Зносо- і корозійна тривкість електродугових покривів, напилених порошковими дротами серії Stein-Mesyfil
Досліджено вплив хімічного складу та режимів напилення електродугових покривів із порошкових дротів серії Stein-Mesyfil, зокрема 953V, 932V, 954V, 957V на їх абразивну зносотривкість і корозійні характеристики. Встановлено, що найменшу поруватість і найбільший опір абразивному зношуванню мають усі п...
Збережено в:
| Дата: | 2014 |
|---|---|
| Автори: | , , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України
2014
|
| Назва видання: | Фізико-хімічна механіка матеріалів |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/136867 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Зносо- і корозійна тривкість електродугових покривів, напилених порошковими дротами серії Stein-Mesyfil / Ю. Ґарґасас, І. Ґедзевічус, Г. Похмурська, Б. Вілаґе, Т. Лампке, Р. Розерт, Н. Червінська // Фізико-хімічна механіка матеріалів. — 2014. — Т. 50, № 6. — С. 124-128. — Бібліогр.: 11 назв. — укp. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-136867 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1368672018-06-17T03:11:02Z Зносо- і корозійна тривкість електродугових покривів, напилених порошковими дротами серії Stein-Mesyfil Ґарґасас, Ю. Ґедзевічус, І. Похмурська, Г. Вілаґе, Б. Лампке, Т. Розерт, Р. Червінська, Н. Досліджено вплив хімічного складу та режимів напилення електродугових покривів із порошкових дротів серії Stein-Mesyfil, зокрема 953V, 932V, 954V, 957V на їх абразивну зносотривкість і корозійні характеристики. Встановлено, що найменшу поруватість і найбільший опір абразивному зношуванню мають усі покриви, одержані за струму горіння дуги 350 А, найбільш зносотривкими є покриви з дротів 932V і 957V. Не зафіксовано впливу хімічного складу та режимів напилення на електрохімічні властивості покривів у 3%-му розчині натрію хлориду. Изучено влияние химического состава и режимов напыления электродуговых покрытий из порошковых проволок серии Stein-Mesyfil, в частности 953V, 932V, 954V, 957V на их абразивную износостойкостиь и коррозионные свойства. Установлено, что наименьшую пористость и наибольшее сопротивление абразивному износу имеют все исследованные покрытия, полученные при токе горения дуги 350 А, наиболее износостойкими оказались покрытия из проволок 932V и 957V. Не выявлено влияния химического состава и режимов напыления на электрохимические свойства покрытий в 3%-ом растворе натрия хлорида. The paper presents the influence of chemical composition and spray conditions of electric-arc coatings made of cored wires Stein-Mesyfil, in particular 953V, 932V, 954V, 957V on their abrasive-and corrosion-resistance characteristics. It is established that the least porosity and the greatest wear-abrasive resistance possess coatings under burning current of 350 A. Coatings made of of 932V and 957V are the most wear-resistant. No influence of chemical composition and spray conditions on the electrochemical properties of coatings in 3% sodium chloride solution was found. 2014 Article Зносо- і корозійна тривкість електродугових покривів, напилених порошковими дротами серії Stein-Mesyfil / Ю. Ґарґасас, І. Ґедзевічус, Г. Похмурська, Б. Вілаґе, Т. Лампке, Р. Розерт, Н. Червінська // Фізико-хімічна механіка матеріалів. — 2014. — Т. 50, № 6. — С. 124-128. — Бібліогр.: 11 назв. — укp. 0430-6252 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/136867 uk Фізико-хімічна механіка матеріалів Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| description |
Досліджено вплив хімічного складу та режимів напилення електродугових покривів із порошкових дротів серії Stein-Mesyfil, зокрема 953V, 932V, 954V, 957V на їх абразивну зносотривкість і корозійні характеристики. Встановлено, що найменшу поруватість і найбільший опір абразивному зношуванню мають усі покриви, одержані за струму горіння дуги 350 А, найбільш зносотривкими є покриви з дротів 932V і 957V. Не зафіксовано впливу хімічного складу та режимів напилення на електрохімічні властивості покривів у 3%-му розчині натрію хлориду. |
