Адгезионно-активные жаропрочные износостойкие наплавочные материалы КМХ и КМХС

Разработаны новые адгезионно-активные износостойкие жаропрочные композиционные наплавочные материалы КМХ и КМХС , обеспечивающие существенное повышение износостойкости контактных поверхностей деталей горячего тракта газотурбинных двигателей. Установлено, что дополнительное введение карбида хрома в с...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2017
Автори:	Костин, А.М., Мартыненко, В.А., Малый, А.Б., Квасницкий, В.В.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України 2017
Назва видання:	Автоматическая сварка
Теми:	Производственный раздел
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/147911
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:	Адгезионно-активные жаропрочные износостойкие наплавочные материалы КМХ и КМХС / А.М. Костин, В.А. Мартыненко, А.Б. Малый, В.В. Квасницкий // Автоматическая сварка. — 2017. — № 1 (760). — С. 68-72. — Бібліогр.: 10 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-147911
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1479112025-02-09T14:24:27Z Адгезионно-активные жаропрочные износостойкие наплавочные материалы КМХ и КМХС Адгезійно-активні жароміцні зносостійкі матеріали КМХ та КМХС для наплавлення Adhesion-active high-temperature wear-resistant surfacing consumables KMKh and KMKhS Костин, А.М. Мартыненко, В.А. Малый, А.Б. Квасницкий, В.В. Производственный раздел Разработаны новые адгезионно-активные износостойкие жаропрочные композиционные наплавочные материалы КМХ и КМХС , обеспечивающие существенное повышение износостойкости контактных поверхностей деталей горячего тракта газотурбинных двигателей. Установлено, что дополнительное введение карбида хрома в сплав на основе твердого раствора кобальта, легированного молибденом, хромом, бором и кремнием, способствует стабилизации его структуры и свойств с одновременным снижением температуры плавления композиции. Бор и кремний обеспечивают повышение адгезионной активности сплавов при нанесении на контактные поверхности и образуют равномерно распределенные термодинамически устойчивые высокодисперсные комплексные силициды и бориды. Испытания износостойкости показывают, что среднее значение интенсивности износа рабочих поверхностей, наплавленных новыми материалами КМХ и КМХС , в условиях работы при критических температурах в окислительной среде в 3...4 раза ниже, чем поверхностей, наплавленных известными промышленными сплавами. Высокие характеристики износостойкости и возможность работы в условиях действия критических температур позволили рекомендовать разработанные композиционные материалы и технологию их наплавки к промышленному применению. Розроблено нові адгезійно-активні зносостійкі жароміцні композиційні матеріали КМХ і КМХС для наплавлення, що забезпечують істотне підвищення зносостійкості контактних поверхонь деталей гарячого тракту газотурбінних двигунів. Встановлено, що додаткове введення карбіду хрому в сплав на основі твердого розчину кобальту, легованого молібденом, хромом, бором і кремнієм сприяє стабілізації його структури і властивостей з одночасним зниженням температури плавлення композиції. Бор і кремній забезпечують підвищення адгезійної активності сплавів при нанесенні на контактні поверхні і утворюють рівномірно розподілені термодинамічно стійкі високодисперсні комплексні силіциди та бориди. Випробування зносостійкості доводять, що середнє значення інтенсивності зносу робочих поверхонь, наплавлених новими матеріалами КМХ і КМХС, в умовах роботи при критичних температурах в окислювальному середовищі у 3...4 рази нижче, ніж поверхонь, наплавлених відомими промисловими сплавами. Високі характеристики зносостійкості і можливість роботи в умовах дії критичних температур дозволили рекомендувати розроблені композиційні матеріали і технологію їх наплавлення до промислового застосування. Adhesion-active high-temperature wear-resistant composite surfacing consumables KMKh and KMKhS were developed. They provide for significant increase of wear resistance of contact surfaces of parts of hot gas path in gas turbine engines. It is determined that