Влияние высокочастотных механических колебаний изделия на струк туру и износостойкость наплавленного металла Х10Р4Г2С

В работе представлены результаты исследований влияния высокочастотных (100 Гц) механических колебаний на микроструктуру и износостойкость металла, наплавленного проволокой ПП Х10Р4Г2С под флюсом ОСЦ 45М. Установлено, что при использовании горизонтальной вибрации в структуре преобладает твердый раств...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2016
Автори:	Похмурская, Г.В., Студент, М.М., Войтович, А.А., Студент, А.З., Дзюбик, А.Р.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України 2016
Назва видання:	Автоматическая сварка
Теми:	Научно-технический раздел
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/147469
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:	Влияние высокочастотных механических колебаний изделия на струк туру и износостойкость наплавленного металла Х10Р4Г2С / Г.В. Похмурская, М.М. Студент, А.А. Войтович, А.З. Студент, А.Р. Дзюбик // Автоматическая сварка. — 2016. — № 10 (757). — С. 22-27. — Бібліогр.: 9 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-147469
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1474692019-02-15T01:25:20Z Влияние высокочастотных механических колебаний изделия на струк туру и износостойкость наплавленного металла Х10Р4Г2С Похмурская, Г.В. Студент, М.М. Войтович, А.А. Студент, А.З. Дзюбик, А.Р. Научно-технический раздел В работе представлены результаты исследований влияния высокочастотных (100 Гц) механических колебаний на микроструктуру и износостойкость металла, наплавленного проволокой ПП Х10Р4Г2С под флюсом ОСЦ 45М. Установлено, что при использовании горизонтальной вибрации в структуре преобладает твердый раствор наплавленного металла, равномерно насыщенный мелкодисперсными железохромистыми боридами (FeСr)B. Гомогенность структуры способствует повышению износостойкости в 2,0...2,5 раза. The paper presents the results of studies of the effect of high-frequency (100 Hz) mechanical vibrations on microstructure and wear resistance of metal, deposited with PP Kh10R4G2S wire and OSTs45M flux. It established that when horizontal vibration is used, deposited metal solid solution, uniformly saturated with fine iron-chromium borides (FeCr)B, prevails in the structure. Homogeneous structure improves wear resistance by 2.0–2.5 times. 2016 Article Влияние высокочастотных механических колебаний изделия на струк туру и износостойкость наплавленного металла Х10Р4Г2С / Г.В. Похмурская, М.М. Студент, А.А. Войтович, А.З. Студент, А.Р. Дзюбик // Автоматическая сварка. — 2016. — № 10 (757). — С. 22-27. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. 0005-111X DOI: https://doi.org/10.15407/as2016.10.04 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/147469 620.178.16 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	Научно-технический раздел Научно-технический раздел
spellingShingle	Научно-технический раздел Научно-технический раздел Похмурская, Г.В. Студент, М.М. Войтович, А.А. Студент, А.З. Дзюбик, А.Р. Влияние высокочастотных механических колебаний изделия на струк туру и износостойкость наплавленного металла Х10Р4Г2С Автоматическая сварка
description	В работе представлены результаты исследований влияния высокочастотных (100 Гц) механических колебаний на микроструктуру и износостойкость металла, наплавленного проволокой ПП Х10Р4Г2С под флюсом ОСЦ 45М. Установлено, что при использовании горизонтальной вибрации в структуре преобладает твердый раствор наплавленного металла, равномерно насыщенный мелкодисперсными железохромистыми боридами (FeСr)B. Гомогенность структуры способствует повышению износостойкости в 2,0...2,5 раза.
format	Article
author	Похмурская, Г.В. Студент, М.М. Войтович, А.А. Студент, А.З. Дзюбик, А.Р.
author_facet	Похмурская, Г.В. Студент, М.М. Войтович, А.А. Студент, А.З. Дзюбик, А.Р.
author_sort	Похмурская, Г.В.
