Влияние технологии наплавки и термообработки на структуру и свойства металла, наплавленного ленточным электродом ЛН-02Х25Н22АГ4М2 на углеродистую сталь
Исследована возможность улучшения структурного состояния металла зоны сплавления при наплавке ленточным электродом ЛН-02Х25Н22АГ4М2 на углеродистую сталь. Даны рекомендации по выбору термической обработки для улучшения структуры и свойств этой зоны....
Gespeichert in:
| Datum: | 2011 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2011
|
| Schriftenreihe: | Автоматическая сварка |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/102870 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Влияние технологии наплавки и термообработки на структуру и свойства металла, наплавленного ленточным электродом ЛН-02Х25Н22АГ4М2 на углеродистую сталь / В.П. Иванов, В.Ю. Иващенко // Автоматическая сварка. — 2011. — № 8 (700). — С. 9-11. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-102870 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1028702016-06-14T03:03:38Z Влияние технологии наплавки и термообработки на структуру и свойства металла, наплавленного ленточным электродом ЛН-02Х25Н22АГ4М2 на углеродистую сталь Иванов, В.П. Иващенко, В.Ю. Сварочному Факультету ПГТУ - 40 Исследована возможность улучшения структурного состояния металла зоны сплавления при наплавке ленточным электродом ЛН-02Х25Н22АГ4М2 на углеродистую сталь. Даны рекомендации по выбору термической обработки для улучшения структуры и свойств этой зоны. Possibility of improvement of structural state of fusion zone metal in surfacing of carbon steel with LN-02Kh25N22AG4M2 strip was studied. Recommendations on selection of heat treatment to improve the structure and properties of this zone are given. 2011 Article Влияние технологии наплавки и термообработки на структуру и свойства металла, наплавленного ленточным электродом ЛН-02Х25Н22АГ4М2 на углеродистую сталь / В.П. Иванов, В.Ю. Иващенко // Автоматическая сварка. — 2011. — № 8 (700). — С. 9-11. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. 0005-111X http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/102870 621.791.92. ru Автоматическая сварка 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 |
Сварочному Факультету ПГТУ - 40 Сварочному Факультету ПГТУ - 40 |
| spellingShingle |
Сварочному Факультету ПГТУ - 40 Сварочному Факультету ПГТУ - 40 Иванов, В.П. Иващенко, В.Ю. Влияние технологии наплавки и термообработки на структуру и свойства металла, наплавленного ленточным электродом ЛН-02Х25Н22АГ4М2 на углеродистую сталь Автоматическая сварка |
| description |
Исследована возможность улучшения структурного состояния металла зоны сплавления при наплавке ленточным электродом ЛН-02Х25Н22АГ4М2 на углеродистую сталь. Даны рекомендации по выбору термической обработки
для улучшения структуры и свойств этой зоны. |
| format |
Article |
| author |
Иванов, В.П. Иващенко, В.Ю. |
| author_facet |
Иванов, В.П. Иващенко, В.Ю. |
| author_sort |
Иванов, В.П. |
| title |
Влияние технологии наплавки и термообработки на структуру и свойства металла, наплавленного ленточным электродом ЛН-02Х25Н22АГ4М2 на углеродистую сталь |
| title_short |
Влияние технологии наплавки и термообработки на структуру и свойства металла, наплавленного ленточным электродом ЛН-02Х25Н22АГ4М2 на углеродистую сталь |
| title_full |
Влияние технологии наплавки и термообработки на структуру и свойства металла, наплавленного ленточным электродом ЛН-02Х25Н22АГ4М2 на углеродистую сталь |
| title_fullStr |
Влияние технологии наплавки и термообработки на структуру и свойства металла, наплавленного ленточным электродом ЛН-02Х25Н22АГ4М2 на углеродистую сталь |
| title_full_unstemmed |
Влияние технологии наплавки и термообработки на структуру и свойства металла, наплавленного ленточным электродом ЛН-02Х25Н22АГ4М2 на углеродистую сталь |
| title_sort |