additional introduction of chromium carbide in alloy based on solid solution of cobalt, alloyed by molybdenum, chromium, boron and silicon, promotes for stabilization of its structure and properties with simultaneous decrease of melting temperature of composition. Boron and silicon provide for increase of adhesion alloy activity in deposition on contact surfaces and form uniformly distributed thermodynamically stable high-dispersion complex silicides and borides. Wear resistance tests show that average value of wear intensity of working surfaces, deposited with new KMKh and KMKhS consumables, are 3–4 times lower under conditions of operation in oxidizing medium at critical temperatures, than the surfaces deposited with known commercial alloys. High characteristics of wear resistance and possibility of work under critical temperatures allowed recommending developed composite consumables and technology of their surfacing to commercial application 2017 Article Адгезионно-активные жаропрочные износостойкие наплавочные материалы КМХ и КМХС / А.М. Костин, В.А. Мартыненко, А.Б. Малый, В.В. Квасницкий // Автоматическая сварка. — 2017. — № 1 (760). — С. 68-72. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. 0005-111X DOI: https://doi.org/10.15407/as2017.01.11 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/147911 621.791.923.6 ru Автоматическая сварка application/pdf Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Производственный раздел Производственный раздел
spellingShingle	Производственный раздел Производственный раздел Костин, А.М. Мартыненко, В.А. Малый, А.Б. Квасницкий, В.В. Адгезионно-активные жаропрочные износостойкие наплавочные материалы КМХ и КМХС Автоматическая сварка
description	Разработаны новые адгезионно-активные износостойкие жаропрочные композиционные наплавочные материалы КМХ и КМХС , обеспечивающие существенное повышение износостойкости контактных поверхностей деталей горячего тракта газотурбинных двигателей. Установлено, что дополнительное введение карбида хрома в сплав на основе твердого раствора кобальта, легированного молибденом, хромом, бором и кремнием, способствует стабилизации его структуры и свойств с одновременным снижением температуры плавления композиции. Бор и кремний обеспечивают повышение адгезионной активности сплавов при нанесении на контактные поверхности и образуют равномерно распределенные термодинамически устойчивые высокодисперсные комплексные силициды и бориды. Испытания износостойкости показывают, что среднее значение интенсивности износа рабочих поверхностей, наплавленных новыми материалами КМХ и КМХС , в условиях работы при критических температурах в окислительной среде в 3...4 раза ниже, чем поверхностей, наплавленных известными промышленными сплавами. Высокие характеристики износостойкости и возможность работы в условиях действия критических температур позволили рекомендовать разработанные композиционные материалы и технологию их наплавки к промышленному применению.
format	Article
author	Костин, А.М. Мартыненко, В.А. Малый, А.Б. Квасницкий, В.В.
author_facet	Костин, А.М. Мартыненко, В.А. Малый, А.Б. Квасницкий, В.В.
author_sort	Костин, А.М.
title	Адгезионно-активные жаропрочные износостойкие наплавочные материалы КМХ и КМХС
title_short	Адгезионно-активные жаропрочные износостойкие наплавочные материалы КМХ и КМХС
title_full	Адгезионно-активные жаропрочные износостойкие наплавочные материалы КМХ и КМХС
title_fullStr	Адгезионно-активные жаропрочные износостойкие наплавочные материалы КМХ и КМХС
title_full_unstemmed	Адгезионно-активные жаропрочные износостойкие наплавочные материалы КМХ и КМХС
title_sort	адгезионно-активные жаропрочные износостойкие наплавочные материалы кмх и кмхс
publisher	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
publishDate	2017
topic_facet	Производственный раздел
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/147911
citation_txt	Адгезионно-активные жаропрочные износостойкие наплавочные материалы КМХ и КМХС / А.М. Костин, В.А. Мартыненко, А.Б. Малый, В.В. Квасницкий // Автоматическая сварка. — 2017. — № 1 (760). — С. 68-72. — Бібліогр.: 10 назв. — рос.