title	Влияние высокочастотных механических колебаний изделия на струк туру и износостойкость наплавленного металла Х10Р4Г2С
title_short	Влияние высокочастотных механических колебаний изделия на струк туру и износостойкость наплавленного металла Х10Р4Г2С
title_full	Влияние высокочастотных механических колебаний изделия на струк туру и износостойкость наплавленного металла Х10Р4Г2С
title_fullStr	Влияние высокочастотных механических колебаний изделия на струк туру и износостойкость наплавленного металла Х10Р4Г2С
title_full_unstemmed	Влияние высокочастотных механических колебаний изделия на струк туру и износостойкость наплавленного металла Х10Р4Г2С
title_sort	влияние высокочастотных механических колебаний изделия на струк туру и износостойкость наплавленного металла х10р4г2с
publisher	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
publishDate	2016
topic_facet	Научно-технический раздел
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/147469
citation_txt	Влияние высокочастотных механических колебаний изделия на струк туру и износостойкость наплавленного металла Х10Р4Г2С / Г.В. Похмурская, М.М. Студент, А.А. Войтович, А.З. Студент, А.Р. Дзюбик // Автоматическая сварка. — 2016. — № 10 (757). — С. 22-27. — Бібліогр.: 9 назв. — рос.
series	Автоматическая сварка
work_keys_str_mv	AT pohmurskaâgv vliânievysokočastotnyhmehaničeskihkolebanijizdeliânastrukturuiiznosostojkostʹnaplavlennogometallah10r4g2s AT studentmm vliânievysokočastotnyhmehaničeskihkolebanijizdeliânastrukturuiiznosostojkostʹnaplavlennogometallah10r4g2s AT vojtovičaa vliânievysokočastotnyhmehaničeskihkolebanijizdeliânastrukturuiiznosostojkostʹnaplavlennogometallah10r4g2s AT studentaz vliânievysokočastotnyhmehaničeskihkolebanijizdeliânastrukturuiiznosostojkostʹnaplavlennogometallah10r4g2s AT dzûbikar vliânievysokočastotnyhmehaničeskihkolebanijizdeliânastrukturuiiznosostojkostʹnaplavlennogometallah10r4g2s
first_indexed	2025-07-11T02:06:34Z
last_indexed	2025-07-11T02:06:34Z
_version_	1837314465369948160
fulltext	Т С Р 2 2 I ВТ Т С СВ Р УДк 620.17 .16 ВлИяНИе ВыСОкОчАСТОТНых мехАНИчеСкИх кОлеБАНИ ИЗДелИя НА СТРУкТУРУ И ИЗНОСОСТО кОСТ НАПлАВлеННОГО меТАллА х10Р4Г2С Г. В. ПОХМУРСКАЯ1, М. М. СТУДЕНТ2, А. А. ВОЙТОВИЧ3, А. З. СТУДЕНТ2, А. Р. ДЗЮБИК3 1Технический университет, г. хемнитц. 09107. -m i : po murs m .tu-c emnit . e 2физико-механический институт им. Г. В. карпенко НАН Украины, 79601, г. львов, ул. Научная, 5. -m i : stu ent-m-m ipm. i .u 3Национальный университет «львовская политехника». 79013, г. львов, ул. Степана Бандеры,12. -m i : n rsi o m i .com В работе представлены результаты исследований влияния высокочастотных (100 Гц) механических колебаний на микро- структуру и износостойкость металла, наплавленного проволокой ПП х10Р4Г2С под флюсом ОСц 45м. Установлено, что при использовании горизонтальной вибрации в структуре преобладает твердый раствор наплавленного металла, равномерно насыщенный мелкодисперсными железохромистыми боридами ( eСr) . Гомогенность структуры способ- ствует повышению износостойкости в 2,0...2,5 раза. Библиогр. 9, табл. 1, рис. 5. К л е в е л в а на лав а р ва р в л а ви раци и р ру ура д лг ве н ара ер и н а Из проведенных ранее исследований установле- но, что форма и размеры карбидных включений влияют на работоспособность наплавленного ме- талла 1 . Наплавки порошковыми проволоками (ПП) системы e– r– – заэвтектического со- става характеризуются выделением в микрострук- туре карбоборидных дендритных осей первого и второго порядков 2–4 . Остроконечная форма твердых включений, однако, является источни- ком концентрации напряжений, от которых про- исходит зарождение микротрещин, что, в свою очередь, приводит к снижению несущей способ- ности наплавленного металла. Также ранее 5, 6 установлено, что при наличии вибрации в процес- се наплавки существенно повышаются как меха- нические характеристики металла шва, так и его износостойкость 7, . цель данного исследова- ния — оптимизировать амплитуду механических колебаний подложки в процессе наплавки для обе- спечения высоких значений твердости и износо- стойкости наплавленного