Твердость металла при наплавке



Технология наплавки износостойкими сплавами

Введение

Наплавка металлов износостойкими сплавами выполняется с целью

повышения их износоустойчивости и твердости.

Для наплавки деталей применяют литые сплавы в виде прутков, порошковые наплавочные смеси, металлические электроды с легирующим покрытием, керамические легирующие флюсы, порошковую проволоку, стальную наплавочную проволоку, трубчатые наплавочные электроды.

Для деталей, работающих при высоких температурах применяют

стеллиты. Сормайты применяют для деталей, которые работают при нормальных и слегка повышенных температурах.

Для наплавки твердых и износостойких сплавов применяют

электродуговую сварку, сварку угольным электродом, газовую сварку,токи высокой частоты, так же применяют специальные наплавочные электроды.

Цель наплавки — упрочнение и восстановление деталей (оборудования) посредством нанесения на поверхность покрытий, обладающих высокой износостойкостью (кислотостойкостью, термостойкостью). В этом разделе речь пойдет о нанесении защитного

покрытия именно с помощью сварки.

Процесс наплавки является основой и для изготовления

биметаллических изделий. В зависимости от того, какая форма изделия,

какие берутся исходные материалы, какие условия работы, наконец масса изделия, предполагают различные подходы в выборе технологии наплавки. Если невозможна механизация процесса сварки (наплавки), то лучше всего остановиться на наплавке покрытыми электродами. Глубина проплавления основного металла должна быть минимальной. Это достигается путем наклона электрода в сторону, обратную ходу наплавки. Диаметр электрода должен быть в пределах 2— 6 мм. Ток постоянный, обратной полярности (на электроде «плюс»). Сила тока — от 80 до 300А. Наплавка требует определенных навыков в работе. Надо при минимальном токе и напряжении, чтобы не увеличивать долю основного металла в наплавленном, оплавить оба компонента. Состав металла будет определять тип электрода, а толщина и форма — диаметр электрода

Напряжение дуги определяет форму наплавленного валика; при его

повышении увеличивается ширина и уменьшается высота валика, возрастает

длина дуги и окисляемость легирующих примесей, особенно углерода. В

связи с этим стремятся к минимальному напряжению, которое должно

согласовываться с током дуги. Обычно наплавку ведут при напряжении дуги

28—32 В и силе тока 300—450 А электродной проволокой диаметром 3—4

Техника наплавки предусматривает различные приемы ведения работ

при наплаве тел вращения, плоских поверхностей и деталей сложной формы.

Цель их одна — получение качественного наплавленного слоя заданных

свойств и минимальная деформация изделия.

При наплавке тел вращения это достигается ведением непрерывного

процесса по винтовой линии с перекрытием последующим валиком

предыдущего. Плоские детали целесообразно наплавлять электродными

лентами с минимальным проплавлением основного металла.

Применяемые в качестве наплавочных материалов хромоникелевые

аустенитные стали обладают высокими антикоррозионными свойствами.

Если в эту сталь добавить марганец, возрастет ее вязкость, что важно для процесса наплавки.

Когда хромоникелевые аустенитные стали используются для наплавки,

то использовать надо покрытые электроды одинакового с этой сталью

состава. Сама наплавка ведется в среде газа аргона или под флюсом.

Подогревать хромоникелевые стали не требуется.

Наплавочные материалы

Самыми распространенными наплавочными сплавами являются:

Сталинит М — применяется в виде порошка для наплавки

быстроизнашивающихся деталей из стали и чугуна. Сталинит М

содержит хром 24 — 26%, марганец 6 – 8,5%, углерода 7 – 10%, кремния

до 3%, фосфора до 0,5%, серы до 0,5%, остальное железо. Производят

Сталинит М из ферромарганца марки МН – 6, феррохрома марки ХР – 6,

нефтяного кокса и железной стружки которые смешиваются в

определенных пропорциях до получения сталинита. Твердость сталинита

после наплавки составляет не менее 75HRA или 52HRC.

Вокар – это смесь из измельченного вольфрама и углерода. При

наплавке дает очень твердую смесь карбида вольфрама в железе его

твердость составляет: 1-й слой 50 – 58HRC, 2-й слой 61 – 63HRC. Применяется в основном для наплавки бурового инструмента, является дорогим сплавом.

