НАПЛАВКА ПОРОШКОВЫМИ ПРОВОЛОКАМИ СИСТЕМ C – Si – Mn – Мо – V – В И C – Si – Mn – Cr – Mo – V ДЕТАЛЕЙ ГОРНОРУДНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Разработан новый состав порошковых проволок на базе систем легирования C – Si – Mn – Мо – V – В и C – Si – Mn – Cr – Mo – V, представленных сталями типа 40ГМФР и 40Х3Г2МФ. Исследовано влияние легирующих элементов в составе порошковых проволок систем C – Si – Mn – Мо – V – В и C – Si – Mn – Cr – Mo – V на размер игл мартенсита, величину первичного зерна аустенита и загрязненность наплавленного слоя неметаллическими включениями. Определено влияние структуры на твердость и износостойкость наплавленного металла. Показано, что увеличение содержания углерода и легирующих элементов, в частности хрома, в составе наплавляемой стали способствует получению структуры со среднеуглеродистым мелкоигольчатым мартенситом и незначительной объемной долей δ-феррита. Обеспечивает уменьшение размера первичного зерна аустенита и снижение степени загрязненности наплавленного слоя неметаллическими включениями. Установленное улучшение структуры оказывает влияние на повышение твердости до 22 % и снижение скорости истирания наплавленного слоя до 34 %. Химический состав образцов, наплавленных порошковой проволокой cистемы С – Si – Mn – Mo – V – B, характеризуется более низким содержанием углерода и легирующих элементов, по сравнению со сталью типа 40Х3Г2МФ, что обуславливает образование в структуре после наплавки низкоуглеродистого мартенсита. Установлено, что значительное увеличение содержания углерода, марганца, хрома, ванадия и молибдена в составе наплавляемой стали типа 40ГМФР обеспечивает получение структуры с мелкоигольчатым и среднеигольчатым мартенситом, уменьшает размер первичного зерна аустенита и снижает уровень загрязненности наплавленного слоя неметаллическими включениями, в частности силикатами недеформирующимися. Изменения микроструктуры сопровождаются повышением твердости до 16 % и снижением скорости истирания наплавленного слоя до 20 %. В результате сравнительного анализа двух изучаемых систем порошковых проволок установлено, что эффективнее для наплавки горнорудного оборудования использовать проволоку системы С – Si – Mn – Cr – Mo – V, так как содержание и соотношение легирующих элементов в стали типа 40Х3Г2МФ способствует получению дисперсной мартенситной структуры с незначительной объемной долей δ-феррита, что обеспечивает высокую твердость и износостойкость наплавленного слоя.

1. Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением / под ред. Б.Е. Патона. – М.: Металлургия, 1974. – 768 с.

2. Толстов И.А., Коротков В.А. Справочник по наплавке. – Челябинск: Металлургия, 1990. – 384 с.

3. Patricio F. Mendez, Nairn Barnes, Kurtis Bell, Steven D. Borle, Satya S. Gajapathi, Stuart D. Guest, Hossein Izadi, Ata Kamyabi Gol, Gentry Wood / Welding processes for wear resistant overlays // J. of Manufacturing Processes. 2014. № 16. P. 4 – 25.

4. Грабин В.Ф. Металловедение сварки плавлением. – Киев: Наукова думка, 1982. – 416 с.

5. Azzoni M. Directions and developments in the types of hard phases to be applied in abrase deposits against abrasion // Weld Int. 2009. Vol. 23. P. 706 – 716.

6. Бармин Л.Н., Гусев В.П. Разработка износостойких наплавочных материалов и процессов их наплавки. – В кн.: Современные способы наплавки и их применение. – Киев: изд. ИЭС им. Е.О. Патона, 1982. С. 40 – 47.

7. Klimpel A., Dobrzanski L.A., Janicki D., Lisiecki A. Abrasion resistance of GMA metal cored wires surfaced deposits // J. Mater Process Technol. 2005. Vol. 164-165. P. 1056 – 1061.

8. Azimi G., Shamanian M. Effects of silicon content on the microstructure and corrosion behavior of Fe–Cr–C hardfacing alloys // J Alloys Compd. 2010. Vol. 505. P. 598 – 603.

9. Хасуи А. Наплавка и напыление. – М.: Машиностроение, 1995. – 240 с.

10. Сварочные материалы для дуговой сварки / Б.П. Конищев, С.Л. Курланов, Н.Н. Потапов, В.Д. Ходаков. – М.: Машиностроение, 1998. – 544 с.

11. Kirchgaßner M., Badisch E., Franek F. Behaviour of iron-based hard facing alloys under abrasion and impact // Wear. 2008. Vol. 265. P. 772 – 779.

12. Morisada Y., Fujii H., Mizuno T., Abe G., Nagaoka T., Fukusu-mi M. Modification of thermally sprayed cemented carbide layer by friction stir processing // Surf Coat Technol. 2010. Vol. 204. P. 2459 – 2464.

13. Buchanan V.E., Shipway P.H., McCartney D.G. Microstructure and abrasive wear behaviour of shielded metal arc welding hardfacings used in the sugarcane industry // Wear. 2007. Vol. 263. P. 99 – 110.

14. Infl uence of Filler Metals in Welding Wires on the Phase and Chemical Composition of Weld Metal / N.A. Kozyrev, I.V. Osetkovskiy, O.A. Kozyreva, E.A. Zernin, D.S. Kartsev//IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2016. Vol. 125. Р. 1 – 7.

15. Есипов В.Д., Мичурин И.К. Способ изготовления герметичной сварочной проволоки // Сварочное производство. 2002. № 2. С. 32 – 34.

16. Buchanan V.E. Solidification and microstructural characterization of iron–chromium based hardfaced coatings deposited by SMAW and electric arc spraying // Surf Coat Technol. 2009. Vol. 203. P. 3638 – 3646.

17. Походня И.К. Производство порошковой проволоки. – Киев: Высшая школа, 1980. – 230 с.

18. Штоколов С.А., Мойсов Л.П. Новое оборудование для производства порошковых проволок // Сварочное производство. 2002. № 7. С. 39 – 41.

19. ГОСТ 8233 – 56. Сталь. Эталоны микроструктуры. Введ. 01.07.57. – М.: Изд-во стандартов, 2004. – 12 с.

20. ГОСТ 1778 – 70. Сталь. Металлографические методы опредеения неметаллических включений. Введ. 01.01.72. – М.: Стандартинформ, 2011. – 32 с.

21. ГОСТ 5639 – 82. Стали и сплавы. Методы выявления и определения величины зерна. Введ. 01.01.83. – М.: Изд-во стандартов, 2003. – 21 с.

22. Gusev A.I., Kibko N.V., Kozyrev N.A., Popova M.V., Osetkovsky I.V. A study on the properties of the deposited metal by fl ux cored wires 40GMFR and 40H3G2MF // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2016. Vol. 150. Р. 1 – 9.