металла. Наплавленные слои формировали на подложке из низкоуглеродистой стали Ст3сп под слоем флюса ОСц 45м (состав в мас. : 44 i 2, 44 Mn , 2,5 M , 6...9 2, 6,5 , 2 e2 3, 0,15 , 0,15 P) с использованием порошковой проволо- ки ПП 10Р4Г2С. Диаметр ПП составлял 2,6 мм, коэффициент заполнения 25 . Наплавляли образцы размером 300 150 10 мм. Их горизонтальную или вертикальную вибрацию осуществляли с частотой 100 Гц при амплитуде 70 и 300 мкм. Горизонтальную вибрацию осущест- вляли поперек наплавленного валика. Перед на- плавкой сварочные материалы просушивали при температуре 250 С в течение 2,5 ч. Наплавляли валики с использованием подвесной головки АБС с источником питания постоянного тока (генера- тор ПСО 500). Параметры наплавки: ток 420 А, напряжение дуги 30...32 В, скорость подачи ПП 73 м/ч, скорость перемещения дуги 21 м/ч, пере- крытие валиков 30 . фазовый анализ выполняли на рентгеновском дифрактометре isco er с использованием o-излучения. микроструктуру исследовали на электронном микроскопе V 40 VP. Для ко- личественной оценки размеров структурных со- ставляющих в наплавленных слоях использовали программное обеспечение io Visio, сравнили площадь включения с единичной площадью шли- фа в продольной плоскости. модуль упругости измеряли динамическим индентированием, нагрузка 50 г. Также выполнен скретч-тест (глубина внедрения, тангенциальная сила) — нагрузка 40 г, время выдержки под на- грузкой 40 с, длина царапины 956 мкм. Направле- ние сканирования — поперек валика. Износостойкость наплавленных слоев при абразивном износе незакрепленным абразивом оценивали согласно ГОСТ 23.20 –79. В частно- сти, просушенный кварцевый песок с размером частиц 200...1000 мкм непрерывно подавали в зону контакта резинового диска с образцом. Ско- рость трения составляла 0,3 м/с, а усилие его при- жимания к образцу 2,4 кН. Для определения изно- са наплавленного слоя закрепленным абразивом использовали абразивный круг См-2 на керами- Г. В. Похмурская, м. м. Студент, А. А. Войтович, А. З. Студент, А. Р. Дзюбик, 2016 Т С Р 2 3I ВТ Т С СВ Р ческой связке. линейная скорость трения состав- ляла 0, м/с, нагрузка в зоне линейного контакта 1,5 кН. Длина испытательного пути 720 м. Ударный износ оценивали при силе удара 12 кДж шариком ди- аметром 25 мм из стали х 15, который падал на ис- следуемую поверхность с частотой 40 с–1. Продол- жительность эксперимента 3600 с. Потерю массы образцов определяли с точностью до 2 10–4 г на электронных весах. Результаты и их обсуждение. В составе на- плавленных слоев, полученных без применения вибрации, выявили такие фазы как феррохром ( e r), ферробор ( e2 ) и железохромистый бо- рид ( eСr) 9 (рис. 1). металлографические исследования показали, что вибрация влияет на размеры и форму твердых включений. На гребнях валиков, сформированных без вибрации, размер площади одиничных вклю- чений фазы ( eСr) составляет 10 150 мкм2 (рис. 2, a). Наплавка образцов с использованием вертикальной вибрации при амплитуде 300 мкм уменьшила размеры (рис. 2, ) боридов ( eСr) , разброс их площади составил 10 30 мкм2. Использование в процессе наплавки горизон- тальной вибрации показало, что заэвтектические структурные составляющие измельчаются еще су- щественнее. В частности при максимальной ампли- туде 300 мкм четко зафиксировали существенное измельчение железохромистых боридов ( eСr) , размер площади их одиничных включений составил 2...5 мкм2 (рис. 2, в). кроме того, при горизонталь- ной вибрации образца, в микроструктуре наплав- ленного слоя обнаружили формирование матрич- ной фазы eСr в виде неравноосных зерен (рис. 1, г, д). При амплитуде колебаний 70 мкм их шири- на и длина на гребнях валиков составляла 10...40 мкм (рис. 1, г), а при амплитуде 300 мкм, эти раз- меры уменьшились до 5...30 мкм (рис. 1, д). На- личие незначительного количества матричных зе- рен e r без включений позволяет релаксировать напряжения, возникающие при последующей экс- плуатации наплавленного металла (рис. 2). Для оценки механических характеристик ме- талла, наплавленного при дополнительной вибра- ции, провели его динамическое