Висхом – недорогой сплав, который не содержит вольфрама. В его

состав входят: углерод 6%, марганец 15%, хром 5%, остальное железная

или чугунная стружка. В основном применяется в сельхозмашиностроении, этим сплавом наплавляют плуги, лемеха, зубья

борон и т.д. Твердость наплавленного слоя достигает 250 – 320HB.

Боридная порошковая смесь – состоит из 50% боридов хрома, и

50% железного порошка. Наплавленный слой получается хрупким.

Применяется для деталей, работающих в абразивной среде. Твердость

наплавленного слоя 82 – 84HRA.

Литые износостойкие сплавы производятся в виде прутков

длинной 400 – 450мм:

Стеллит – состоит из растворенных карбидов хрома в кобальте.

Стеллит обладает большой коррозионной стойкостью, ударной

вязкостью, хорошие наплавочные свойства. Твердость при наплавке достигает до 46 – 48HRC.

Сормайт – состоит из растворенных карбидов хрома в никеле и

железе. Твердость достигает до 49 – 54HRC. Сормайт №1 после наплавки

не требует термообработки (можно сразу обрабатывать резцом). Сормайт

№2 менее хрупкий, чем Сормайт №1 может обрабатываться резцом только после отжига, после закалки снова приобретает высокую прочность.

Для деталей, работающих при высоких температурах применяют стеллиты. Сормайты применяют для деталей, которые работают при нормальных и слегка повышенных температурах.

Для наплавки твердых и износостойких сплавов применяют электродуговую сварку, сварку угольным электродом, газовую сварку, токи высокой частоты, так же применяют специальные наплавочные электроды.

Электроды для наплавки

Специальные электроды марок 03H-250, ОЗН-ЗОО, 03H-350, 03H-400 и

У-340 применяются для получения наплавки средней твердости деталей из

углеродистых и среднелегированных сталей (цифровые индексы показывают

среднюю твердость третьего слоя наплавки по Бринеллю).

Заданная твердость наплавки достигается введением в наплавленный

металл через покрытие одного или нескольких легирующих элементов (Mn,

Cr, Si и др.). Это способствует образованию закалочных структур и

упрочнению феррита. Покрытие наносится на обычную сварочную

проволоку. Углерод в таких электродах не является ведущим легирующим элементом. В зависимости от марки электрода содержание углерода в наплавленном металле колеблется в пределах 0,12—0,3%.

Износостойкость закаленного металла, наплавленного электродом

ОЗН-ЗОО, в 1,5 раза выше, чем закаленной стали марки 40Х. Электроды

ОЗН-ЗОО и 03H-250 следует рекомендовать для наплавки закаленных

деталей из среднеуглеродистых сталей марок 40 и 45, из хромистых сталей

марок ЗОХ, 35Х, 40Х и др. Эти электроды применимы для наплавки деталей

из малоуглеродистых сталей и сталей марок 35 и 40.

Читайте также:  Может ли продуть грудную железу симптомы

Хорошие результаты получают при наплавке закаленных деталей из

стали марки 40Х электродами У-340.

Металл, наплавленный электродами 03H-250, хорошо обрабатывается

режущими инструментами. Твердость металла, наплавленного электродом

ОЗН-ЗОО и другими, может быть снижена отжигом при 850° и охлаждением

При закалке наплавленный металл достигает твердости НВ 400-460.

Электродами ОЗН-ЗОО, 03H-250 и У-340 наплавка производится

постоянным током при обратной полярности. Ток для электрода У-340

диаметром 4 мм — 135—170 а, а для электрода ОЗН диаметром 5 мм — 210—240 а. Если в составе покрытия электрода ОЗН имеется поташ, сварку можно вести на переменном токе. После наплавки производят правку полуоси, протачивание шлицевой части и фрезерование шлицев. Затем полуось нагревают до 840—860°, закаливают в масле и отпускают при 250—300°.

При применении электродов Т-590 и Т-620 благодаря большой степени легирования Сг, В и Ti наплавленный ими металл имеет структуру карбидной эвтектики на основе а-твердого раствора и большое количество первичных карбидов. Вследствие этого термическая обработка наплавленного металла дает снижение твердости, а механическая обработка возможна только абразивами.