series	Автоматическая сварка
work_keys_str_mv	AT kostinam adgezionnoaktivnyežaropročnyeiznosostojkienaplavočnyematerialykmhikmhs AT martynenkova adgezionnoaktivnyežaropročnyeiznosostojkienaplavočnyematerialykmhikmhs AT malyjab adgezionnoaktivnyežaropročnyeiznosostojkienaplavočnyematerialykmhikmhs AT kvasnickijvv adgezionnoaktivnyežaropročnyeiznosostojkienaplavočnyematerialykmhikmhs AT kostinam adgezíjnoaktivnížaromícníznosostíjkímateríalikmhtakmhsdlânaplavlennâ AT martynenkova adgezíjnoaktivnížaromícníznosostíjkímateríalikmhtakmhsdlânaplavlennâ AT malyjab adgezíjnoaktivnížaromícníznosostíjkímateríalikmhtakmhsdlânaplavlennâ AT kvasnickijvv adgezíjnoaktivnížaromícníznosostíjkímateríalikmhtakmhsdlânaplavlennâ AT kostinam adhesionactivehightemperaturewearresistantsurfacingconsumableskmkhandkmkhs AT martynenkova adhesionactivehightemperaturewearresistantsurfacingconsumableskmkhandkmkhs AT malyjab adhesionactivehightemperaturewearresistantsurfacingconsumableskmkhandkmkhs AT kvasnickijvv adhesionactivehightemperaturewearresistantsurfacingconsumableskmkhandkmkhs
first_indexed	2025-11-26T19:15:57Z
last_indexed	2025-11-26T19:15:57Z
_version_	1849881589522104320
fulltext	Р С Р 68 С С Р УДК 621.791.923.6 аДгезионно-аКтиВные Жаропрочные износостойКие наплаВочные Материалы КМх и КМхс А. М. КОСТИН1, В. А. МАРТЫНЕНКО1, А. Б. МАЛЫЙ2, В. В. КВАСНИЦКИЙ3 1национальный университет кораблестроения им. адмирала Макарова. 54025, г. николаев, пр-т героев сталинграда, 9. E-mail: university@nuos.edu.ua 2гп нпКг «зоря-Машпроект». 54018, г. николаев, пр-т Богоявленский, 42-а. E-mail: office@zorya.com.ua 3нтУУ «Кпи им. игоря сикорского». 03056, г. Киев, пр-т победы, 37. E-mail: kvas69@ukr.net разработаны новые адгезионно-активные износостойкие жаропрочные композиционные наплавочные материалы КМх и КМхс, обеспечивающие существенное повышение износостойкости контактных поверхностей деталей горячего тракта газотурбинных двигателей. Установлено, что дополнительное введение карбида хрома в сплав на основе твердого раствора кобальта, легированного молибденом, хромом, бором и кремнием, способствует стабилизации его структуры и свойств с одновременным снижением температуры плавления композиции. Бор и кремний обеспечивают повышение адгезионной активности сплавов при нанесении на контактные поверхности и образуют равномерно распределенные термодинамически устойчивые высокодисперсные комплексные силициды и бориды. испытания износостойкости по- казывают, что среднее значение интенсивности износа рабочих поверхностей, наплавленных новыми материалами КМх и КМхс, в условиях работы при критических температурах в окислительной среде в 3...4 раза ниже, чем поверхностей, наплавленных известными промышленными сплавами. Высокие характеристики износостойкости и возможность рабо- ты в условиях действия критических температур позволили рекомендовать разработанные композиционные материалы и технологию их наплавки к промышленному применению. Библиогр. 10, табл. 3, рис. 1. К л ю ч е в ы е с л о в а : наплавка, адгезионно-активные износостойкие композиционные материалы, жаропрочные сплавы, структура, фазовый состав, интенсивность изнашивания одной из главных проблем судового машино- строения является повышение эффективности, надежности и ресурса газотурбинных двигате- лей (гтД). прежде всего, эти параметры опре- деляются износом контактных поверхностей рабочих лопаток, которые эксплуатируются в экстремальных условиях при высоких рабочих нагрузках и температурах. В настоящее время существует широкий выбор износостойких материалов для наплавки на контакт- ные поверхности с расплавлением или без расплав- ления основного металла. основными критериями их технологичности яв- ляются: температура плавления и возможные спо- собы нанесения на контактные поверхности жа- ропрочных сплавов. на практике перечисленные критерии могут иметь взаимоисключающее влия- ние, что существенно усложняет либо