индентирование. Установлено, что наибольшее сопротивление про- никновению индентора хорошо согласуется с мел- козернистой микроструктурой на гребне валика и Рис. 1. микроструктура на гребне валика наплавленного металла проволкой ПП х10Р4Г2С: — без вибрации , в — при вертикальной, г, д — при горизонтальной вибрации при значении амплитуды 70 мкм ( , г), 300 мкм (в, д) Рис. 2. Изменение площади S включений (1,6 e 0,4Сr) a — без вибраций , в — при вертикальной и горизонтальной ви- брации: 1 — на гребне валиков 2 — в зоне их перекрытия A, В — при амплитуде 70 и 300 мкм, соответственно Т С Р 2 4 I ВТ Т С СВ Р высокой плотностью твердых частиц ( e r) . кро- ме того, при горизонтальной вибрации амплиту- дой 300 мкм модуль упругости составил 331 ГП , что значительно выше, чем значение, полученное на образцах, наплавленных с использованием вер- тикальной вибрации (297 ГП ), и без ее исполь- зования (295 ГП ). Этот результат может свиде- тельствовать о влиянии механических колебаний на уровень пористости наплавленного металла. Ведь, если принять во внимание значения моду- ля упругости, то при максимальной амплитуде го- ризонтальной вибрации плотность металла оказа- лась наивысшей. Это подтверждается также силой противодействия материала (тангенциальное уси- лие) при прохождении индентора (скретч-метод) вдоль гребня валика. Сохраняется тенденция уве- личения сопротивления разрушению наплавлен- ного металла с повышением амплитуды горизон- тальной вибрации, а при вертикальной вибрации – она наоборот уменьшается. Большой разброс значений тангенциальной силы свидетельствует о низком сопротивлении разрушению наплавлен- ного металла в условиях резания при наличии в микроструктуре мелких частиц 10...30 мкм2 же- лезохромистых боридов в наплавленных слоях при максимальной амплитуде вертикальной ви- брации. В наплавленных слоях, полученных без использования вибрации, разброс значений тан- генциальных усилий несколько меньше, чем в на- плавленном металле при вертикальной вибрации. Это свидетельствует о том, что в условиях резки больший размер площади (10...150 мкм2) твер- дых включений оказывает положительный эф- фект. При горизонтальной вибрации амплитудой 300 мкм разброс значений тангенциальной силы наименьший вследствие высокой степени гомоге- низации твердого раствора и небольших размеров твердых включений. При продвижении к зоне пе- рекрытия наплавленных слоев величина силы со- противления разрушению материала увеличивает- ся (таблица). кроме того, была проведена оценка воздей- ствия вибрации в процессе наплавки на изно- состойкость металла по потере массы образцов вследствие износа наплавленной поверхности за- крепленным и незакрепленным абразивом, а так- же в условиях ударных нагрузок. При испытании закрепленным абразивом установлено, что для образцов, наплавленных без применения вибра- ции, потеря составила 0,035 г, а при горизонталь- ной вибрации амплитудой 70 и 300 мкм — 0,03 и 0,015 г соответственно. Однако при вертикаль- ной вибрации образцов с увеличением амплиту- ды колебаний потери массы возросли (см. табли- цу). характер повреждений наплавленных слоев после трения также хорошо согласуется с полу- Износ образцов с наплавленными слоями, г Показатель Без вибрации Горизонтальная вибрация Вертикальная вибрация Амплитуда, мкм 0 70 300 70 300 Износ при закрепленном абразиве 0,035 0,030 0,015 0,10 0,150 Износ при незакрепленном абразиве 0,020 0,015 0,01 0,045 0,035 Износ при ударе 0,009 0,0005 0,0007 0,005 0,004 Рис. 3. морфологические особенности поверхностей трения при износе во время испытаний с закрепленным (a–c) и незакре- пленным (г е) абразивом наплавленного металла проволкой ПП х10Р4Г2С без применения вибрации (а, г) и с горизонталь- ной ( , д) и вертикальной (в, e) вибрацией образцов при амплитуде 300 мкм Т С Р 2 5I ВТ Т С СВ Р ченными результатами весового износа. Так, при износе закрепленным абразивом на поверхно- сти трения, полученной без применения вибра- ции, обнаружены довольно глубокие параллель- ные канавки и следы от выкрошившихся боридов ( eСr) (рис. 3, а). Вследствие трения они легко растрескивались на части и