Влияние технологии наплавки на сопротивление наплавленного металла коррозии применительно к условиям эксплуатации деталей гидравлических устройств
Исследована коррозионная стойкость металла типа 30Х20МН и 30Х22МН, полученного наплавкой под флюсом с использованием различных техник и технологий наплавки. Установлена возможность повышения сопротивления наплавленного металла коррозии за счет правильного выбора технологии наплавки. Наилучшие резуль...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Автоматическая сварка |
|---|---|
| Datum: | 2016 |
| Hauptverfasser: | , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2016
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/147464 |
| 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: | Влияние технологии наплавк и на сопротивление наплавленного металла коррозии применительно к условиям эксплуатации деталей гидравлических устройств / Ю.М. Кусков, В.А. Жданов, В.А. Тищенко, М.М. Студент, Н.Р. Червинская // Автоматическая сварка. — 2016. — № 10 (757). — С. 35-38. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-147464 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Кусков, Ю.М. Жданов, В.А. Тищенко, В.А. Студент, М.М. Червинская, Н.Р. 2019-02-14T19:08:00Z 2019-02-14T19:08:00Z 2016 Влияние технологии наплавк и на сопротивление наплавленного металла коррозии применительно к условиям эксплуатации деталей гидравлических устройств / Ю.М. Кусков, В.А. Жданов, В.А. Тищенко, М.М. Студент, Н.Р. Червинская // Автоматическая сварка. — 2016. — № 10 (757). — С. 35-38. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. 0005-111X DOI: https://doi.org/10.15407/as2016.10.06 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/147464 621.791.92 Исследована коррозионная стойкость металла типа 30Х20МН и 30Х22МН, полученного наплавкой под флюсом с использованием различных техник и технологий наплавки. Установлена возможность повышения сопротивления наплавленного металла коррозии за счет правильного выбора технологии наплавки. Наилучшие результаты по коррозионной стойкости получены при импульсной наплавке порошковой проволокой с импульсом ее подачи 0,5 Гц. Результаты исследований могут быть использованы при восстановлении изношенных и изготовлении новых деталей гидравлических устройств. Corrosion resistance of metal of 30Kh20MN and 30Kh22MN types, produced by submerged arc surfacing using different techniques and technologies of surfacing was investigated. The feasibility of increasing the corrosion resistance of the deposited metal by proper selection of the surfacing technology was found. The best results on corrosion resistance were obtained in a pulsed surfacing using flux-cored wire at its feeding with 0.5 Hz pulse. The results of investigations can be used in restoration of worn-out parts and manufacture of the new ones of hydraulic equipment. По материалам работы, выполненной в рамках целевой комплексной программы НАН Украины «Проблеми ресурсу і безпеки експлуатації конструкцій, споруд та машин» (2013–2015 рр.). ru Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України Автоматическая сварка Производственный раздел Влияние технологии наплавки на сопротивление наплавленного металла коррозии применительно к условиям эксплуатации деталей гидравлических устройств Effect of surfacing technology on corrosion resistance of deposited metal as applied to service conditions of hydraulic machine components Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Влияние технологии наплавки на сопротивление наплавленного металла коррозии применительно к условиям эксплуатации деталей гидравлических устройств |
| spellingShingle |
Влияние технологии наплавки на сопротивление наплавленного металла коррозии применительно к условиям эксплуатации деталей гидравлических устройств Кусков, Ю.М. Жданов, В.А. Тищенко, В.А. Студент, М.М. Червинская, Н.Р. Производственный раздел |
| title_short |
Влияние технологии наплавки на сопротивление наплавленного металла коррозии применительно к условиям эксплуатации деталей гидравлических устройств |
| title_full |
Влияние технологии наплавки на сопротивление наплавленного металла коррозии применительно к условиям эксплуатации деталей гидравлических устройств |
| title_fullStr |
Влияние технологии наплавки на сопротивление наплавленного металла коррозии применительно к условиям эксплуатации деталей гидравлических устройств |
| title_full_unstemmed |
Влияние технологии наплавки на сопротивление наплавленного металла коррозии применительно к условиям эксплуатации деталей гидравлических устройств |
| title_sort |
влияние технологии наплавки на сопротивление наплавленного металла коррозии применительно к условиям эксплуатации деталей гидравлических устройств |
| author |
Кусков, Ю.М. Жданов, В.А. Тищенко, В.А. Студент, М.М. Червинская, Н.Р. |
| author_facet |
Кусков, Ю.М. Жданов, В.А. Тищенко, В.А. Студент, М.М. Червинская, Н.Р. |
| topic |
Производственный раздел |
| topic_facet |
Производственный раздел |
| publishDate |
2016 |
| language |
Russian |
| container_title |
Автоматическая сварка |
| publisher |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Effect of surfacing technology on corrosion resistance of deposited metal as applied to service conditions of hydraulic machine components |
| description |
Исследована коррозионная стойкость металла типа 30Х20МН и 30Х22МН, полученного наплавкой под флюсом с использованием различных техник и технологий наплавки. Установлена возможность повышения сопротивления наплавленного металла коррозии за счет правильного выбора технологии наплавки. Наилучшие результаты по коррозионной стойкости получены при импульсной наплавке порошковой проволокой с импульсом ее подачи 0,5 Гц. Результаты исследований могут быть использованы при восстановлении изношенных и изготовлении новых деталей гидравлических устройств.