делает невоз- можным одновременный выбор оптимального со- става сплава для наплавки и способа формирования износостойкого слоя, который мог бы удовлетворять специфическим требованиям конкретного производ- ства [1]. Целью настоящей работы являлась разра- ботка новых адгезионно-активных износостой- ких жаропрочных композиционных материалов, обеспечивающих существенное повышение ре- сурса контактных поверхностей деталей горяче- го тракта гтД. известно, что в судовом газотурбостроении для изготовления турбинных рабочих лопаток применяют жаростойкие никелевые сплавы типа чс88У-Ви, чс70У-Ви и др. эти сплавы упрочня- ются дисперсными выделениями γ′-фазы Ni3(Al, ті), имеющей склонность к коагуляции в процес- се контактного взаимодействия при высоких тем- пературах, что приводит к формированию благо- приятных условий для увеличения износа, в том числе и за счет интенсификации процессов окис- ления поверхностного слоя, обедненного легиру- ющими элементами. эти сплавы относятся к ма- териалам с неудовлетворительной технологической свариваемостью, поэтому температура их нагрева при нанесении износостойкого слоя на контактную поверхность не должна превышать 1220 ± 10 ºс. В противном случае невозможно избежать резкого снижения прочности основного металла в результа- те деградации γ′-фазы и формирования трещин в ме- сте наплавки [2]. В этой связи сплавы, применяемые для упрочнения контактных поверхностей, должны, при нанесении в виде расплава, иметь температуру плавления не выше 1220 ± 10 ºс. при более высо- кой температуре плавления износостойкого ма- териала его нанесение осуществляют пайкой, но © а. М. Костин, В. а. Мартыненко, а. Б. Малый, В. В. Квасницкий, 2017 Р С Р 69 С С Р конструкция лопаток турбин не всегда позволяет применить этот эффективный метод. таким образом, износостойкие сплавы удобно разделить на две группы по температуре плавле- ния: до и более 1220 ± 10 ºс. Крайне сложной проблемой является разработ- ка сплавов, относящихся к первой группе, имею- щих необходимый уровень износостойкости при рабочих температурах (до 900 ºс) и способных выдержать кратковременный нагрев до температу- ры 1150 ºс, которая близка к температуре раство- рения упрочняющей γ′-фазы в основном металле. К сплавам первой группы относится компози- ция КБнхл-2, имеющая никель-кобальтовую ма- трицу с содержанием, мас. %: 35,5...36,5 никеля; 20,5…21,5 кобальта; 24,5…25,5 хрома;11,5…12,5 карбида хрома; 2,5…3,5 борида хрома и 2,9…3,1 бора [3]. Высокая относительная износостойкость сплава обеспечивается упрочнением никель-ко- бальтовой матрицы карбидами и боридами хро- ма. недостатком сплава является его низкая тем- пература плавления (~1070…1090 ºс), что не обеспечивает сплаву возможность выдерживать кратковременные термические нагрузки при тем- пературах до 1150 ºс. Все другие известные сплавы можно отнести ко второй группе, что существенно затрудняет их использование при нанесении на контактную по- верхность наплавкой. например, известен сплав на основе кобальта В3К-р, имеющий в своем со- ставе в качестве основных легирующих элемен- тов, мас. %: 28,0…32,0 хрома; 7,0…11,0 вольфрама; 1,6…2,0 углерода и дополнительно легированный в небольшом количестве Si, Mn, Ni, B, Fe. Упрочне- ние сплава обеспечивается образованием карбидов вольфрама и хрома [4]. температура стабильной экс- плуатации этого сплава не превышает 600 ºс. похожий химический состав имеет сплав на основе кобальта Stellite 12, имеющий в своем со- ставе в качестве основных легирующих элемен- тов, мас. %: 28,0...31,0 хрома; 7,2...9,2 вольфрама; 1,55...1,75 углерода и дополнительно Ni, Si, Fe, Mo. Упрочнение сплава происходит в результа- те образования карбидов вольфрама и хрома [5]. температура эксплуатации этого сплава так же не превышает 600 ºс. и з в е с т е н с п л а в н а о с н о в е н и ке л я х30н50ю5т2, содержащий, мас. %: 32,0...36,0 хрома; 5,0...6,0 алюминия; 1,4...2,1 титана; 1,2...1,6 