Металл, наплавленный электродами Т-590 и Т-620, характеризуется

повышенной, хрупкостью и склонностью к образованию трещин; поэтому при большом износе рекомендуется наплавлять только верхние рабочие слои.

Нижние слои наплавляют более мягкими электродами.

Технология наплавки износостойкими сплавами

Перед наплавкой устанавливают высоту наплавочного слоя,

поверхность, подлежащая наплавке, должна быть очищена от грязи,

ржавчины, окалины, масла и влаги. При наложения первого слоя наплавки стремятся каждый предыдущий валик перекрывать на 25-30% его ширины, сохраняя при этом постоянство его высоты. При необходимости увеличить высоту наплавочного валика производят наплавку следующего валика, очистив наплавленный слой от неметаллических включений и шлака, образованных при наложении предыдущего слоя.

В зависимости от марки металла наплавка может выполняться без подогрева изделия и с предварительным подогревом.

Основными требованиями, предъявляемыми к качеству наплавки, являются: надежное сплавление основного металла с наплавленным, отсутствие дефектов в наплавленном металле, идентичность свойств наплавленного и основного металла.

Надежное сплавление наплавки с основным металлом обеспечивается подбором силы тока, что для наплавочных установок с постоянной скоростью подачи электрода соответствует подбору скорости подачи проволоки или ленты.

Металлы можно наплавлять при помощи электродуговой или газовой

Электродуговой способ наплавки сормайтом более прост. В процессе наплавки первого слоя расплавленные основной металл детали и сормайт хорошо перемешиваются, в результате первый наплавленный слой получается комбинированным с пониженной твердостью. Для получения однородного слоя сормайта наплавку ведут в два и более слоев. Этот способ применяют при наплавке больших поверхностей, но этим способом трудно наплавлять острые кромки и малые детали. Чтобы предохранить от окисления стержень сормайта в процессе наплавки, для их покрытия применяют специальные обмазки. Наплавка сормайтом при помощи ацетилено-кислородного пламени осуществляется электродами диаметром от 2 до 3 мм.

Перед наплавкой ремонтируемую деталь нагревают до поверхностного

ее оплавления, после чего в эту зону вводят электрод сормайта. Чтобы

избежать окисления наплавленного слоя » выгорания углерода, вольфрама и

хрома, наплавку производят с избытком ацетилена. В процессе наплавки

электрод сормайта необходимо держать в пламени горелки, чтобы капли сплава попадали только на расплавленную поверхность ремонтируемой детали. Горелка должна находиться под углом на расстоянии» 18—20 мм от поверхности детали. Детали сложной конфигурации и больших размеров во избежание появления внутренних напряжений предварительно подогревают до температуры 650—700 °С.

Сормайт термически обрабатывается. Отжиг производится при температуре 890—900 °С с выдержкой при данной температуре в печи до 4 ч. После выдержки деталь вместе с печью охлаждается до температуры 720—740 °С и при повторной выдержке при указанной температуре в течение 4 ч с последующим охлаждением вместе с печью до 600 °С, а в дальнейшем на воздухе твердость доводится до HRC 30—35. Детали, наплавленные сормайтом, закаливают в масле, т. е. нагревают до температуры 940—960 °С и выдерживают в течение 40—50 мин с последующим охлаждением в масле.

Отпуск производится при температуре 250 °С и выше с выдержкой в течение 1 ч и охлаждением на воздухе. После отпуска твердость сормайта № 2. HRC 40-45. Если реставрируемая деталь имеет большой износ, то вначале наплавку нужно произвести металлическим электродом и только последний слой необходимо наплавлять твердым сплавом с последующим медленным охлаждением, чтобы предотвратить образование трещин. Сормайтом № 2 наплавляют ножи прессножниц (толщина слоя до 5 мм) и другие детали.

Источник

Твердость металла при наплавке

ТВЕРДОСТЬ НАПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА

Копенов Бахтияр Темербекович – КазАТК им М.Тынышбева, Алматы, РК

Экспериментально установлено, что режим наплавки существенно не влияет на изменение значений твердости наплавленного металла. Установлено, что твердость нанесенного металла при многоэлектродной наплавке выше, чем при одноэлектродной. При этом распределение ее с поверхности вглубь и по ширине наплавленного металла более равномерно, чем при одноэлектродной. Разброс твердости при многоэлектродной наплавке не превышает HV 20-30, а при одноэлектродной составляет HV 40-60. Это объясняется тем, что при многоэлектродной наплавке достигается большая стабильность химического состава, чем при одноэлектродной /1/.