| format |
Article |
| author |
Ґарґасас, Ю. Ґедзевічус, І. Похмурська, Г. Вілаґе, Б. Лампке, Т. Розерт, Р. Червінська, Н. |
| spellingShingle |
Ґарґасас, Ю. Ґедзевічус, І. Похмурська, Г. Вілаґе, Б. Лампке, Т. Розерт, Р. Червінська, Н. Зносо- і корозійна тривкість електродугових покривів, напилених порошковими дротами серії Stein-Mesyfil Фізико-хімічна механіка матеріалів |
| author_facet |
Ґарґасас, Ю. Ґедзевічус, І. Похмурська, Г. Вілаґе, Б. Лампке, Т. Розерт, Р. Червінська, Н. |
| author_sort |
Ґарґасас, Ю. |
| title |
Зносо- і корозійна тривкість електродугових покривів, напилених порошковими дротами серії Stein-Mesyfil |
| title_short |
Зносо- і корозійна тривкість електродугових покривів, напилених порошковими дротами серії Stein-Mesyfil |
| title_full |
Зносо- і корозійна тривкість електродугових покривів, напилених порошковими дротами серії Stein-Mesyfil |
| title_fullStr |
Зносо- і корозійна тривкість електродугових покривів, напилених порошковими дротами серії Stein-Mesyfil |
| title_full_unstemmed |
Зносо- і корозійна тривкість електродугових покривів, напилених порошковими дротами серії Stein-Mesyfil |
| title_sort |
зносо- і корозійна тривкість електродугових покривів, напилених порошковими дротами серії stein-mesyfil |
| publisher |
Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України |
| publishDate |
2014 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/136867 |
| citation_txt |
Зносо- і корозійна тривкість електродугових покривів, напилених порошковими дротами серії Stein-Mesyfil / Ю. Ґарґасас, І. Ґедзевічус, Г. Похмурська, Б. Вілаґе, Т. Лампке, Р. Розерт, Н. Червінська // Фізико-хімічна механіка матеріалів. — 2014. — Т. 50, № 6. — С. 124-128. — Бібліогр.: 11 назв. — укp. |
| series |
Фізико-хімічна механіка матеріалів |
| work_keys_str_mv |
AT gargasasû znosoíkorozíjnatrivkístʹelektrodugovihpokrivívnapilenihporoškovimidrotamiseríísteinmesyfil AT gedzevíčusí znosoíkorozíjnatrivkístʹelektrodugovihpokrivívnapilenihporoškovimidrotamiseríísteinmesyfil AT pohmursʹkag znosoíkorozíjnatrivkístʹelektrodugovihpokrivívnapilenihporoškovimidrotamiseríísteinmesyfil AT vílageb znosoíkorozíjnatrivkístʹelektrodugovihpokrivívnapilenihporoškovimidrotamiseríísteinmesyfil AT lampket znosoíkorozíjnatrivkístʹelektrodugovihpokrivívnapilenihporoškovimidrotamiseríísteinmesyfil AT rozertr znosoíkorozíjnatrivkístʹelektrodugovihpokrivívnapilenihporoškovimidrotamiseríísteinmesyfil AT červínsʹkan znosoíkorozíjnatrivkístʹelektrodugovihpokrivívnapilenihporoškovimidrotamiseríísteinmesyfil |
| first_indexed |
2025-07-10T02:11:18Z |
| last_indexed |
2025-07-10T02:11:18Z |
| _version_ |
1837224147724271616 |
| fulltext |
124
Ô³çèêî-õ³ì³÷íà ìåõàí³êà ìàòåð³àë³â. – 2014. – ¹ 6. – Physicochemical Mechanics of Materials
ЗНОСО- І КОРОЗІЙНА ТРИВКІСТЬ ЕЛЕКТРОДУГОВИХ ПОКРИВІВ,
НАПИЛЕНИХ ПОРОШКОВИМИ ДРОТАМИ СЕРІЇ STEIN-MESYFIL
Ю. ҐАРҐАСАС 1, I. ҐЕДЗЕВІЧУС 1, Г. ПОХМУРСЬКА 2, Б. ВІЛАҐЕ 2,
T. ЛАМПКЕ 2, Р. РОЗЕРТ 2, Н. ЧЕРВІНСЬКА 3
1 Гедімінас технічний університет, Вільнюс, Литва;
2 Технологічний університет м. Хемнітц, Німеччина;
3 Фізико-механічний інститут ім. Г. В. Карпенка НАН України, Львів
Досліджено вплив хімічного складу та режимів напилення електродугових покривів
із порошкових дротів серії Stein-Mesyfil, зокрема 953V, 932V, 954V, 957V на їх абра-
зивну зносотривкість і корозійні характеристики. Встановлено, що найменшу пору-
ватість і найбільший опір абразивному зношуванню мають усі покриви, одержані за
струму горіння дуги 350 А, найбільш зносотривкими є покриви з дротів 932V і
957V. Не зафіксовано впливу хімічного складу та режимів напилення на електро-
хімічні властивості покривів у 3%-му розчині натрію хлориду.
