Левин Д.М., Власов В.М., Гончаренко И.А., Мельниченко Н.В. «РАСЧЕТ РЕЖИМОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СВАРКИ И НАПЛАВКИ»

СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ВЫСОКОЛЕГИРОВАННОГО НАПЛАВОЧНОГО СПЛАВА, РАБОТАЮЩЕГО В УСЛОВИЯХ ТЕРМОЦИКЛИРОВАНИЯ
И.Л., Тульский гос. ун-т Кулбасов А.С., Гутковский Л.Б., ООО фирма «Спецметаллы», г. Тула стр. 1-3

Составители: Левин Д.М., Власов В.М., Гончаренко И.А., Мельниченко Н.В., Гутковский И.Л., Тульский гос. ун-т

   Ряд деталей механического оборудования металлургических предпри- ятий эксплуатируются в условиях интенсивного воздействия абразивных сред. В некоторых случаях это воздействие имеет достаточно жесткий харак- тер и сопровождается значительными изменениями температуры. Так, на- пример, работа лотка засыпного аппарата доменной печи характеризуется следующими условиями. В течение кампании ( 9 месяцев) лоток работает в непрерывном режиме, пропуская абразивный материал (шихта, агломерат и т.п.) в количествах, составляющих десятки тонн. Перемещение шихты по лотку свободное со скоростью движения 1,5…2 м/с. Движущаяся шихта на- грета до высоких температур. Рабочие температуры лотка 300…350 °С, возможен кратковременный (до 30 мин.) нагрев до 600 оС (до 15 раз за кампа- нию), в некоторых случаях – до 900 оС (длительность до 20 мин, периодич- ность - до 4 раз за кампанию). Рабочая среда – колошниковый газ (СО – 22,2 %, СО2 – 20,8 %, Н2 = 8,5 %, NН – ост.). Таким образом, внутренняя поверх- ность лотка работает при значительных нагрузках, в том числе истирающих, и повышенных температурах.
   Основа лотка изготавливается из низкоуглеродистой низколегированной стали. Учитывая, что основной механизм износа – истирание, с целью повы- шения износостойкости на внутреннюю поверхность лотка наплавляют слой легированного наплавочного сплава. Основные требования к такому сплаву – твердость при комнатной температуре 60…65 HRC, сохранение достаточно высокой твердости при температурах эксплуатации. Нанесение специальных износостойких покрытий является широко рас- пространенным методом увеличения срока службы стальных деталей, рабо- тающие в условиях абразивного изнашивания. Наиболее широко для этих целей применяют электродуговую наплавку порошковыми лентами или про- волоками. В настоящее время разработано большое число порошковых материалов, которые применяются для создания наплавленных слоев, разли- чающихся по свойствам сопротивления изнашиванию и многократным удар- ным нагрузкам. Однако кратковременные периодические нагревы в рабо- чем цикле эксплуатации деталей с наплавленными абразивно- износостойкими слоями могут способствовать изменению структуры и три- ботехнических свойств поверхностных слоев наплавок и уменьшать ресурс их работы.
   В данной работе изложены результаты исследований структуры, твердо- сти и абразивного износа высоколегированного "хром-молибден-ниобий- ванадиевого" сплава на основе железа, предназначенного для наплавки по- верхностей, работающих при значительных нагрузках и повышенных темпе- ратурах.

Материалы и методики исследований

Для создания наплавленного слоя применяли порошковую наплавочную ленту ПЛ-НП 450Х20Б7М7В2Ф Б-У. Электродуговую наплавку на металл- основу (Ст3, пластины размером 300?250?35 мм) проводили в два слоя об- щей толщиной 8 мм. Химический состав наплавленного металла представлен в таблице.

Марка	Химический состав наплавленного металла, мас. %
Марка	С	Сr	Ni	Si	w	S	P	Mo	V	Nb	Fe
ПЛ-НП 450Х20Б7М7В2Ф Б-У	4,7	20,68	0,66	1,73	1,51	0,037	0,026	5,98	0,50	6,57	ост.

   Наплавку выполняли в два прохода продольными валиками открытой дугой на постоянном токе обратной полярности. Режим наплавки: сварочный ток I_св = 700…900 А, напряжение на дуге U_д = 28…36 В, скорость наплавки V_н = 30…33 м/ч, шаг наплавки 9…11 мм, вылет электрода 40…60 мм, размах колебаний электрода 150…200 мм. После наплавки первого слоя полуфабри- кат охлаждали на воздухе в течение 30…40 мин и затем наплавляли второй слой по тому же режиму. После окончания наплавки поверхность наплавлен- ного слоя была отшлифована.
   Для проведения исследований плита с наплавленным слоем была разре- зана методом электроискровой резки на образцы 10 мм x 10 мм. При резке температура металла не превышала 30...50 °С.
   Дюрометрический анализ проводили при комнатной и повышенных температурах в интервале 20...900 °С на модернизированном твердомере ТК- 2М алмазными и твердосплавными инденторами.
   Металлографический анализ проводили на микроскопе NEOFOT при увеличениях от 50 до 1000 крат. Микрошлиф приготавливали по стандартной методике, в качестве травителя использовали спиртовой раствор хлорного железа и азотной кислоты. Износостойкость оценивали изнашиванием образцов с наплавленным покрытием после различных видов предварительной термической обработки об абразивный круг КЗ1А по схеме "штифт – диск" при значениях нагрузки и скорости трения скольжения: давление Р = 0,45 МПа, скорость трения сколь- жения V_тр.ск. = 1,7 м/с, соответствующих режимам работы загрузочного уст- ройства доменной печи. При испытаниях температура нагрева поверхностно- го слоя образцов не превышала 50 °С. Весовой износ определяли на аналити- ческих весах с точностью измерения ~10¯² г.
Литература
   1. Войнов Б.А. Износостойкие сплавы и покрытия. - М.: Машино- строение, 1990. - 204 с.
   2. Кравцов Г.Г. Электродуговая наплавка электродной ленты. – М.: Машиностроение, 1978. – 118 с.
   3. Лившиц Л.С., Гринберг Н.А., Куркумелли Э.Г. Основы легирования наплавочного материала. - М.: Машиностроение, 1968. - 192 с.
   4. Тененбаум М.М. Сопротивление абразивному изнашиванию. - М.: Машиностроение, 1976. -270 с.

СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ВЫСОКОЛЕГИРОВАННОГО НАПЛАВОЧНОГО СПЛАВА, РАБОТАЮЩЕГО В УСЛОВИЯХ ТЕРМОЦИКЛИРОВАНИЯ
И.Л., Тульский гос. ун-т Кулбасов А.С., Гутковский Л.Б., ООО фирма «Спецметаллы», г. Тула стр. 1-3

Составители: Левин Д.М., Власов В.М., Гончаренко И.А., Мельниченко Н.В., Гутковский И.Л., Тульский гос. ун-т

Индивидуальное задание