Corrosion resistance of metal of 30Kh20MN and 30Kh22MN types, produced by submerged arc surfacing using different techniques and technologies of surfacing was investigated. The feasibility of increasing the corrosion resistance of the deposited metal by proper selection of the surfacing technology was found. The best results on corrosion resistance were obtained in a pulsed surfacing using flux-cored wire at its feeding with 0.5 Hz pulse. The results of investigations can be used in restoration of worn-out parts and manufacture of the new ones of hydraulic equipment.
|
| issn |
0005-111X |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/147464 |
| citation_txt |
Влияние технологии наплавк и на сопротивление наплавленного металла коррозии применительно к условиям эксплуатации деталей гидравлических устройств / Ю.М. Кусков, В.А. Жданов, В.А. Тищенко, М.М. Студент, Н.Р. Червинская // Автоматическая сварка. — 2016. — № 10 (757). — С. 35-38. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT kuskovûm vliânietehnologiinaplavkinasoprotivlenienaplavlennogometallakorroziiprimenitelʹnokusloviâmékspluataciidetaleigidravličeskihustroistv AT ždanovva vliânietehnologiinaplavkinasoprotivlenienaplavlennogometallakorroziiprimenitelʹnokusloviâmékspluataciidetaleigidravličeskihustroistv AT tiŝenkova vliânietehnologiinaplavkinasoprotivlenienaplavlennogometallakorroziiprimenitelʹnokusloviâmékspluataciidetaleigidravličeskihustroistv AT studentmm vliânietehnologiinaplavkinasoprotivlenienaplavlennogometallakorroziiprimenitelʹnokusloviâmékspluataciidetaleigidravličeskihustroistv AT červinskaânr vliânietehnologiinaplavkinasoprotivlenienaplavlennogometallakorroziiprimenitelʹnokusloviâmékspluataciidetaleigidravličeskihustroistv AT kuskovûm effectofsurfacingtechnologyoncorrosionresistanceofdepositedmetalasappliedtoserviceconditionsofhydraulicmachinecomponents AT ždanovva effectofsurfacingtechnologyoncorrosionresistanceofdepositedmetalasappliedtoserviceconditionsofhydraulicmachinecomponents AT tiŝenkova effectofsurfacingtechnologyoncorrosionresistanceofdepositedmetalasappliedtoserviceconditionsofhydraulicmachinecomponents AT studentmm effectofsurfacingtechnologyoncorrosionresistanceofdepositedmetalasappliedtoserviceconditionsofhydraulicmachinecomponents AT červinskaânr effectofsurfacingtechnologyoncorrosionresistanceofdepositedmetalasappliedtoserviceconditionsofhydraulicmachinecomponents |
| first_indexed |
2025-11-24T20:38:38Z |
| last_indexed |
2025-11-24T20:38:38Z |
| _version_ |
1850495567894937600 |
| fulltext |
Р В СТВ Р
35I ВТ Т С СВ Р
УДк 621.791.92
ВлИяНИе ТехНОлОГИИ НАПлАВкИ НА СОПРОТИВлеНИе
НАПлАВлеННОГО меТАллА кОРРОЗИИ
ПРИмеНИТел НО к УСлОВИям ЭкСПлУАТАцИИ
ДеТАле ГИДРАВлИчеСкИх УСТРО СТВ
Ю. М. КУСКОВ1, В. А. ЖДАНОВ1, В. А. ТИЩЕНКО1, М. М. СТУДЕНТ2, Н. Р. ЧЕРВИНСКАЯ2
1ИЭС им. е. О. Патона НАН Украины. 036 0, г. киев-150, ул. казимира малевича, 11. -m i : o ce p ton. ie .u
2физико-механический институт им. Г. В. карпенко НАН Украины. 79601, г. львов, ул. Научная, 5.