устранялись из пятна контакта, оставляя после себя глубокие канавки. Таким образом, это обусловило низкое сопротив- ление износу наплавленного металла. При горизонтальной вибрации амплитудой 300 мкм на поверхности зоны контакта металла с абразивным кругом практически отсутствуют хрупкие сколы от выкрашивания заэвтектических боридов (рис. 3, ). Однако на поверхности на- плавленного слоя наблюдались неглубокие, нерав- номерно распределенные следы трения. Это хоро- шо согласуется с неравномерностью изменения микротвердости наплавленного металла и наличи- ем в структуре зерен мягкой ферритной матрицы. Последняя способствует релаксации напряжений в зоне контакта и, таким образом, предотвращает выкрашивание твердых боридов, которые и вызы- вают глубокие повреждения поверхности трения. В случае наплавки с использованием вертикаль- ной вибрации на поверхности трения обнаружены глубокие и широкие параллельные следы износа, а также следы выкрашивания заэвтектических бори- дов (рис. 3, в). Вероятно, с этим связано постоян- ное наращивание износа через углубление канавок частицами боридов, которые в этом случае выпол- няли роль микрорезцов. Благодаря системной ори- ентированности боридов в направлении трения, по мере углубления круга из эвтектической матрицы постепенно высвобождаются новые бориды. В этом случае они оказывают отрицательное воздействие на износ из-за режущего эффекта. При испытании незакрепленным абразивом слоев, наплавленных без применения вибрации, основным механизмом износа становится выкрашивание твердых боридов (рис. 3, г). Причем незакрепленный абразив в зна- чительной степени способствует этому выкрашива- нию. Однако выкрошенные бориды практически не оставляют на поверхности характерных параллель- ных следов трения. Вероятно, жесткость резиново- го круга недостаточна для создания необходимого усилия прижатия абразива к наплавленной поверх- ности. как результат, отколотые части боридов вместе с кварцевым песком устраняются из зоны трения и перестают влиять на процесс износа. Ис- пользование горизонтальной вибрации при наплав- ке способствует выделению в структуре металла включений железохромистых боридов ( e r) . Они плотно закреплены в ферритной матрице e r и это затрудняет их удаление. Поэтому износ снижается, а на поверхности наблюдаются неглубокие выбоины от включений ферохромистих боридов и лишь ко- е-где образованные ими канавки. Исследование влияния вертикальной вибрации на износ незакрепленым абразивом показало, что ее негативное воздействие сохраняется. Поверх- ность износа наплавленных слоев при амплитуде колебаний 300 мкм характеризуется многочислен- ными следами выкрашивания твердых боридов. Вследствие локального режущего эффекта, они оставляют относительно глубокие бороздки на поверхности трения (рис. 3, е). Вместе с тем, если сравнить рельефы поверхностей износа наплав- ленных слоев без применения вибрации и после вертикальной вибрации, то становится очевид- ным, что определяющим признаком износа явля- ется не глубина канавок от трения в зоне контакта круга с металлом, а площадь следов и сопротив- ление откалыванию заэвтектических боридов от эвтектической матрицы. При этом, чем больше по размерам бориды и меньшее сопротивление их откалыванию от матрицы, тем интенсивнее износ наплавленного металла при испытании незакре- пленным абразивом (рис. 4). Также в работе проанализирован характер по- вреждений на поверхностях гребней валиков в про- цессе ударных испытаний. В металле, наплавлен- ном без вибрации, зафиксированы существенные повреждения на поверхности гребней (рис. 4, а в), которые начинались в результате пластической де- формации. Из-за нарушения когезивной связи меж- ду твердыми боридами и пластичной матрицей про- исходило выкрашивание сначала крупных, а затем и мелких боридов от поверхности, а затем отдельных частей матрицы e r (рис. 4, а). Напряжения, возникающие в окрестности вершин концентраторов, образованных ( e r) -включениями, были вполне достаточными для зарождения трещин. Возможно, что такие же тре- щины могут распространятся также и в глуби- ну наплавленного слоя, поскольку