозійна тривкість наплавлених шарів у 3%-му розчині NaCl за кім-
натної температури. Досліджували шари із різним вмістом хрому, вуглецю та
106
нікелю, щоб визначити вплив їх хімічного та фазового складу на корозійну трив-
кість. Таке легування мало б забезпечити високу корозійну тривкість шарів у
нейтральних водних середовищах. Для запобігання виділень карбідів хрому ме-
жами зерен шари додатково легували молібденом, ванадієм та ніобієм (табл. 1).
Для порівняння також вивчали електрохімічні характеристики листової нержав-
ної сталі Х18Н9Т. За поляризаційними кривими визначали густину струмів коро-
зії. Електрохімічні випробовування виконували після витримки у 3%-му розчині
NaCl упродовж 1 h.
Рис. 2. Типова структура наплавленого шару
із ПД (a) i cпектральний аналіз
оксидних включень у ньому (b).
Fig. 2. Typical structure of the deposited layer
of cored wire (a) and spectral analysis
of oxide inclusions in it (b).
Element mass.%
O 23,72
Al 2,89
Si 11,66
S 0,79
Cr 12,07
Mn 18,30
Fe 30,14
Ni 0,43
Хімічний та фазовий склад, а також корозійна тривкість наплавлених шарів
у 3%-му водному розчині NaCl за кімнатної температури
Електрохімічні
характеристики
Твердість,
НRС №
шару
Хімічний
склад
Фазовий склад
Еcorr, mV іcorr, mA/сm2
1 10Х18Н8Г А –0,18 7,11310–4 27
2 30Х16Н6МГС А –0,18 1,88310–3 33
3 60Х19Н6М2ГС А –0,063 1,110–2 35
4 45Х18Н4М2ГС А + 10% Ф –0,13 1,7610–3 35
5 35Х19Н3М2ГС А + 30% Ф +0,003 5,12310–4 35
6 25Х20Н3М2ФГС А + 70% Ф –0,14 3,52610–4 32
7 60Х19НМ2ФГС А + 70% Ф –0,1 1,36710–3 37
8 20Х19НМ2ФГС Ф –0,28 1,36510–4 25
9 20Х14Н5М2ФГС А + 85% М –0,09 1,5310–3 41
10 15Х18Н2БГС Ф + 50% М –0,18 6,3710–3 45
11 20Х17Н3М2ГС 30% Ф + 70% М –0,16 6,26610–4 36
12 60Х14Г3С3 М –0,22 1,5310–3 59
Примітка: А – аустеніт; М – мартенсит; Ф – ферит.
107
Встановили (табл. 1), що найменшу густину струму корозії після витримки
1 h має наплавлений шар зразка № 8. Струм корозії нержавної сталі Х18Н9Т ста-
новить 1,010–4 mА/сm2. Побудували (рис. 3а) поляризаційні криві для наплавле-
ного шару із ПД 20Х19НМ2ФГС та нержавної сталі Х18Н9Т.
Рис. 3. Потенціодинамічні поляризаційні криві, зняті у 3%-му розчині NaCl:
а – листова сталь Х18Н9Т (крива 1) і 30ХГСА з наплавленим шаром
із ПД 20Х19НМ2ФГС (№ 8) (крива 2); b – зразки № 5 і 9 (табл. 1)
із ямковими (3) та стрічковими (4) корозійними пошкодами.
Fig. 3. Potentiodynamic polarization curves in 3% NaCl solution: а – Х18Н9Т steel (curve 1)
and 30ХГСА steel with deposited layer of cored wire 20Х19НМ2ФГС (№ 8) (curve 2);
b – № 5 and 9 specimens (Table 1) with pit (3) and strip-like (4) corrosion damages.
На відміну від корозійнотривкої сталі на поляризаційній кривій наплавлено-
го шару відсутня яскраво виражена пасивна ділянка, що зумовлено його підвище-
ною хімічною мікрогетерогенністю. Після поляризаційних випробовувань коро-
зійні ушкодження виявлено на поверхні всіх шарів, а також на поверхні листової
сталі Х18Н9Т. Найменшу кількість корозійних виразок (пітингів) з мінімальною
глибиною зафіксовано у зразках № 1 і 8 та з нержавної сталі. Найінтенсивніше
вони розвиваються у зразках № 3 та 9. Пітинги на зразках № 5; 6; 8 і 11 мають
ямковий характер і глибину до 0,5 mm (рис. 4а). Корозійним пошкодам зразків
№ 2; 3; 4; 7; 9; 10 і 12 притаманний типовий стрічковий характер із глибиною ви-
разок більше 0,5 mm (рис. 4b). Стрічки розташовані між гребенями наплавлених
шарів у зоні повторного розігріву. Корозійні ушкодження листової сталі Х18Н9Т
глибиною до 0,2 mm розташовані рівномірно по поверхні у вигляді пелюсток
(рис. 4с).