Микроструктура стали Ст.3 состоит из мелких зерен перлита и феррита с размером соответствующим 8 баллу.

Микроструктура образцов из сталей Ст.25Л и Ст. 35 ГЛ (основной металл звена гусеницы экскаватора Э-652) представляет собой крупные зерна перлита и феррита с неравномерным распределением, характерным для литых сталей.

Микроструктура образцов из стали Ст.45 состоит из сорбитообразного перлита и сетки феррита, расположенной по границам зерен. Размер действительного зерна феррита соответствует 4 баллу по ГОСТу 5639-65.

Микроструктура опорного катка экскаватора Э-652, изготавливаемого из стали Ст.45 характерна для прокатной стали и состоит из зерен перлита и вытянутых зерен феррита. Размер зерна феррита соответствует 7 баллу.

Структура металла, наплавленного порошковой проволокой ПП-У25 XI 7 T -0, подобна белому доэвтектическому чугуну и состоит из зерен аустенита дендритной формы и ледебуритной эвтектики. Эвтектика содержит продукты распада аустенита и карбидную фазу, состоящую из железнохромистых карбидов. В соответствии с уровнем легирования наплавленного металла ( Cr / C >5) в аустените преобладают карбиды хрома типа Cr 23 C 6. В матрице наплавки имеются также карбиды титана. Микротвердость аустенита составляет H м395, а карбидов хрома – в пределах I 200- I 400. Граница сплавления наплавленного металла порошковой проволокой ПП-У25 XI 7 T -0 со сталями принятых образцов и деталей резко выражена. Это объясняется высоким содержанием углерода в наплавленном металле.

Читайте также:  Способ получения металлов при высоких температурах

Структура металла, наплавленного порошковой проволокой ПП-Г I 3 H 4-0 состоит из аустенита. Микротвердость аустенита составляет 260МПа. Структура металла, наплавленного порошковой проволокой ПП-ТН250 состоит из зерен феррита и перлита. Зерна феррита содержат дисперсные карбиды титана вследствие чего микротвердость феррита выше, чем в малоуглеродистых сталях и составляет 2 I 0 МПа. Структура металла, наплавленного порошковой проволокой ПП-ТН500 представляет собой троостит с включениями хрома по границам зерен. Микротвердость троостита 645 МПа. Для всех исследованных микроструктур характерно, что зерна структурных составляющих как наплавленного, так и основного металла по краям валика мельче, чем в его средней части. Это обусловлено интенсивным теплоотводом по краям сварочной ванны при наплавке. Полученные микроструктуры наплавленного металла порошковыми проволоками ПП-У25 XI 7 T -0, ПП-Г I 3 H 4-0, ПП-ТН250 и ПП-ТН500 при многоэлектродной наплавке подобны микроструктурам, полученным другими авторами при одноэлектродной наплавке указанными порошковыми проволоками. Сравнение полученных микроструктур наплавленного металла показало, что микроструктура первого слоя при многоэлектродной наплавке тождественна структуре 3-4 слоя, получаемого при одноэлектродной наплавке.

Изучалось влияние режима наплавки на структуру: наплавленного металла, зоны сплавления и основного металла в зоне термического влияния. Остальные параметры режима наплавки поддерживались постоянными: n =4, Ug =28-32в, V н=8,6 м/час, δ=35 мм /2/.

Выявлено, что при многоэлектродной наплавке на низких значениях сварочного тока J ≤400а в наплавленном металле преобладают зерна легированного аустенита, имеющие преимущественно дендритную ориентацию; в зоне сплавления наблюдаются мартенситные участки, проникающие в отдельных местах в наплавленный металл. Микротвердость мартенсита 740-780 МПа.