Исследована коррозионная стойкость металла типа 30х20мН и 30х22мН, полученного наплавкой под флюсом с ис-
пользованием различных техник и технологий наплавки. Установлена возможность повышения сопротивления наплав-
ленного металла коррозии за счет правильного выбора технологии наплавки. Наилучшие результаты по коррозионной
стойкости получены при импульсной наплавке порошковой проволокой с импульсом ее подачи 0,5 Гц. Результаты ис-
следований могут быть использованы при восстановлении изношенных и изготовлении новых деталей гидравлических
устройств. Библиогр. 6, табл. 2, рис. 5.
К л е в е л в а на лав а д л е н л ги на лав и и ул на да а р в л и на лавленн е
алл рр и
многие детали оборудования, устанавливаемого в
солевых и угольных шахтах и используемого в ком-
мунальном хозяйстве, эксплуатируются в сложных
условиях абразивного изнашивания и коррозионно-
го воздействия. Наиболее известными представи-
телями таких деталей являются штоки и плунжеры
гидравлических устройств, в частности шахтных
гидростоек механизированных крепей и поддержи-
вающих щитов проходческих комбайнов. Для повы-
шения срока службы такого типа деталей их рабо-
чие поверхности уже при изготовлении защищают
с помощью гальванических покрытий, главным об-
разом, хромовых. Толщина наносимого слоя обыч-
но составляет 5 50 мкм, а твердость (для хрома)
— 00 1000. Несмотря на свои высокие изно-
состойкие и антикоррозионные свойства гальвани-
ческие покрытия не являются вечными и со вре-
менем их плотность и, соответственно, стойкость
против коррозии и изнашивания снижаются.
На рис. 1 показаны коррозионные поврежде-
ния на хромированной поверхности штока после
эксплуатации в угольной шахте. Следует также
отметить, что нанесение на рабочую поверхность
гальванических покрытий — это экологически
вредный процесс, от которого во всех развитых
странах стараются отказываться.
Одним из способов, позволяющих восстанав-
ливать изношенные штоки и плунжеры и возвра-
щать гидравлические устройства в эксплуатацию,
является дуговая наплавка под флюсом (рис. 2).
Ранее проведенные опыты по наплавке, а так-
же исследования по моделированию поведения
наплавленного металла в различных синтетиче-
ских средах (в частности, водах угольных шахт)
показали, что хорошими защитными свойствами
обладает металл мартенситно-ферритного клас-
са типа 30х20мН и 30х22мН (в зависимости от
условий эксплуатации). Твердость такого наплав-
ленного металла можно регулировать в пределах
HRC — 35 4 . Однако в ряде случаев в процес-
се эксплуатации и даже при длительном хранении
наплавленных изделий в открытых помещениях
на наплавленных поверхностях появлялись тем-
ные кольцевые полосы, соответствующие зонам
перекрытия наплавляемых по винтовой линии ва-
По материалам работы, выполненной в рамках целевой
комплексной программы НАН Украины «Проблеми ресур-
су безпеки експлуатац конструкц й, споруд та машин»
(2013–2015 рр.).
. м. кусков, В. А. жданов, В. А. Тищенко, м. м. Студент, Н. Р. червинская, 2016
Рис. 1. коррозионные повреждения на хромированной по-
верхности штока после эксплуатации в угольной шахте
Р В СТВ Р
36 I ВТ Т С СВ Р
ликов. По-видимому, это связано с тем, что ме-
талл зоны перекрытия соседних валиков находит-
ся в опасной области температур (6 0...7 0 С). И
в зависимости от времени нахождения в этой об-
ласти изменяются условия протекания диффузи-
онных процессов с возможным формированием в
металле химической и структурной неоднородно-
сти 1, 2 и, соответственно, снижением его стой-
кости против коррозии.