Рис. 4. Характер корозійних уражень наплавлених шарів після поляризаційних
випробовувань в 3%-му розчині NaCl: a – ямки; b – стрічкові пошкоди;
с – корозійні пошкоди на поверхні листової сталі Х18Н9Т.
Fig. 4. Character of corrosion damages of deposited layers after polarization tests
in 3% NaCl solution: a – pits; b – strip-like corrosion damages;
c – corrosion damages on Х18Н9Т steel surface.
Металографічний аналіз наплавлених шарів із ПД № 2; 3; 4; 7; 9; 10 і 12
встановив, що у зонах перекриття валків наплавленого металу межами зерен ви-
діляються дисперсні фази, збагачені хромом і молібденом, а тіло зерна збідню-
108
ється хромом (рис. 5 і 6). Це зумовлено тим, що шари на циліндричні деталі нап-
лавляли по гвинтовій лінії. Внаслідок цього кожен новий виток наплавленого ме-
талу підігрівав попередній, який вже встиг охолонути. Тому через такий повтор-
ний нагрів у діапазоні температур 450…900С межами зерен наплавленого шару
виділяються хромовмісні карбіди.
Рис. 5. Розподіл заліза, хрому та молібдену межами зерен наплавленого шару
в зоні термічного впливу.
Fig. 5. Distribution of iron, chromium and molybdenum at the grain boundaries
of deposited layer in the thermal affect region.
Element mass.% аt.%
Si 0,80 1,59
Cr 30,73 33,20
Fe 56,22 56,56
Ni 3,97 3,80
Mo 8,28 4,85
Рис. 6. Виділення включень із підвищеним вмістом хрому та молібдену межами зерен
у наплавленому шарі із ПД 60Х19Н6М2ГС у зоні термічного впливу.
Fig. 6. Spectral analysis of inclusions with increased content of chromium
and molybdenum in the grain boundaries in the deposited layer
with cored wire 60Х19Н6М2ГС in the thermal affect region.
Виявлено, що початкові корозійні процеси локалізуються на межах зерен
наплавленого шару (рис. 7), де виникають сильні гальванічні пари між виділення-
ми карбідів хрому та молібдену, які є катодними включеннями, та збідненим на
хром тілом зерна.
Рис. 7. Початкові корозійні процеси
на межах зерен наплавленого шару після
експозиції 96 h у 3%-му розчині NaCl.
Fig. 7. Initial corrosion processes localized
in the grain boundaries of the deposited
layer after 96 h exposure
to 3% NaCl solution.
Металографічний аналіз наплавленого шару із дроту № 1; 5; 6; 8 та 11 не
виявив виділень межами зерен (рис. 8). Крім цього, спектральним аналізом зафік-
совано рівномірний розподіл хрому, молібдену та інших елементів у структурі
покриву.
109
Аналізуючи корозійні пошкодження зразків, встановили, що зі збільшенням
вмісту молібдену у шихті ПД із 1 до 2 mаss.% (ПД № 2, 3 та 9) корозійна трив-
кість суттєво не підвищується. Хоча глибина корозійних виразок зменшується,
проте пошкоди мають слабо виражену стрічковість (рис. 9).
Рис. 8. Рівномірний розподіл заліза, хрому та молібдену межами зерен
наплавленого шару.
Fig. 8. Uniform distribution of the elements of iron, chromium and molybdenum
in grain boundaries of the deposited layer.
Додаток у шихту ванадію за малої кіль-
кості хрому (зразок № 9) не зменшує ні гли-
бини корозійних виразок, ні вираженого
стрічкового характеру пошкод. А після його
додавання за підвищеної кількості хрому 19
mаss.% (ПД № 8) стрічковий характер ко-
розійних пошкод зникає і зменшуються їх
кількість та глибина. Додаток у шихту ПД
№ 10 ніобію тільки збільшує глибину та
посилює стрічковість корозійних ушкод-
жень. З підвищенням вмісту нікелю в ПД
зростає глибина корозійних пошкод та їх
стрічковість. Зокрема, найінтенсивніше – в
наплавлених шарах із ПД № 9 та 3 з макси-
мальною кількістю цього елемента.
Вплив фазового складу наплавлених
шарів на характер корозійних пошкод.
Фазовий склад наплавлених шарів визнача-
ли за діаграмою Сагалевича–Потака із точністю до 5%, розраховуючи хромовий
та нікелевий еквівалент. Всі наплавлені шари мали одно- або двофазну структуру
(див. таблицю). Максимальну кількість мартенситу має наплавлений шар № 12,
що може викликати у ньому появу гарячих тріщин. А через невелику кількість
фериту, навпаки, практично унеможливлюється їх виникнення.
Корозійні ушкодження у наплавлених шарах з тільки аустенітною структу-
рою (наприклад, № 2 і 3) за розмірами значні і мають стрічковий характер, проте
доволі розмиті. Зі збільшенням вмісту вуглецю від 0,1 до 0,6 mass.% зменшується
корозійна тривкість шару, а струми корозії зростають більш ніж на два порядки.