Образование мартенсита объясняется высокой скоростью охлаждения при наплавке на низких значениях сварочного тока: структура основного металла в зоне термического влияния значительно науглерожена и состоит из сорбитообразного перлита глубиною до 5,5 мм в средней части валика с постепенным переходом к исходной феррито-перлитной структуре основного металла. Вследствие образования в зоне сплавления хрупких закалочных структур в науглероженной зоне основного металла появляются трещины. Глубина науглероженной зоны по краям валика составляет 0,2-0,3 мм, что на 90-95% меньше, чем в средней части.

Науглероживание основного металла происходит, очевидно, в твердом состоянии при температуре выше Ас3, когда основной и наплавленный металл имеют аустенитную структуру. В этом состоянии благодаря высокой скорости диффузии углерода может происходить некоторое выравнивание его концентрации в аустените основного металла и наплавки. Так как углерода в аустените наплавленного металла содержится больше, чем в основном металле, диффузия идет из наплавленного металла в основной тем быстрее, чем больше разница в концентрациях углерода.

С увеличением сварочного тока до 500-540 ампер зерна легированного аустенита становятся крупнее и не имеют ярко выраженного дендритного строения, характерного для малых токов. Науглероженность зоны термического влияния значительно меньше. У границы сплавления на глубине I ,0- I ,5 мм структура основного металла состоит из сорбитообразного перлита и крупной разорванной сетки феррита. Размер действительного зерна феррита соответствует I баллу. По мере удаления от границы сплавления количество феррита увеличивается, а размер зерна уменьшается до 7-3 балла. На границе сплавления образуется аустенитная полоска размером 0,035 мм с микротвердостью 38 I МПа и отдельные мартенситные участки.

При сварочном токе свыше 620 ампер по всей границе сплавления наблюдается узкая нетравящаяся мартенситная полоска с микротвердостью 7 I 7 МПа. Появление мартенситной полосы, по-видимому, вызвано обеднением металла легирующими элементами за счет разбавления и перехода в основной металл. Структура основного металла в зоне термического влияния аналогична предыдущему режиму ( J =500-540ампер).

Наличие узкой мартенситной полосы является крайне неблагоприятным, так как снижается прочность сцепления наплавленного металла с основным, что может привести к отслаиванию покрытия.Отмеченное явление (наличие мартенситных участков) не наблюдается при наплавке порошковой проволокой ПП-У25 XI 7 T -0 на стали Ст.3 и Ст.25Л.

Очевидно, что на границе сплавления наплавленного и основного металла образуется аустенитная полоса с микротвердостью Нм380. Ширина полосы зависит от режима наплавки. Так, при режиме: n =5, J =700-720 a , Ug =36-38в ширина аустенитной полосы равна 0,025 мм; при n =4, J =540-560 a мпер, Ug =30-34в – 0,075 мм. При наплавке на сталь Ст.3 в зоне оплавления при указанном режиме имеется участок перегрева основного металла, незначительная науглероженная зона и ориентация зерен феррита по видманштемту. При наплавке на сталь Ст.25Л в зоне сплавления образуется игольчатый перлит и сетки феррита с размером зерна соответствуют I баллу. Влияние тока на структуру металла исследовалось также для порошковой проволоки ПП-ТН250. При повышение сварочного тока до 700 ампер выявляется резкая граница сплавления наплавленного металла с основным. В наплавленном металле вблизи границы сплавления, причем неблагоприятные структуры отсутствуют. Микротвердость легированного феррита составляет также 200-210 МПа.

При повышении сварочного тока до 700 а выявляется резкая граница сплавления наплавленного металла с основным .

В наплавленном металле вблизи границы сплавления образуется игольчатая мартенситная структура с микротвердостью 412 МПа, причем иглы мартенсита распространяются вглубь наплавленного металла. По мере удаления от границы сплавления структура наплавленного металла представляет собой основную феррито-перлитную структуру. Основной металл у границы сплавления имеет видманштеттовую ориентацию.

Влияние напряжения на дуге на структуру металла исследовалось при наплавке порошковой проволокой ПП-ТН250 на сталь Ст.3.

При этом другие параметры были следующие: τ =500-540 а, Vн=8,6 м/час, δ= 35мм α =45°, n =4.

В отдельных участках зоны термического влияния также образуется крупнозернистая структура.