углерода в качестве основных легирующих эле- ментов и дополнительно в небольшом количестве бор и железо. Высокая относительная износостой- кость этого сплава обеспечивается путем образо- вания интерметаллидов Ni3(Al, ті) и комплексных карбидов хрома и титана. такой механизм упроч- нения является недостаточно эффективным ввиду нестабильности γ′-фазы в условиях действия зна- чительных контактных нагрузок при повышен- ных температурах в окислительной среде. это способствует увеличению интенсивности изна- шивания сплава, что является его существенным недостатком. В авиационной технике достаточно успешно применяют сплав на основе кобальта хтн-61, со- держащий, мас. %: 19,0...21,0 хрома; 15,0...16,0 ниобия; 2,7...3,3 вольфрама; 1,8...2,2 молибдена; 0,8...1,2 алюминия; 1,95...2,30 углерода, упрочнен- ный дисперсными выделениями монокарбида ни- обия и имеющий высокую износостойкость, пре- вышающую износостойкость сплавов на основе никеля за счет стойкости упрочняющей фазы [6]. существенным недостатком этого сплава являет- ся его низкая жаростойкость и потеря свойств при расплавлении (температура плавления 1340 ± 10 ºс). нанесение этого сплава на контактные поверхно- сти возможно исключительно пайкой. похожий состав имеет сплав на основе кобаль- та хтн-62, содержащий, мас. %: 5,0...25,0 хрома; 13,5...17,0 ниобия; 6,0...12,0 вольфрама; 2,0...3,5 алюминия; 2,0...5,0 железа; 1,6...1,9 углерода. сплав обладает высокой жаростойкостью, однако относительно низкое содержание карбидной фазы (NbC) приводит к значительному снижению изно- состойкости сплава, что является существенным недостатком и не обеспечивает в полной мере все- го необходимого комплекса свойств. В основу разработки новых адгезионно-актив- ных износостойких жаропрочных композицион- ных материалов поставлена задача обеспечения необходимого уровня их износостойкости при рабочих температурах (до 900 ºс), способности выдерживать временные термические нагрузки в окислительной среде при температурах до 1150 ºс и возможности нанесения в виде расплава на кон- тактные поверхности при температурах их нагре- ва не выше 1220 ± 10 ºс. совместно с гп нпКг «зоря-Машпроект», разработаны новые износостойкие жаропрочные материалы КМх и КМхс, которые соответствуют требованиям, приведенным в работах [7, 8]. Т а б л и ц а 1 . Свойства сплавов КМХ и КМХС Марка сплава химический состав, мас. % температура плавления, ºсCo Cr Mo Si B Ni Cr3C2 КМх основа 17...18 27...28 2,8...3,2 0,8...1,2 - - 1185 КМхс основа 17...18 27...28 2,8...3,2 0,8...1,2 2,8...3,2 1,9...2,1 1165 температура плавления определялась методом высокотемпературного дифференциального термического анализа. Р С Р 70 С С Р химический состав и температура плавления сплавов КМх и КМхс приведены в табл. 1. идеология конструирования новых материалов базируется на использовании в качестве матри- цы легированного молибденом и хромом твердого раствора на основе кобальта, который хорошо вы- держивает контактные и термические нагрузки до температур 1000 ºс включительно, с дополнитель- ным введением бора и кремния, которые снижа- ют температуру плавления и повышают адгезион- ную активность сплавов до необходимого уровня во время нанесения на контактные поверхности в жидком состоянии. Кроме того, после кристалли- зации бор и кремний активно формируют равно- мерно распределенную, термодинамически устой- чивую, высокодисперсную упрочняющую фазу, которая состоит из комплексных силицидов и бо- ридов, что обеспечивает необходимый высокий уровень износостойкости сплавов. Дозированные добавки карбидов хрома в сплав КМхс несколько снижают температуру плавления, по сравнению со сплавом КМх, и стабилизируют его структуру и свойства. Микроструктура сплавов, полученных ва- куумно-индукционной плавкой в вакууме поряд- ка 10–2 па с последующим отжигом в течение 1 ч при температуре 1100 ºс, показана на рисунке. сплавы имеют регулярную двухфазную структу- ру, плотность