Під час утворення в шарі феритно-мартенситної структури (зразки № 10 і 12)
стрічковість корозійних ушкоджень чітко виражена і їх глибина значна.
У наплавлених шарах з аустенітно-феритною структурою (зразки № 4; 5; 6
та 8) корозійна тривкість шару зростає, корозійні ушкодження не мають стрічко-
вого характеру, а їх кількість та глибина зменшуються з ростом вмісту фериту у
його структурі.
Це, очевидно, викликано тим, що карбіди виділяються межами зерен наплав-
лених шарів з феритною структурою за значно вищої температури повторного пі-
Рис. 9. Корозійні ушкодження
поверхні наплавленого шару
із ПД № 2.
Fig. 9. Corrosion damages
of the surface of deposited layer
with cored wire № 2.
110
дігріву (вище 900С), у той час як з аустенітної – за суттєво нижчої температури
(вище 450С). Найменшу кількість корозійних пошкод мінімальної глибини ма-
ють наплавлені шари із ПД № 8 феритної структури. Зі збільшенням у структурі
фериту (зразки ПД № 4; 5 і 6) корозійна тривкість наплавленого шару зростає. За
однакового вмісту фериту і з підвищенням концентрації вуглецю від 0,25 (ПД
№ 6) до 0,60 mass.% (ПД № 7) струми корозії в наплавленому шарі збільшуються
більш ніж на порядок.
ВИСНОВКИ
Наплавленим шарам із порошкових дротів із вмістом хрому 14…20 mass.%
властива сильна локальна стрічкова корозія, інтенсивність якої залежить від фа-
зового складу шару. Встановлено, що в шарі з аустенітною структурою за підви-
щеного вмісту вуглецю між валками шару (у зонах повторного підігріву) межами
зерен виділяються дисперсні карбіди хрому, леговані молібденом, що призводить
до сильної локальної стрічкової корозії. Виявлено, що зі збільшенням у структурі
шару фериту підвищується корозійна тривкість аустенітної матриці. При цьому
на межах шару (у зонах повторного підігріву) дисперсні карбіди хрому не виділя-
ються. Наплавлені шари із ПД № 8 із матричною фазою фериту мають найвищі
протикорозійні характеристики і не схильні до стрічкової корозії. Металографіч-
ним аналізом не зафіксовано виділень карбідів хрому межами зерен наплавлено-
го шару.
РЕЗЮМЕ. Установлено влияние фазового состава наплавленных из порошковых
проволок штоков гидроцилиндров на их локальную коррозию. Изучено коррозионную
стойкость наплавленных слоев в 3%-ом растворе NaCl при комнатной температуре, а так-
же влияние фазового состава слоев на характер коррозионных повреждений. Выявлено,
что слоям из порошковых проволок с содержанием 14...20 mass.% хрома свойственна
сильная локальная ленточная коррозия, интенсивность которой зависит от фазового сос-
тава слоя. Зафиксировано, что с увеличением в структуре наплавленного слоя феррита
повышается коррозионная стойкость аустенитной матрицы.
SUMMARY. Corrosion resistance of the deposited layers obtained by fusing automatic flux
of cored wire in 3% NaCl aqueous solution is investigated. To select the optimal composition of
the cored wire for deposition of the rods of hydraulic cylinders for mining equipment the cored
wires with a chromium content of 14...20 mass.% and with addition of nickel, molybdenum,
vanadium, niobium, manganese and silicon are used. It is shown that localized corrosion is typi-
cal for deposited layers and corrosion damages are arranged with typically line-like orientation.
It is also shown that with the increase of the deposited layer of ferrite in structure the corrosion
resistance of austenite matrix increases.
1. Голякевич А., Орлов Л., Похмурська Г. Відновлення штоків гідроциліндрів шахтного об-
ладнання // Тези 11-го міжнар. симп. укр. інженерів-механіків у Львові, 2013. – С. 185.
2. Flitney B. Alternatives to chrome for hydraulic actuators // Sealing Technology. – 2007.
– № 10. – Р. 8–12.
3. Papatheodorou Т. Influence o hard chrome plated rod surface treatments on sealing behaviour
of hydraulic rod seals // Ibid. – 2005. – № 4. – Р. 21–27.
4. Robertson M. F. Wear characteristics of electrolytic hard chrome and thermal sprayed WC–10
Co–4 Cr coatings sliding against Al–Ni–bronze in air at 21C and at −40C // Wear. – 2002.
– № 252. – Р. 880–893.
5. Коперсак В. М. Теорія процесів зварювання. Фізико-хімічні та металургійні процеси
при зварюванні. Текст лекцій. – К.: КПІ, 2011. – 252 с.
6. Методы измерения в электрохимии: в 2-х т. – М.: Мир, 1977. – Т. 1. – 585 с.; Т. 2. – 725 с.
Одержано 04.08.2014
|