влияние технологии наплавки и термообработки на структуру и свойства металла, наплавленного ленточным электродом лн-02х25н22аг4м2 на углеродистую сталь |
| publisher |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| publishDate |
2011 |
| topic_facet |
Сварочному Факультету ПГТУ - 40 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/102870 |
| citation_txt |
Влияние технологии наплавки и термообработки на структуру и свойства металла, наплавленного ленточным электродом ЛН-02Х25Н22АГ4М2 на углеродистую сталь / В.П. Иванов, В.Ю. Иващенко // Автоматическая сварка. — 2011. — № 8 (700). — С. 9-11. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
| series |
Автоматическая сварка |
| work_keys_str_mv |
AT ivanovvp vliânietehnologiinaplavkiitermoobrabotkinastrukturuisvojstvametallanaplavlennogolentočnymélektrodomln02h25n22ag4m2nauglerodistuûstalʹ AT ivaŝenkovû vliânietehnologiinaplavkiitermoobrabotkinastrukturuisvojstvametallanaplavlennogolentočnymélektrodomln02h25n22ag4m2nauglerodistuûstalʹ |
| first_indexed |
2025-07-07T12:58:20Z |
| last_indexed |
2025-07-07T12:58:20Z |
| _version_ |
1836993062135398400 |
| fulltext |
УДК 621.791.92
ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИИ НАПЛАВКИ И ТЕРМООБРАБОТКИ
НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА МЕТАЛЛА, НАПЛАВЛЕННОГО
ЛЕНТОЧНЫМ ЭЛЕКТРОДОМ ЛН-02Х25Н22АГ4М2
НА УГЛЕРОДИСТУЮ СТАЛЬ
В. П. ИВАНОВ, В. Ю. ИВАЩЕНКО, кандидаты техн. наук (Приазов. гос. техн. ун-т, г. Мариуполь)
Исследована возможность улучшения структурного состояния металла зоны сплавления при наплавке ленточным
электродом ЛН-02Х25Н22АГ4М2 на углеродистую сталь. Даны рекомендации по выбору термической обработки
для улучшения структуры и свойств этой зоны.
К л ю ч е в ы е с л о в а : дуговая наплавка, ленточный элект-
род, углеродистая сталь, биметалл, коррозионностойкий
слой, зона сплавления, микроструктура, термоциклическая
обработка, механические свойства
Биметаллические конструкции широко использу-
ются при изготовлении аппаратуры для химичес-
кого машиностроения. Одним из традиционных
способов получения биметаллических заготовок
является автоматическая дуговая наплавка кор-
розионностойкого слоя на низкоуглеродистую
сталь, выполняемая одинарным ленточным элек-
тродом толщиной 0,5…0,8 мм при ширине до
60 мм с долей участия основного ме-
талла не более 15…20 %.
Специфической особенностью нап-
лавленного биметалла является наличие
остаточных напряжений и структурной
неоднородности в зоне сплавления. В тя-
желых условиях работы оборудования
химической промышленности эти факто-
ры способствуют возникновению новых
или развитию существующих микротре-
щин, что может привести к потере ра-
ботоспособности изделия.
Определенный положительный эф-
фект снижения остаточных напряжений
и гомогенизации химического состава
может быть достигнут путем выбора ра-
циональных режимов наплавки и тер-
мообработки наплавленного металла.
Цель настоящей работы — исследо-
вание влияния режимов наплавки и
термообработки на структуру и меха-
нические свойства биметаллического
слоя.
Выполняли электродуговую наплав-
ку на темплеты из стали 20 размером
400×600×15 мм ленточным электродом
ЛН-02Х25Н22АГ4М2 сечением 0,5×60 мм под
флюсом 48-ОФ-10 без предварительного подог-
рева на режиме: ток наплавки Iн = 750…800 А;
напряжение на дуге Uд = 28…30 В. Наплавлен-
ный слой содержал участки различной высоты,
из которых вырезали образцы для испытаний
(рис. 1). При этом можно оценить влияние пос-
ледующих слоев на механические свойства и
структуру основного металла и зоны термичес-
кого влияния (ЗТВ). Исследовали также влияние
термической обработки (ТО) на распределение
структурных составляющих по сечению наплав-
© В. П. Иванов, В. Ю. Иващенко, 2011
Рис. 1. Схема наплавки соответственно одно-, двух- и трехслойных образ-
цов (1–3)
Рис. 2. Режимы ТО наплавленных образцов: а — высокотемпературная
нормализация; б — ВТЦО; τ — время ТО
8/2011 9
ленного металла (режимы ТО приведены на
рис. 2, охлаждение на воздухе).