и однородность которой повыша- ются при переходе от сплава КМх к КМхс. твер- дость сплава КМх составляет порядка 710...715 ед. (HV10), а сплава КМхс — 735...740 ед. средняя ми- кротвердость (Hμ50) составляющих фаз для спла- ва КМх соответствует 4771 Мпа (зона 1, рисунок) и 2365 Мпа (зона 2), а для сплава КМхс соответ- ственно 6661 Мпа (зона 3) и 3213 Мпа (зона 4). рентгеноструктурный анализ образцов сплавов свидетельствует о том, что основу обоих сплавов составляет твердый раствор легированного ста- бильного кубического кобальта (β — модифика- ция), который равномерно армирован дисперсны- ми выделениями упрочняющих фаз: CoB, Mo2B, MoSi, CoSi. сплав КМхс, кроме этого, содержит карбиды хрома Cr2C6 (табл. 2). Все идентифици- рованные фазы имеют переменный стехиометри- ческий состав и содержат в различном соотноше- нии химические элементы – компоненты сплавов. сравнительные испытания износостойкости промышленных сплавов и новых композиционных материалов КМх и КМхс осуществляли по из- вестной методике [10] в условиях высокотемпера- турного фреттинга на газодинамическом стенде, по- зволяющем полностью воссоздать условия работы контактных поверхностей рабочих лопаток турбин в двигателе как по нагрузкам, уровням ускорений, скоростям нагрева и охлаждения, частоте вибраций, так и по газовой среде. В качестве топлива использо- вали авиационный керосин тс-1. при испытаниях износостойкости исследуе- мых образцов определяли интенсивность изнаши- вания: JV = V/N, где JV — объемная интенсивность изнашивания, мм3/цикл; V — объем изношенно- Т а б л и ц а 2 . Фазовый состав сплавов КМХ и КМХС Марка сплаву Межплоскостное расстояние (эксперименталь- ные данные), dhkl Межплоскостное расстояние (литера- турные данные), dhkl Фаза [9] КМх 2,046 1,775 2,040 1,770 Co 0,219 0,185 0,219 0,183 CoB 0,237 0,220 0,237 0,219 Mo2B 0,237 0,219 0,237 0,220 MoSi 0,198 0,181 0,197 0,183 CoSi КМхс 2,047 1,776 2,040 1,770 Co 0,219 0,185 0,219 0,183 CoB 0,237 0,220 0,237 0,219 Mo2B 0,237 0,219 0,237 0,220 MoSi 0,198 0,181 0,197 0,183 CoSi 0,238 0,218 0,237 0,219 Cr2C6 Микроструктура сплавов КМх (а) и КМхс (б) Р С Р 71 С С Р го материала, мм3; N — количество циклов на- гружения (производная от частоты колебаний об- разцов). остальные параметры соответствовали следующим условиям: статическая контактная нагрузка — 50 Мпа; амплитуда относительного перемещения образцов — 0,169 мм; частота ко- лебаний — 2500 мин–1; время испытаний — 2 ч; температура в области контакта исследуемых об- разцов ~ 1150 °с. исследуемые образцы из жаропрочного ни- келевого сплава чс88У-Ви с размерами полок 22×12×2 мм наплавляли слоем износостойкого материала толщиной 2 мм с последующим отжи- гом при температуре 1100 °с в вакууме 10–2 па на протяжении одного часа для снятия напряжений. Все наплавочные материалы использовали в виде прутков сечением 2×2 мм. промышленные напла- вочные материалы х30н50ю5т2 и В3К-р наплав- ляли аргонодуговой сваркой неплавящимся воль- фрамовым электродом в среде аргона (код сварки 141), при этом микротрещины в переходной зоне от основного к наплавленному металлу условно не считали недопустимыми дефектами. наплав- ку стеллитом КБнхл-2 и новыми адгезионно-ак- тивными наплавочными материалами КМх и КМхс выполняли ацетилено-кислородным пла- менем нормальной регулировки горелкой гс-2, наконечник № 2 (код сварки 311). поверхность под наплавку и наплавочные прутки флюсовали раствором флюса пВ200 в спирте (соотношение 1:7). после наплавки образцы очищали от остатков флюса гальваническим способом, механически об- рабатывали и проводили неразрушающий контроль люминесцентным методом. испытания на износ вы- полняли на парах идентичных образцов с площадью взаимного контакта около 50 % (12...14 мм2). резуль- таты испытаний приведены в табл. 3. анализ результатов испытаний показал, что в условиях нагрева до температуры ~1150 °с про- мышленные износостойкие жаропрочные сплавы В3К-р