Шихта порошковой проволоки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК А 1 09) 93861 3 К 35/36 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТОИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВИДЕТЕЛЬСТВ ВТОРСН Изобреименно к сварке,ериалам, и ение относит сварочным миспользовано наплавк ожет быть в условиявного иэ ающихабра шин, ра го удар еталеинтенсив металлагд хромаости облью, кромаллическои яется поврав и коррозию изобретения явлударно-абразивной иэносостойкости и шениеонной ачества н металла плавлен(71) Украинский заочный политехнический институт им, И.З.Соколова(57) Изобретение относится к сварке,а именно к сварочным материалам, иможет быть использовано для наплавкидеталей машин, работающих в условияхинтенсивного ударно-абразивного износа, Цель изобретения - повышениеударно-абразивной и коррозионной износостойкости и качества наплавленногс металлаШихта порошковой проволоки в своем составе содержит, мас.%:рутиловый концентрат 7,5-15; плавиковый шпат 7,5-15; алюминий 2,755,75; феррованадий 13-18,25; карбидхрома СгСв виде его сплава с углеродом в соотношении 5:1 20,4- 21,9; железный порошок - остальное, Введение в состав шихты карбида хрома Сг .С 6 в сочетании с углеродом и феррованадием способствует повышению корроэионной и абразивной износостойкости наплавленного металла при ударной нагрузке. Карбид хрома СгС иэ-за высокой твердости обладает значительной хрупкостью, Кроме того, параметры его кристаллической решетки резко отличаются от параметров решетки аустенита, Зто приводит к разрушению наплавленного металла по границам Сг 1 С - аустенит, что снижает износостойкость наплавки при действии ударов. Однако при наличии у карбидаьоболочки иэ карбида ванад абразивная износостойкость наплавленного металла резко повышается, Это обусловлено наличием переходной зоны между карбидом хрома и аустенитной матрицей с постоянным изменением процентного содержания кароидом ванадия, имеющих с аустенитом близкиепараметры кристаллической решетки.3 табл,Введение в состав шихты карбида хрома Сг Св сочетании с углеродом и феррованадием способствует повыше нию коррозионной и абразивной иэносостоикости наплавленного при ударной нагрузке. Карб СтьСиэ-за высокой тверд дает значительной хрупкост того, параметры его крист решетки отличаются от такоаустенита на 200Это приводит к тому, что в наплавленном металле вследствие концентрации напряжений на границе СгзС - аустенит, образованияи распространения трещин с этой гра 5ницы снижается износостойкость сплава при действии ударов,При наличии у карбида Сг эС оболочки иэ карбида ванадия ЧС в сплавена основе аустенита резко повышаетсяабразивная износостойкость при действии ударов с одновременно высокойкорроэионной стойкостью. Это .обусловлено тем, что карбид ванадия ЧС имееФ 15разницу в параметрах кристаллическойрешетки с аустенитом всего 20%, апереходная зона между карбидами Сги ЧС плавная, с постепенным изменением процентного содержания карбидовЧС. Таким образом, содержание в сплаве карбидов ванадия в виде оболочкикарбидов Сг эС ликвидирует очаг концентрации напряжений; что приводит кповышению пластичности в сочетаниис высокой его твердостью и воэможностью упрочнения при ударах, Этоприводит к повышению ударно-абразивной и коррозионной износостойкостинаплавленного металла.Карбид хрома СгзСвзят в видесплава с углеродом с соотношениемэлементов 5:1, так как при большемсоотношении, чем 5:1, не весь ванадийсвязывается в карбиды ванадия ЧС ирастворяется в виде оболочки карбидов 35Сг С. При меньшем соотношении,чем 5:1, происходит увеличение коли-.чества цементита РеС в мартенситедеформации, что приводит к охрупчиванию мартенсита всего сплава и к снижению его износостойкости.Нижнее значение сплава карбидахрома СгэС с углеродом в шихте, равное 20,4%, взято потому, что применьшем его содержании карбид хромаполностью растворяется в карбиде ва.надия ЧС, что снижает иэносо- и коррозионную стойкость сплава. При содержании в шихте сплава Сг Сс углеродом более 21,9% в наплавленном металле начинают образовываться отдельные карбиды Сг. С без оболочки изкарбида ЧС, Это приводит к образованию области концентрации напряженийи очага разрушения на границе карбидСг С- аустенит. Значение феррованадия в шихте, равное 13 , взятопотому, что при меньшем содержании не образуется оболочка у карбидаСг С иэ карбида ЧС, При этом получается эффект, аналогичный содержанию в шихте сплава карбида хромаСг зС 6 с углеродом более 21,9 . Присодержании в шихте феррованадия более18,25 образующийся в наплавке карбид полностью растворяет карбидСг С со снижением износостойкости,как и при содержании сплава СгСс углеродом менее 20,4 .