Ключові слова: електродуговий покрив, порошковий дріт, абразивна зносотрив-
кість, корозійна тривкість.
Газотермічне напилення металевих покривів широко використовують у різ-
них галузях техніки для захисту поверхні деталей від зношування та корозії. Ос-
новними перевагами електродугової металізації є низькі витрати на процес, висо-
ка продуктивність зі збереженням якості напилених шарів. Сприяють її застосу-
ванню нові витратні матеріали у вигляді порошкових електродних дротів, удо-
сконалені обладнання та технології напилення захисних і відновних покривів.
Газотермічним покривам властиві значна структурна та хімічна гетерогенність,
підвищений вміст пор і оксидів різних металів, внаслідок чого, як правило, зни-
жується корозійна тривкість і по-різному змінюється їх опірність зношуванню,
зокрема абразивному [1–8].
Нижче вивчено вплив хімічного складу та режимів напилення електродуго-
вих покривів із порошкових дротів (ПД) серії Stein-Mesyfil на їх абразивну зносо-
та корозійну тривкість.
Матеріали та методика. Досліджували ПД діаметром Ø1,6 mm (табл. 1).
Напилювали покриви за допомогою стаціонарного електродугового металізатора і
джерела живлення Kemppi ProEvolution за струмів 320; 350 або 380 А. Робоча на-
пруга дуги 30...38 V. Перед напиленням пластину зі сталі Ст3сп знежирювали та
піддавали дробиноструменевій обробці. Середня товщина покриву 600…1000 m.
Пластини розрізали на зразки розміром 150×25 mm і вивчали їх опір абразивному
зношуванню та корозійну тривкість. Мікротвердість HV 0,1 і HV 0,3 вимірювали
стандартним мікротвердоміром. Абразивну зносотривкість напилених шарів
визначали на установці ASTMG65, в якій гумове колесо контактує з поверхнею
зразка, а потік частинок абразиву напрямлений зверху до проміжку між ним і
поверхнею [9]. Колесо обертається до потоку абразиву. Швидкість ковзання ви-
значали за формулою R, де – кутова швидкість колеса, а R – його радіус [10].
Контактна особа: Г. В. ПОХМУРСЬКА, e-mail: pokhmurska@lp.edu.ua
125
Абразивом слугував кварцевий пісок AFS фракції 50/70 m, рекомендований для
випробування за сухого тертя стандартом ASTMG65. Витрати піску – від 300 до
400 g/min. Розмір зразків 40×27×3 mm. Втрату їх маси визначали ваговим мето-
дом [9, 11].
Таблиця 1. Хімічний склад порошкових дротів
і параметри режиму напилювання
Елементи, mass.% Параметри напилення ПД
Stein-
Mesyfil C Mn Si Cr Mo Ni
№
експерименту
Струм,
A
Напруга,
V
1 320 31
2 350 36 932V 0,5 1,1 0,3 0,3 4,8 1,5
3 380 38
1 320 30
2 350 36 954V 1,3 0,8 1,4 6,5 – –
3 380 33
1 320 31
2 350 34 953V 0,5 1,5 0,6 6,0 0,5 –
3 380 32
1 320 30
2 350 32 957V 2,0 0,8 0,26 22,61 – –
3 380 32
Оцінювали чотири види покривів (за 12 режимів напилення) з різною твер-
дістю. Час зношування визначали згідно зі стандартом за зусилля притиску гумо-
вого колеса до зразка 130 N, що рекомендовано для промислових матеріалів [11].
Електрохімічні дослідження виконували за кімнатної температури за триелек-
тродною схемою, використовуючи потенціостат ПИ-50-1. Робочими електродами
були досліджувані зразки. Електрод порівняння – насичений хлоридсрібний, а
допоміжний – платиновий. Корозивне середовище – 3%-й розчин NaCl. Для ме-
талографічного аналізу зразків застосовували оптичний та сканівний електронні
мікроскопи.