и КБнхл-2 не выдерживают контактные нагрузки и полностью разрушаются. образцы, на- плавленные промышленным износостойким жа- ропрочным сплавом х30н50ю5т2, могут лишь ограниченное время работать в таких условиях ввиду интенсивного износа. разработанные новые адгезионно-активные материалы КМх и КМхс демонстрируют значительно более высокую изно- состойкость, при этом среднее значение интенсив- ности их износа на базе испытаний два часа в 3...4 раза ниже, чем поверхностей, наплавленных про- мышленным сплавом х30н50ю5т2 на базе испы- таний сорок минут. Дозированные добавки карби- дов хрома (в количестве около 2 мас. %) в сплав КМхс одновременно со снижением температуры плавления сплава (на ~20 °с) приводят к повыше- нию его износостойкости по сравнению со спла- вом КМх на 15...20 %. Высокие характеристики износостойкости и возможность работы в услови- ях действия критических температур позволили рекомендовать разработанные композиционные материалы и технологию их наплавки на бандаж- ные полки лопаток судовых газотурбинных дви- гателей к промышленному применению на гп нпКг «зоря-Машпроект». Выводы 1. В условиях нагрева до критических темпера- тур промышленные износостойкие жаропрочные сплавы, используемые в судовом машинострое- нии, такие как В3К-р, КБнхл-2, х30н50ю5т2, не выдерживают контактные нагрузки и разруша- ются. 2. предложенные новые адгезионно-активные композиционные материалы КМх и КМхс не только способны выдерживать критические тем- пературы до 1150 °с, но и демонстрируют при этом высокие показатели износостойкости, удов- летворяющие эксплуатационным требованиям и требованиям к восстановительному ремонту со- временных судовых гтД. 1. Костин а. М. Материалы для упрочнения лопаток газо- вых турбин / а. М. Костин, а. ю. Бутенко, В. В. Квас- ницкий // автоматическая сварка. – 2014. – № 6-7 (733). – с. 136–138. 2. Костин а. М. анализ материалов для упрочнения бан- дажных полок лопаток турбин (обзор) / а. М. Ко- стин, а. ю. Бутенко, а. Б. Малый // Вестник нУК. – 2012. – № 5. – с. 137–141 (http://ev.nuos.edu.ua/ru/ material?publicationId=19317) 3. алтухов а. а. применение жаростойкого материала КБнхл-2 для наплавки деталей газовых турбин / а. а. ал- тухов, о. В. гаврилов // сварщик. – 2004. – № 2. – с. 22–23. 4. пейчев г. и. сравнительные характеристики износо- стойких сплавов для упрочнения бандажных полок ра- бочих лопаток газотурбинных двигателей / г. и. пейчев, В. е. замковой, н. В. андрейченко // Вестник двигателе- строения. – 2009. – № 2. – с. 123–125. 5. сом а. и. плазменно-порошковая наплавка стеллитом фиксаторов труб / а. и. сом, В. ю. ищенко, а. Б. Малый // сварщик. – 2004. – № 2. – с. 18–19. 6. структура и свойства износостойкого сплава на основе кобальта с карбидом ниобия / г. п. Дмитриева, т. с. че- Т а б л и ц а 3 . Результаты испытаний износостойкости наплавленных образцов испытываемый материал х30н50ю5т2 В3К-р КБнхл-2 КМх КМхс min/max среднее 7,718/14,408 10,126 разрушился разрушился 1,817/3,750 2,761 1,548/2,894 2,372 интенсивность изна- шивания, Jv, мм3/цикл (на базе испытаний 40 мин) (на базе испытаний 2 ч) (на базе испытаний 2 ч) Р С Р 72 С С Р репова, т. а. Косорукова [и др.] // Металлофизика и но- вейшие технологии. – 2015. – т. 37, № 7. – с. 973–986. 7. пат. № 107286 Украина, МпК C22C 19/07, C22F 1/10. зносостійкий жароміцний композиційний сплав на ос- нові кобальту / о. М. Костін, В. о. Мартиненко, о. Б. Ма- лий, а. ю. Бутенко; заявник та патентовласник націо- нальний університет кораблебудування імені адмірала Макарова. – № u 2015 12664; заявл. 21.12.2015; опубл. 25.05.2016, Бюл. № 10. 8. пат. № 111213 Украина, МпК C22C 19/07, C22C 29/00. Жароміцний зносостійкий композиційний сплав на ос- нові кобальту / о. М. Костін, В. о. Мартиненко, о. Б. Ма- лий, а. ю. Бутенко; заявник та патентовласник націо- нальний університет кораблебудування імені адмірала Макарова. – № u 2016 02906; заявл. 22.03.2016; опубл. 