Поскольку стандартная нормализация для ста-
ли 20 предусматривает нагрев до температуры
920 °С и охлаждение на воздухе (для хромони-
келевых нержавеющих сталей 1050 °С), исполь-
зование режима ТО по варианту, приведенному
на рис. 2, а, не позволяет измельчить зерно в
основном металле. Разброс в показаниях микрот-
вердости (рис. 3, а) вполне объясним для высо-
колегированных сталей, склонных к ликвации при
кристаллизации в неравновесных условиях. Ана-
логичные замеры микротвердости выполнены
после высокотемпературной термоциклической
обработки (ВТЦО) (рис. 3, б). Положительное вли-
яние ВТЦО отмечено во многих работах [1, 2],
поскольку такая обработка способствует измель-
чению зерна, формированию более развитой суб-
структуры, интенсификации процессов диффузии
и повышению химической однородности металла,
Рис. 3. Изменение микротвердости по сечению наплавленно-
го слоя после наплавки без ТО (а) и после ВТЦО (б) (l —
расстояние от поверхности)
Рис. 4. Микроструктуры (×600) антикоррозионного слоя двухслойного наплавленного образца: а — зона сплавления с
основным металлом; б — дендритная ликвация во 2-м наплавленном слое
Т а б л и ц а 1. Результаты испытаний механических
свойств основного металла
Основной металл σв, МПа σ0,2,
МПА δ, % KCU,
Дж/см2
В состоянии поставки 400 225 26 65
После наплавки 345 185 19 40
После высокотемпера-
турной нормализации 350 210 20 52
После ВТЦО 380 255 24 84
Рис. 5. Дифрактограммы образцов с 1-м (а), 2-м (б) и 3-м (в) наплавленными слоями
10 8/2011
что приводит к повышению ударной вязкости и
улучшению комплекса механических свойств в
целом.
В структуре наплавленного слоя происходит
дендритная ликвация в различных слоях наплав-
ки. Так, в 1-м слое формируется структура аус-
тенита с отчетливо вытравившимися границами
зерен и карбидами (рис. 4, а), во 2-м слое двух-
слойных образцов заметна дендритная ликвация
(рис. 4, б). Аналогичная ликвация имеет место
во 2-м и 3-м слоях трехслойного образца.
В ЗТВ формируется крупное зерно, смешанная
ферритно-перлитная (Ф–П) структура с отдель-
ными участками видманштетта, что свидетель-
ствует о сильном перегреве относительно точки
Ac
3
и склонности к хрупкому растрескиванию. Вне
ЗТВ имеет место обычная Ф–П полосчатость с
вытянутыми строчками сульфидов, характерная
для горячекатаного металла.
Положительное влияние ВТЦО зафиксировано
при испытаниях механических свойств основного
металла (см. табл. 1): значения временного соп-
ротивления ρ и предела текучести σ0,2, а также
относительного удлинения δ после ВТЦО близки
к исходным, что касается ударной вязкости, то
после ВТЦО этот показатель выше исходного на
30 % (снижение после наплавки на 38,4 %).
Проведен рентгеноструктурный анализ образ-
цов, который был основан на фиксировании с по-
мощью рентгеновского излучения искажений в
кристаллической решетке металла, по значению
которых расчетным путем определяли уровень
действующих в металле упругих напряжений 2-го
рода. При этом использована стандартная мето-
дика расчета из работы [3].
Исследования упругих микронапряжений в
слое наплавки показали, что наибольшие иска-
жения имеют место после наплавки трехслойных
образцов (рис. 5 и табл. 2), высокотемпературная
нормализация способствует снижению этих нап-
ряжений до 71…76 МПа, а ВТЦО — до
54…59 МПа.
Выводы
1. При электродуговой наплавке ленточным элек-
тродом ЛН-02Х25Н22АГ4М2 на углеродистую
сталь имеет место структурная неоднородность
в зоне сплавления и высокий уровень остаточных
напряжений, причем он пропорционален количес-
тву наплавленных слоев.
2. С целью исправления структуры, улучшения
комплекса механических свойств и устранения
склонности к хрупкому разрушению рекоменду-
ется производить ТО наплавленных заготовок. В
качестве предпочтительного режима ТО биметал-
лических заготовок рекомендуется двухцикловая
ВТЦО.
1. Федюкин В. К. Термоциклическая обработка сталей и
чугунов. — Л.: Машиностроение, 1977. — 384 с.
2. Баранов А. А. Фазовые превращения и термоциклирова-
ние металлов. — Киев: Наук. думка, 1974. — 231 с.
3. Бокий Г. Б., Порай-Кошиц М. А. Рентгеноструктурный
анализ. — М.: Изд-во АН СССР, 1964. — 489 с.
Possibility of improvement of structural state of fusion zone metal in surfacing of carbon steel with LN-02Kh25N22AG4M2
strip was studied. Recommendations on selection of heat treatment to improve the structure and properties of this zone
are given.
Поступила в редакцию 20.05.2011
Т а б л и ц а 2. Результаты расчета упругих микронапря-
жений
Вариант технологии
Количество
наплавленных
слоев
Упругие микро-
напряжения,
МПа
В наплавленном состоянии
без ТО
1
2
3
86,0
107,5
112,0
После высокотемпературной
нормализации
1
2
3
71,5
76,0
75,0
После ВТЦО 1
2
3
57,0
54,5
59,0
8/2011 11
|