Исходя из того, что металлу типа 30х20мН
и 30х22мН присущи достаточно высокие пока-
затели эксплуатационных свойств, было решено
довести их до оптимального уровня путем опро-
бования при наплавке этих металлов различ-
ных технологических приемов. кроме того, та-
кой подход к выбору наплавляемого металла был
обусловлен и тем, что его состав относительно
простой и по сравнению, например, с рекомен-
дуемым для наплавки шахтных стоек металлом
0 х20Н10Г7Т содержит на порядок меньше доро-
гостоящего никеля (при более, чем в два раза по-
вышенной твердости). На первом этапе исследо-
ваний в качестве оптимальных приемов наплавки
были выбраны следующие:
– наплавка в один слой с большим перекрыти-
ем валиков — на их ширины. Согласно рабо-
те 1 , такая техника наплавки может улучшить
структуру и химическую однородность
– наплавка в три слоя со смещенным перекры-
тием валиков. Учитывая то, что износ рабочей по-
верхности изделия обычно не превышает 2 мм,
наплавка в три слоя позволяет получать толщину
более двух миллиметров, но при этом нагрев ниж-
них слоев более равномерен. Недостаток этой тех-
нологии — наплавка лишнего металла с последу-
ющим его удалением механической обработкой
– наплавка с импульсной подачей порошковой
проволоки. Импульсная подача электродной про-
волоки осуществлялась с помощью механизма на
основе квазиволнового преобразователя 3 . По
данным работ 4, 5 за счет импульсной подачи
электродной проволоки происходит снижение те-
пловложения в наплавленный металл, и формиру-
ется более благоприятная структура.
Так как при наплавке штоков и плунжеров не-
обходимо обеспечить минимальное проплавление
основного металла (это особенно важно при вы-
полнении однослойной наплавки) и минимальную
толщину наплавленного слоя, то диаметр порошко-
вой проволоки принят 2,2 мм. В качестве основного
металла выбрана сталь 40х в виде листа толщиной
40 мм. Предполагалось, что результаты, получен-
ные при наплавке на горизонтальную поверхность
образца, будут соответствовать результатам кольце-
вой наплавки цилиндрических деталей при точном
соблюдении параметров режима процесса наплавки.
Наплавка в обычном режиме: I 250 , 30 ,
vн 1 м/ч в импульсном режиме: импульс подачи
проволоки — 0,5 3,3 Гц, U 30 , I 250 , vн =
15 м/ч, флюс АН-26.
Внешний вид образцов, наплавленных по-
рошковой проволокой ПП-АН205 (ПП-Нп-30х-
20мН) в обычном режиме и импульсном, пред-
ставлен соответственно на рис. 3 и 4. Условия
наплавки (импульсы, Гц) и твердость однослойно-
го наплавленного металла 30х20мН при импуль-
сной подаче порошковой проволоки представлены
в табл. 1.
Испытания образцов наплавленного металла на
стойкость против коррозии выполняли на установке
СВА-1Бм фмИ им. Г. В. карпенко. коррозионные
процессы исследовали с помощью потенциостатов
ПИ-50-1 и IP – Pro. Для потенциостата IP – Pro
использовали программу IP 2000, которая обслу-
живает программно-аппаратный комплекс «Потен-
циостат IP – Pro Пк I M P ».
Для изучения процессов, возникающих в ре-
зультате контактирования исследуемых материа-
Т а б л и ц а 1 . Условия и результаты импульсной на-
плавки однослойного металла 30Х20МН
Образец Импульс подачи
проволоки, Гц
Твердость наплавлен-
ного металла HRC
11 м 2,5 50 52
22 м 3,3 53 56
33 м 1,1 51 52
44 м 0,5 4 50
Рис. 2. Процесс дуговой наплавки под флюсом плунжера
шахтной гидрокрепи
Рис. 3. Образцы, наплавленные порошковой проволокой
ПП-Нп-30х20мН в один (а) и три ( ) слоя
Р В СТВ Р
37I ВТ Т С СВ Р
лов и коррозионной среды, использовали вольтам-
перометрический метод, позволяющий выявить
особенности протекания электрохимических ре-
акций на поверхности исследуемого материала
в процессе его взаимодействия с заданной кор-
розионной средой. При этом базовой характери-
стикой, по которой оценивали системы «матери-
ал – среда», служила поляризационная кривая.