твердость на- плавленного материала составила 55...57. По мере увеличения продолжительности испытаний плотность расположения следов от ударов шари- ка на поверхности наплавленного шара увеличи- валась. При этом перегородки между ближайши- ми ямками разрушались, освобождая из матрицы большие бориды ( e r) (рис. 4, ). На этом эта- пе в разрушении начинали участвовать мелкие бо- риды e2 , нарушение когезивной связи которых с матрицей создавало в наплавленном слое мел- кие поры, которые способствовали постепенному дальнейшему износу металла (рис. 4, в). При этом глубокие, четко очерченные язвы на изношенных поверхностях гребней валиков, свидетельствуют об избирательности процесса изнашивания и об его привязке к большим по размерам боридам. Т С Р 2 6 I ВТ Т С СВ Р Данные о потере массы образцов после удар- ного износа свидетельствуют о том, что исполь- зование вибрации в процессе наплавки повышает сопротивление износу наплавленных слоев (та- блица). Проанализировали особенности ее влия- ния на повреждения на поверхности наплавлен- ного металла. Поскольку при использовании вертикальной вибрации с невысокой амплитудой 70 мкм разброс площади железохромистых бори- дов существенно уменьшился (10...60 мкм2) (см. рис. 2, ), то износ поверхности на гребне вали- ков происходил по такому же механизму, как и без применения вибрации. При этом возросла ло- кальность износа, так как викрашивались бориды меньших размеров, сцепление которых с матри- цей существенно сильнее. Следует отметить ори- ентированность лент из язв, вызванных выкраши- ванием боридов, поперек наплавленных валиков, что связано с направлением отвода тепла во вре- мя застывания ванны расплава. Так как растрески- вание это действенный способ релаксации напря- жений в наплавленном слое, то перемычки между этими язвами легко разрушались (рис. 4, г). Од- нако основной вклад в износ внесли не трещины, а выкрошившиеся бориды. При использовании в процессе наплавки вибрации площадь боридов на единичной площади шлифа существенно меньше (см. рис. 2, ). Поэтому величина потерь от изно- са также должна уменьшиться. Это согласуется с результатами определения величины износа весо- вым методом (таблица). С увеличением амплитуды вертикальной ви- брации до 300 мкм на гребне валиков обнаруже- ны признаки общего, сравнительно неглубокого износа (рис. 4, д). Это следствие диспергирования упрочняющей фазы e2 . лишь иногда наблюда- ли элементы локального износа с растрескивани- ем, но эти фрагменты не имели определяющего значения. как особенность отметили потерю ори- ентированности дефектов, которую наблюдали при использовании других условий наплавки. Это затрудняет рост трещин при разрушении перемы- чек между язвами и свидетельствует о сильной ко- гезии износостойких фаз с матрицей. При использовании горизонтальной вибра- ции изменилось фазовое состояние и морфоло- гия структуры наплавленного слоя. Появились округлые зерна e r и дисперсные твердые части- цы железохромистых боридов ( e r) . Такая струк- турно-фазовая композиция качественно меняет характер воздействия ударных нагрузок. Определя- Рис. 4. морфологические особенности поверхностей в условиях приложения ударных нагрузок: в — без вибрации г, д — при вертикальной вибрации г, д — при амплитуде колебания 70 и 300 мкм, соответственно Рис. 5. морфология поверхности износа на гребне валиков в слоях, наплавленных проволокой ПП 10Р4Г2С, при гори- зонтальной вибрации амплитудой: а — 70 — 300 мкм Т С Р 2 7I ВТ Т С СВ Р ющим фактором, ответственным за износ металла на гребнях валиков, становится способность наплав- ленного слоя пластически деформироваться, релак- сировать напряжения, возникающие при испытании на ударный износ. Следы пластического деформи- рования матрицы наплавленного металла являются характерным признаком рельефа его поверхности после испытаний (рис. 5, а, ). На примере рельефа валика видно, как на более поздних этапах износа в результате пластического деформирования поверх- ности наплавленного металла происходит отслаива- ние его тонких слоев (рис. 5, a). Поскольку под ними наблюдали следы от мелких