Исследование влияния Uд на структуру металла исследовалось при наплавке порошковой проволокой ПП-ТН250 на сталь Ст.3. Скорость наплавки изменялась от 5,4 до 13,0 м/час. Изменение скорости наплавки не вызывает структурной неоднородности, наблюдается плавный переход от наплавленного металла к основному. Однако выявлено, что повышение V н приводит к уменьшению зерен структурных составляющих. Износостойкость на изнашивание на машине НК подвергались образцы, изготовленные из металла, направленного порошковыми проволоками одно- и многоэлектродным способом. В качестве эталона (ξ= I ) приняты образцы, изготовленные из оттоженой стали Ст.45 с твердостью HV 180. Из типичного характера износа поверхности эталонного образца видно, что поверхность шаржирована зернами абразива. На всей поверхности имеются следы вдавленных ямок. Риски, ориентированные вдоль направления трения, отсутствуют. На задней грани образца имеется наплыв, представляющий собой пластический деформированный металл.

Читайте также:  Смесь металла с ртутью

Проволочными экспериментами установлено, что для испытанных наплавочных материалов наблюдается повышение относительной износостойкости при многоэлектродной наплавке на 10-15%. Это объясняется повышенным содержанием легирующих элементов в наплавленном металле при многоэлектродной наплавке и большей твердостью, чем при одноэлектродной.

Наибольшую относительную износостойкость (ξ=2,2 при n =4, ξ=1,8 при n = I ) имеет металл, наплавленный порошковой проволокой ПП-ТН500. легирующие элементы порошковой проволоки выбраны в таком соотношении, что структура наплавленного металла имеет матрицу, состоящую из продуктов распада аустенита, и дисперсные карбиды хрома по границам зерен.

Как показали исследования, наплавленный металл с такой структурой отвечает требованиям, предъявленным к сплавам, обладающим повышенным сопротивлением абразивному износу.

Изучение изношенной поверхности образца, наплавленного ПП-ТН500, позволило обнаружить глубокие риски параллельные между собой и ориентированные в направлении трения.

Протяженность рисок равна ширине изнашиваемой поверхности. Появление рисок равно ширине изнашиваемой поверхности. Появление рисок обусловлено многократной пластической деформацией наплавленного слоя при контакте с абразивом. На поверхности видны также отдельные прерывистые углубления от внедрения зерен абразива и многочисленные тонкие царапины, ориентированные в направлении движения образца. Можно предположить, что процесс изнашивания характеризуется как пластическими деформациями, так и микрорезанием. Такой механизм износа обусловлен в значительной мере влиянием отношения твердости абразива к твердости испытуемого материала.

Металл, наплавленный порошковой проволокой ПП-У25 XI 7Т-0, также имеет высокую относительную износостойкость (ξ=1,8 при n =4 ξ=1,6 при n =1). Наплавленный металл является доэвтектическим сплавом, относящимся к системе легирования C — Cτ – Tί .

Высокое значение относительной износостойкости объясняется повышенным содержанием углерода (до 1,8%) и наличием карбидной фазы. Основываясь на результатах исследований, изложенных в работе /5/, можно предположить, что на износостойкость сплавов с высоким содержанием углерода и хрома, большее влияние оказывает углерод.

Относительная износостойкость металла, наплавленного порошковой проволокой ПП-У26Х I 7Т-0, определялась Ю.А.Юзвенко /4/ и В.М.Кражковым путем испытания на машине Х4-Б. Полученная величина ξ=2,2, выше в 1,2 раза, чем в наших опытах. Это различие обусловлено разным механизмом изнашивания на машинах НК и Х4-Б. меньшее значение ξ при испытании на машине НК, чем на Х4-Б было раннее установлено М.М.Хрущевым и М.А.Бабиченым при исследовании ряда структурно неоднородных наплавок.

На изношенной поверхности испытанного ПП-У25Х I 7Т-0, имеются прерывистые риски, вмятины и неровности без четкой ориентации. на задней грани образца обнаружены незначительные заусенцы, представляющие собой деформированный металл, наплавленного порошковой проволокой ПП-Г I 3Н4-0 (ξ=1,3 при n =4, ξ=1,15 при n = I ), объясняется тем, что при испытании на машине НК отсутствуют ударные нагрузки и не реализуется эффект упрочения марганцовистого аустенита от наклепа.