Результати та їх обговорення. Металографічним аналізом виявили, що по-
криви мають ламелярну будову, характерну для газотермічних покривів. Середня
їх товщина 695…1000 m. Для прикладу на рис. 1 зображено мікроструктуру
електродугового покриву із ПД 957V, напиленого за різного струму. Загалом за-
лежно від хімічного складу та режиму напилення у покривах міститься від 3,4 до
15,2% оксидної фази та від 1,2 до 4,4% пор. Для усіх дротів режим напилення за
сили струму 350 А забезпечує мінімальну поруватість та меншу кількість оксид-
ної фази (табл. 1). З її зниженням до 320 А, як і з підвищенням до 380 А, ці ха-
рактеристики погіршуються.
Зі збільшенням вмісту оксидів властивості покривів змінюються: з одного
боку, підвищується твердість, а з іншого – збільшується кількість пор, чужорід-
них включень, що може послабити зчеплення покриву з основою та сприяти його
розтріскуванню [7]. Встановлено (табл. 1), що за меншого навантаження мікро-
твердість HV 0,1 окремих ламелей вища, ніж HV 0,3, яку визначали за більшого
126
навантаження на індентор. Середнє значення твердості залежить від хімічного
складу покриву: зменшується на 15% у покриві з ПД 932V проти ПД 954V, і на
30% у покриві з ПД 957V порівняно з покривом з ПД 932V (табл. 1).
Рис. 1. Мікроструктура покриву з ПД 957V, напиленого
за струму 320 (а), 350 (b) і 380 А (с).
Fig. 1. Microstructure of the thermal sprayed cored wire coating 957V
under current 320 A (а) ; 350 A (b) and 380 A (c).
Абразивну зносотривкість покривів визначали за навантаження 130 N упро-
довж 30; 300 і 600 s (рис. 2). Результати усереднювали після декількох вимірю-
вань з похибкою 3%. Покриви, напилені за струму 350 А (табл. 2), мають наймен-
ші втрати маси, мінімальні поруватість і вміст оксидної фази, а також найвищу
твердість НV 0,3.
Рис. 2. Абразивна зносотривкість напилених покривів:
a – 932V; b – 953V; c – 954V; d – 957V; 1 – 3 – номери експериментів (див. табл. 1).
Fig. 2. Wear resistance of sprayed coatings: a – 932V ; b – 953V ; c – 954V ; d – 957V ;
1 – 3 – numbers of experiments (see table 1).
Під час електрохімічних випробувань у 3%-му розчині натрію хлориду
(табл. 2) виявили, що електродні потенціали покривів знаходяться в околі –0,5 V
(для ПД 957V – (–0,6 V)), а струми корозії становлять 0,015…0,035 mA/cm2. Від-
сутність впливу хімічного складу та режиму напилення на електрохімічні пара-
метри покривів можна пояснити їх поруватістю, оскільки крізь пори корозивне
середовище проникає до сталевої основи, і встановлюється компромісний потен-
ціал, значення якого мало відрізняється для усіх покривів.
127
Таблиця 2. Мікротвердість, абразивна зносотривкість
і електрохімічні характеристики покривів
Твердість Напилені
шари
із ПД
Stein-
Mesyfil
№
експе-
рименту HV 0,1 HV 0,3
Порува-
тість, %
К-сть
оксид.
фази
Втрата
маси,
mg
Еst,
V
іcorr,
mА/сm2
1 724 556 3,5 10,9 199 –0,513 0,03485
2 806 604 1,9 5,6 145 –0,478 0,03189 932V
3 836 591 2,3 7,0 167 –0,464 0,01616
1 582 462 3,1 15,2 178 –0,49 0,01513
2 643 480 1,5 7,9 174 –0,494 0,01717 953V
3 666 501 3,1 11,9 186 –0,487 0,0276
1 714 494 3,0 10,1 205 –0,503 0,02318
2 749 505 2,7 9,1 190 –0,536 0,02973 954V
3 777 508 4,5 10,5 188 –0,486 0,02315
1 1362 1184 2,7 4,8 161 –0,63 0,01743
2 1413 1192 1,2 3,7 155 –0,615 0,02346 957V
3 1479 1234 3,1 3,4 164 –0,61 0,03558
Для підвищення корозійної тривкості поруватих газотермічних покривів ре-
комендують [2] просочувати їх різними оливами, полімерними матеріалами, інгі-
бованими середовищами або оплавляти високоенергетичними джерелами на-
гріву.