включений, то можно сделать вывод, что причиной этого является поте- ря когезивной связи мелких включений с матрицей с последующим отслоением наклепанного поверх- ностного слоя от основания (рис. 5). Износ наплавленного металла, полученно- го при амплитуде горизонтальной вибрации 300 мкм, происходит по такому же механизму, как и при меньшей амплитуде вибрации. Но при этом уменьшается количество и растет локаль- ность участков, откалыванию которых способ- ствует пластическая деформация (рис. 5, ). Это свойственно металлу на гребне валиков и связа- но с невысокой плотностью пластической фазы eСr и высокой дисперсностью твердой фазы (1,6 e 0,4Сr) (сечение составляет 1 5 мкм2). Следует отметить также самую низкую из всех рас- сматриваемых вариантов формирования наплавки склонность поверхностных слоев к растрескиванию. Следовательно, поверхностный слой металла, полученный с использованием горизонтальной ви- брации, характеризуется высокой способностью к релаксации напряжений путем пластического де- формирования и низкой склонностью к растрескива- нию. Этим об ясняется его высокое сопротивление износу при ударных испытаниях, которое достига- ется в результате структурно-фазовых превращений, изменения морфологии, а также размеров упрочня- ющих фаз в структуре наплавленного металла. Выводы Исследована микроструктура слоев, наплавлен- ных порошковой проволокой ПП 10Р4Г2С, вы- полненных автоматическим способом под слоем флюса ОСц 45м, с использованием вертикальной и горизонтальной вибрации при частоте 100 Гц и амплитуде колебаний 70, 300 мкм. Использование вибрации в процессе наплавки обеспечило измель- чение и округление упрочняющей фазы ( e Сr) . Установлено, что наплавленные в условиях горизонтальной вибрации слои при амплитуде 300 мкм в зоне гребней валков, характеризуются высокой способностью к релаксации напряжений путем пластического деформирования поверх- ностных слоев и низкой склонностью к растре- скиванию, что об ясняет их высокое сопротивле- ние износу при ударных испытаниях. 1. In uence o 2 3 ition on microstructure n we r resist nce o e– r– c in orme rc sur ce we in / . ou, . n , . i et . // ourn o r re e rt s. – 2012. – Vo . 30, 10. – P. 1069. 2. u se . We r e ior– r ness–microstructure re tion o e– r– n e– r– – se r cin o s / . u se , . in // M teri s n esi n. – 2014. – 5 . – Р. 491–49 . 3. rosi e we r o r ce e– r– o s t e e te temper ture / . tsic , . isc , R. M nis et . // We r. – 2009. – 267. – P. 1 56–1 64. 4. Вплив в брац п д час наплавлення захисного шару на його м кроструктуру та ударно-абразивне зношування / Г. В. Похмурська, м. м Студент, О. С ланець та н. // ф зико-х м чна механ ка матер ал в. – 2015. – Вип. 3. 5. ect o i r tor we in process to impro e t e mec nic properties o utt we e oints / P. o in r o, P rini s r o, . op ris n et . // Intern tion ourn o Mo ern n ineerin Rese rc (I M R). – 2012. – Vo . 2, Is.4, u - u . – P. 2766–2770. 6. usein . R. Impro ement o mec nic we in usin in uce rmonic i r tion / . R. usein, . . u , R. . T i // ourn o pp ie ciences. – 2011. – 11(2). – P. 34 –353. 7. Impro in microstructure n we r resist nce o p sm c e- se o co tin mec nic i r tion tec ni ue urin c in / . W n , . i, . en et . // M teri s cience n n ineerin . – 2010. – 52 . – P. 397–401. . Влияние вибраций детали в процессе наплавки на струк- туру и свойства металла / ч. В. Пулька, О. Н. аблий, В. С. Сенчишин и др. // Автоматическая сварка. – 2012. – 1. – P. 27–29. 9. Особливост формування та руйнування наплавлених шар в з порошкових дрот в системи e– r– – за удар- них навантажень / А. А. Войтович, Г. В. Похмурська, м. м. Студент та н. . // Проблеми триболог . – 2015. – 4. – С. 114–123. Поступила в редакцию 11.03.2016 IX конференция «Сварка и термическая обработка живых тканей. Теория. Практика. Перспективы» 25 26 ноября 2016 г. г. Киев, ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины E-mail: office@paton.kiev.ua; тел.: (044) 205-20-06, 205-17-10

Влияние высокочастотных механических колебаний изделия на струк туру и износостойкость наплавленного металла Х10Р4Г2С

Репозитарії

Схожі ресурси