Для определения оптимального состава шихтв порошковой проволоки были изготовлены образцы порошковойпроволоки шести составов, При изготовлении проволоки использовали стальную ленту марки 08 Кп размерами 0,3 хх 12 мм. Коэффициент заполнения 0,40.Наплавку производили полуавтоматомАб 5 У током 280 А, напряжение на дуге 27 В, скорость подачи проволоки112 и/ч,В табл.1 приведены примеры конкретного исполнения составов шихты порошкоВой проволоки,Наплавку производили на рабочую поверхность опорных катков и звеньев гусениц тракторов Т,Испытания на износостойкость проводили в лабораторных . условиях на натурных деталях (опорное колесо - звено гусеницы трактора Т). В зазор между опорным колесом и звеном подавали кварцевый песок грануляцией 0,5-1,5 мм из бункера самотеком, Скорость вращения колеса 2 об/мин. Периодичность прижатия колеса к .звену 10 раз/мин, усилие прижатия 1 кН, время прижатия 5 с, время между периодами действия нагрузки 2 с. Время ис-" пытания пары опорное колесо - звено гусеницы 8 ч.Число испытываемых пар для каждого сплава - 3. Число одновременно испытываемых пар - 4, Опытные колеса и звенья до и после испытаний взвешивали с точностью до 0,1 г.Относительную износостойкость колес и звеньев гусениц определяли в сравнении колес со стандартными колесами из Ст 45 Л с закалкой ТВЧ рабочей поверхности на твердость 45 - 47 НЕС, звеньев - со стандартными звеньями из стали 110 Г 13 Л, по потере веса.Для оценки качества наплавленного металла все катки и, звенья подверга,Известная 4 5 3 2 15 15 22 7 7 3 2,75 2,75 5 4,75 7,5 7,5 1 О 10 1,251,25 7,5 7,5 15. 13, 75 13,75 13,75 12,5 6)25 18,25 19 13 13 19,4 20,Остать- Осталь 20,4 Осталь- ное 17 ное ное ное ное ное 3:1 4:1 5:1 51 5:1 6:1 лись визуальному осмотру с помощьюлупы (х 4) с целью выявления трещини пор, Замер твердости деталей произвводили до и после испытаний с помо 5щью твердомера ПЯТ. По одной деталинаплавленной капищам составом, разрезали и изготавливали шлифы для исследования микроструктуры, замеров макро- и микротвердости. 10Общий химический состав сплавов,наплавленных порошковыми проволокамис шихтой, определяли на квантометре"Спектровак - 1000". Микрораспределение легирующих элементов определялось на микроанализаторе "Семеса".Фазовый состав карбидов определялсярентгеноструктурным анализом на установке ДРОН-З,О,Скорость коррозии определялась 20методом ДУ. Результаты испытаний приведены в табл.2 и 3.Как видно из приведенных в табл.2.результатов, металл, наплавленныйпорошковой проволокой с составом шихты 3-5, обладает хорошим свойствомупрочнения (твердость увеличиваетсяпосле испытаний на 10-12 НЕС), Износостойкость деталей, наплавленных порошковой проволокой, изготовленной иэ 30заявляемой шихты, в 1,5-2 раза вышеизносостойкости сплавов, наплавленных ФерросицилийАлюминийФторцирконат калияСлюдаРутиловый концентратПлавиковый шлатФеррохромФерромарганецФерротитанФеррованадийСплав карбида хромаСгС с углеродомЖелезный порошок Соотношение карбида хрома СгСс углеродом порошковой проволокой, изготовленной из известной шихты, Улучшается. качество наплавленного металла до и после испытаний, отсутствуют трещины и.поры.Иэ табл,3 следует, что металл, наплавленный порошковой проволокой с составом шихты 3-5, обладает высокой корроэионной стойкостью и ударной вязкостью Формула изобретения Пихта порошковой проволоки, содержащая рутиловый концентрат, плавиковый шпат, алюминий, феррованадий, железный порошок, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения ударно-абразивной и коррозионной стойкости и качества наплавленного металла, шихта дополнительно содержит карбид. хрома СтэСд в виде его сплава с углеродом в соотношении 5:1 при следующем содержании компонентов шихты, мас.Е:Рутиловытт концентрат 7,5-150 Плавиковый шпат 7,5-15,0 Алюминий. 2,75-5,75 феррованадий 13,00-18,25 Сплав карбида хромаСгтС с углеродомЖелезный порошок тов шихты порошковой проволоки, тес.7 1 1 21) О, 21,9 22,5Осталь- Осталь- Осталь1593861 Таблица 2 Твердость после наНаличие трещинили пор Относительнаяизносостойкость Шихта порошковойпроволоки плавки НЕСопорных звеньев колес гусениц после по сленаплавки испытаний Есть Есть нНет н н н Нет н11Естьн ЕстьНет Таблица 3 Шихта Скорость порошковой коррозии, проволоки г/(м ч) УдарнаявязкостьИДж/м Составитель П.Генинг Корректор С.Черни Редактор .П,Гратилло Техред А.Кравчук Заказ 2796 Тираж 644 ПодписноеВНИИПИ осударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,10 1 2 3 4 5 6 Известная 27-31 33-35 38-40 38-41 40-43 45-48 48-52 Твердость после испытанийНКС 30-33 36-40 48-52 49-.52 52-54 48-50 50-55 Известная1 2 3 4 5 6 119 2 3,3 3,5 4,1 1,3 2,2 2,9 2,38 2,08 1,16 1,17 1,15 2,11 1,2 1,4 3,8 3,8 4,3 1,5 1,8 0,6 0,5 0,6 1,2 1 ь 36 1,42 0,6