ВИСНОВКИ
Встановлено, що найменшу поруватість і найбільший опір абразивному зно-
шуванню мають усі покриви із ПД серії Stein-Mesyfil, сформовані за струму
горіння дуги 350 А; втрата їх маси під час абразивного зношування корелює зі
зменшенням поруватості та вмістом оксидної фази; найбільш зносотривкі покри-
ви з дротів 932V і 957V; впливу хімічного складу та режимів напилення на елек-
трохімічні властивості покривів у 3%-му розчині натрію хлориду не виявлено,
очевидно, через їх поруватість, внаслідок чого середовище проникає до основи,
яка бере участь у формуванні електрохімічних характеристик.
РЕЗЮМЕ. Изучено влияние химического состава и режимов напыления электроду-
говых покрытий из порошковых проволок серии Stein-Mesyfil, в частности 953V, 932V,
954V, 957V на их абразивную износостойкостиь и коррозионные свойства. Установлено,
что наименьшую пористость и наибольшее сопротивление абразивному износу имеют все
исследованные покрытия, полученные при токе горения дуги 350 А, наиболее износо-
стойкими оказались покрытия из проволок 932V и 957V. Не выявлено влияния химичес-
кого состава и режимов напыления на электрохимические свойства покрытий в 3%-ом
растворе натрия хлорида.
SUMMARY. The paper presents the influence of chemical composition and spray condi-
tions of electric-arc coatings made of cored wires Stein-Mesyfil, in particular 953V, 932V,
954V, 957V on their abrasive-and corrosion-resistance characteristics. It is established that the
least porosity and the greatest wear-abrasive resistance possess coatings under burning current
of 350 A. Coatings made of of 932V and 957V are the most wear-resistant. No influence of
128
chemical composition and spray conditions on the electrochemical properties of coatings in 3%
sodium chloride solution was found.
1. Gedzevicius I. and Valiulis A. V. Analysis of wire arc spraying process variables on coatings
properties // J. of Mat. Proc. Tech. – 2006. – 175, № 1–3. – Р. 206–211.
2. Електродугові відновні та захисні покриття / В. І. Похмурський, М. М. Студент,
В. М. Довгуник та ін. – Львів: Фіз.-мех. ін-т ім. Г. В. Карпенка НАН України, 2005. –
192 с.
3. ASM Handbook, Volume 5A: Thermal Spray Technology / Editor: Robert C. Tucker, Jr.
// ASM Thermal Spray Society, 2013. – 412 р.
4. Bach F. W., Laarmann A., and Wenz T. Fundamentals of Thermal Spraying, Flame and Arc
Spraying // Modern Surface Technology. – Wiley-VCH Verlag GmbH & Co, Fairford, United
Kingdom, 2006. – P. 119–136.
5. Relationsships between microstructure and electrical propertiesof RV and DC plasma-
sprayed titania coatings / N. Branland, E. Meillot, P. Fauchais et al. // J. Therm. Spray
Technol. – 2006. – 15/1. – P. 53–62.
6. Comparison of hardmetal and hard chromium coatings under different tribological condi-
tions / A. Wank, B. Wielage, H. Pokhmurska et al. // Surface Coatings and Technologies.
– 2006. – 201, № 5. – P. 1975–1980.
7. Pawlowski L. The Science and Engineering of Thermal Spray Coatings. – John Wiley &
Sons Ltd, Hoboken, NJ, 2008. – P. 79–105.
8. Thermal Spray Coatings: Properties, Processes and Applications / C. C. Berndt, J. Karthike-
yan, R. Ratnaraj et al. // ASM International, Materials Park, Ohio, USA, 1992. – P. 99–203.
9. ASTM G65-94. Standard test method for measuring abrasion using the dry sand/rubber wheel
apparatus Annual Book of ASTM Standards, Vol. 03.02, ASTM, Philadelphia, PA. – 1994.
– P. 245–256.
10. Ma X., Liu R., and Li D. Y. Abrasive wear behavior of D2 tool steel with respect to load and
sliding speed under dry sand/rubber wheel abrasion condition // Wear. – 2000. – 241, № 1.
– Р. 79–85.
11. ASTM G65-94. Test Method for Measuring Abrasion Using the Dry Sand/Rubber Wheel
Apparatus. – 2000. – P. 239–250.
Одержано 24.10.2014
|