На поверхности трения образцов имеются следы вдавливания, оттеснения, ямки и риски. Вдавливание и оттеснение обусловлены, видимо, пластической деформацией, а ямки и риски возникают соответственно от перекатывания и проскальзывания зерен абразива.

В предельно наклепанном состоянии твердость стали СТ.Г I ЗЛ может увеличиться почти в 4 раза образующийся весьма твердый поверхностный слой хорошо сопротивляется истиранию, тогда как сохранившаяся вязкая аустенитная сердцевина успешно противостоит ударным нагрузкам. Поэтому, как показали исследования, аустенитная марганцовистая сталь может оказаться оптимальной для деталей, работающих в условиях абразивного изнашивания с нагрузками высокой динамичности. К числу таких деталей относятся, например зубья ковшей экскаватора.

Для образцов, наплавленных порошковыми проволоками ПП-ТН250 и ПП-ТН350, получены соответственно следующие значения относительной износостойкости: при n =4 ξ=1,2 и ξ=1,5; при n = I и ξ= 1,3. структура металла, наплавленного этими проволоками, феррито-перлитная. Однако при наплавке порошковой проволокой ПП-ТН350, имеющей в составе феррохром, наплавленный слой легируется хромом в количестве до 0,2-0,4% /9/.

Этим объясняется более высокая твердость и относительная износостойкость наплавки ПП-ТН350.

Вид износа образцов, наплавленных ПП-ТН250 и ПП-ТН350, примерно одинаков. На поверхности трения наблюдается отдельные не глубокие риски, равномерно расположенные по всей ширине, также ямки от многократной пластической деформации при внедрении абразива.

Анализ полученных результатов показывает, что на изношенной поверхности наплавленных образцов с твердостью более Н V 350 имеются глубокие риски вдоль направления трения /3/. Приведенные результаты хорошо согласуются с исследованными М.М.Хрущевым и М.А.Габичевым /4/ закономерностями изнашивания при трении чистого железа ( HV 110) и стали XI 2Ф I ( HV 700) о прослойку кварцевого песка. Круглые кварцевые зерна частично шаржируют поверхность образцов, имеющих небольшую твердость ( HV 350) или маржируют медь и изнашивают образцы, имеющие высокую твердость.

Результаты измерения относительной износостойкости и твердости наплавленного металла порошковыми проволоками свидетельствуют о том, что для деталей, работающих в условиях абразивного изнашивания с умеренными ударами, следует применять наплавку порошковыми проволоками ПП-У25 XI 7Т-0, ПП-ТН500 и ПП-Г IH 4-0. Указанные порошковые проволоки целесообразно применять для наплавки следующих деталей строительных машин: звенья гусениц, опорные катки, поддерживающие ролики, ведущие и ведомые колеса гусеничного хода экскаваторов и бульдозеров, а также режущие элементы рабочего оборудования.

Как показано металлографическое исследование, при наплавке порошковой проволоки ПП-У25Х I Т-0 применение сварочного тока более 650а не желательно из-за появления хрупких структур в зоне сплавления /мартенситные полосы/.

Для наплавки деталей, требующих последующей механической обработки, следует применять порошковые проволоки ПП-ТН250 и ПП-ТН350. к числу таких деталей относятся, например ступицы ведущего колеса бульдозера Д-27 I , ролики автокрана К-5 I и другие детали.

1. Волжин Г.Н., Ровках С.Е., Вердников В.Г. Восстановление изношенных деталей строительных машин, М., Стройиздат, 1968, 138 с.

2. Петров И.В., Домбровская И.К. Повышение долговечности рабочих органов дорожных машин наплавкой. М., “Транспорт”, 1970, 321 с.

3. Копенов Т .Ж. Исследование технологических параметров режима многоэлектродной наплавки применительно к восстановлению изношенных деталей строительных и дорожных машин. М., Кандидатская диссертация, 1971, 295 с.

4. Рейш А.К., Соколов А.В. Долговечность опорных элементов пневмоколесных экскаваторов. М., Стройиздат, 1976, 71с.

5. Рейш А.К. Повышение износостойкости строительных и дорожных машин. М.: Машиностроение, 1986, 184с.

Источник

Поделиться с друзьями
Металл
Adblock
detector