Это зависимость плотности тока i от потенциала
исследуемой поверхности. Поляризационные
кривые снимали в потенциодинамическом режи-
ме, максимально отображающем картину реаль-
ных процессов, проходящих на исследуемой по-
верхности 6 . Электродные процессы исследуемых
Рис. 4. Образцы, наплавленные порошковой проволокой ПП-Нп-30х20мН, с наложением импульсов ее подачи: а — 2,5 —
3,3 в — 1,1 г — 0,5 Гц
Т а б л и ц а 2 . Показатели коррозии (до и после поляризационных испытаний) однослойного металла 30Х20МН, на-
плавленного в импульсном режиме
Показатели коррозии
Образец
11 м 22 м 33 м 44 м
стаб., мВ –415 –473 –457 –5 2
кор., мВ –379 –463 –466 –441
iкор. 10–3, мА/см2 3,06 4,99 3, 1,44
ри е ание. Оценка качества поверхности образцов после десятидневной выдержки в растворе показала, что на об-
разцах 11 м, 22 м и 33 м присутствуют следы коррозии, а на образце 44 м следов коррозии не наблюдается.
Рис. 5. Поверхность образцов, наплавленных в импульсном режиме, после коррозионных испытаний: а, — образец 22 м в,
г — 44 м
Р В СТВ Р
38 I ВТ Т С СВ Р
образцов, служащих рабочими электродами, в кор-
розионной среде измеряли относительно насыщен-
ного хлоридсеребряного электрода сравнения. Вспо-
могательным электродом служила платиновая сетка.
Скорость развертки потенциала равнялась 2 мВ/с.
Исследования проводили в электрохимической
ячейке в среде 3 -го водного раствора . Пе-
ред поляризационными испытаниями образцы в
течение 10 суток выдерживали в этом растворе.
Наилучшие результаты по коррозионной стой-
кости получены на образцах, наплавленных в им-
пульсном режиме при величине импульса 0,5 Гц.
Влияние величины импульса на протекание про-
цесса коррозии представлено в табл. 2.
На рис. 5 показаны поверхности образцов 22 м
и 44 м после поляризационных испытаний. как
видно из рис. 5, , после поляризационных испы-
таний наблюдаются значительные коррозионные
повреждения поверхности образца 22 м. На по-
верхности образца 44 м лишь при большом увели-
чении (рис. 5, г) можно обнаружить минимальные
локальные зоны повреждения. Таким образом, ве-
личина импульса подачи проволоки при наплавке
может существенно влиять на коррозионные про-
цессы в наплавленном металле.
Выводы
1. Установлена возможность повышения коррози-
онной стойкости наплавленного металла за счет
правильного выбора техники и технологии на-
плавки одним и тем же наплавочным материалом.
2. Наилучшие показатели коррозионной стойко-
сти наплавленного металла системы – r– i–Mo
достигаются при однослойной импульсной на-
плавке под флюсом порошковой проволокой при
импульсе ее подачи 0,5 Гц.
3. Результаты проведенных исследований мо-
гут быть использованы при восстановлении из-
ношенных и изготовлении новых деталей ги-
дравлических устройств, в частности, штоков и
плунжеров.
1. кондратьев И. А. Исследование структурной неоднород-
ности наплавленного металла типа 35В9х3Сф и ее влия-
ние на работоспособность наплавленных прокатных вал-
ков / И. А. кондратьев, В. Г. Васильев, И. я. Дзыкович //
Автоматическая сварка. – 1996. – 6. – С. 17–20.
2. Пальчук Н. . Влияние нагрева при ручной сварке на
межкристаллитную коррозию сварных швов на сталях
типа 1 - / Н. . Пальчук // Автоматическая сварка. –
1954. – 3. – С. 41–49.
3. лебедев В. А. Регулирование скорости и шага импуль-
сной подачи электродной проволоки в механизмах на ос-
нове квазиволнового преобразователя / В. А. лебедев //
Автоматическая сварка. – 1996. – 6. – С. 34–37.
4. лебедев В. А. Исследование зоны термического влияния
при механизированной наплавке с модуляцией режима /
В. А. лебедев, В. А. Тищенко // Ремонт, восстановление,
модернизация. – 2013. – 10. – С. 29–34.
5. крюков А. В. Особенности сварки с импульсной пода-
чей электродной проволоки / А. В. крюков, Н. В. Пав-
лов, А. А. Зеленковский // Технология машиностроения.
– 2013. – 7. – С. 30–31.
6. жук Н. П. курс теории коррозии и защиты металлов /
Н. П. жук. – м.: металлургия, 1976. – 472 с.
Поступила в редакцию 22.12.2015
|