10.11.2016, Бюл. № 21. 9. Миркин л. и. рентгеноструктурный контроль машино- строительных материалов. справочник / л. и. Миркин. – М.: Машиностроение, 1979. – 134 с. 10. Івщенко л. й. Метод трибологічних випробувань за умов циклічного силового і температурного навантаження / л. й. Івщенко, а. г. андрієнко // Металознавство та об- робка металів. – 1996. – № 3. – с. 62–65. о. М. Костін1, В. о. Мартиненко1, о. Б. Малий2, В. В. Квасницький3 1національний університет кораблебудування ім. адмірала Макарова. 54025, м. Миколаїв, пр-т героїв сталінграду, 9. E-mail: university@nuos.edu.ua 2Дп нВКг «зоря-Машпроект». 54018, м. Миколаїв, пр-т Богоявленський, 42-а. E-mail: office@zorya.com.ua 3нтУУ «КпІ ім. Ігоря сікорського». 03056, м. Київ, пр-т перемоги, 37. E-mail: kvas69@ukr.net аДгезІйно-аКтиВнІ ЖароМІЦнІ зносостІйКІ МатерІали КМх та КМхс Для наплаВлення розроблено нові адгезійно-активні зносостійкі жароміцні композиційні матеріали КМх і КМхс для наплавлення, що забезпечують істотне підвищення зносостійкості контактних поверхонь деталей гарячого тракту газотурбінних двигунів. Встановлено, що додаткове введення карбіду хрому в сплав на основі твердого розчину кобальту, легованого молібденом, хромом, бором і кремнієм сприяє стабілізації його структури і властивостей з одночасним зниженням температури плавлення композиції. Бор і кремній забезпечують підвищення адгезійної активності сплавів при нанесенні на контактні поверхні і утво- рюють рівномірно розподілені термодинамічно стійкі високо- дисперсні комплексні силіциди та бориди. Випробування зно- состійкості доводять, що середнє значення інтенсивності зносу робочих поверхонь, наплавлених новими матеріалами КМх і КМхс, в умовах роботи при критичних температурах в окислю- вальному середовищі у 3...4 рази нижче, ніж поверхонь, наплав- лених відомими промисловими сплавами. Високі характеристи- ки зносостійкості і можливість роботи в умовах дії критичних температур дозволили рекомендувати розроблені композиційні матеріали і технологію їх наплавлення до промислового засто- сування. Бібліогр. 10, табл. 3, рис. 1. Ключові слова: наплавка, адгезійно-активні зносостійкі ком- позиційні матеріали, жароміцні сплави, структура, фазовий склад, інтенсивність зношування поступила в редакцию 09.12.2016 Компания «Витаполис» — новый национальный производитель на рынке сварочных материалов Первого декабря 2016 г. производственну площадку завода компании ООО «Витаполис» в г. оярка ( иевская обл.) посетила делегация нститута лектросварки им. . О. Патона в составе зам. директора, акад. обанова . , акад. ригоренко . ., член корр. Ахонина С. В. елегаци принимали технический директор Алимов А. . и коммерческий директор Водопьянов А. В. остям были продемонстрированы производственные возмож ности компании «Витаполис» в части производства сварочных проволок специального назначения диаметром 0, 4,0 мм из перлитных, ферритных, мартенситных и аустенитных сталей. Все проволоки производятся с прецизионной намоткой на кар касные кату ки после специальной обработки поверхности до и после волочения, разработанной специалистами предприя тия. В составе завода работает лаборатория контроля качества производства и готовой продукции, аккредитованная АА с ноября 2016 года. После ознакомления с производственными возможностями компании «Витаполис», обсуждались направления сотрудничества с С им. . О. Патона в разработке и запуске производства сварочных материалов специального назначения для ре ения ирокого круга производственно технических задач промы ленности краины в ави ационной, ракетно космической и военной технике, а также нергетике и ма иностроении. Стороны договорились о долгосрочном сотрудничестве в области производства сварочных проволок и других сварочных материалов. А. . Алимов, технический директор ООО «Витаполис»

Адгезионно-активные жаропрочные износостойкие наплавочные материалы КМХ и КМХС

Репозитарії

Схожі ресурси