Исследование формирования структуры износостойкого сплава при наплавке порошковой лентой ПЛ-АН-111

Проведены исследования температурно-временных условий формирования микроструктуры сплава, получаемого электродуговой наплавкой аустенитного сплава типа 500Х40Н40С2Г1РЦ порошковой лентой ПЛ-АН-111. Исследование структурообразования наплавленного валика по высоте проводилось моделированием в среде про...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2017
Hauptverfasser:	Ефременко, Б.В., Белик, А.Г., Чейлях, Я.А., M. Бахрами Аламдарло
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України 2017
Schriftenreihe:	Автоматическая сварка
Schlagworte:	Научно-технический раздел
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/148916
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:	Исследование формирования структуры износостойкого сплава при наплавке порошковой лентой ПЛ-АН-111 / Б.В. Ефременко, А.Г. Белик, Я.А. Чейлях, M. Бахрами Аламдарло // Автоматическая сварка. — 2017. — № 9 (767). — С. 17-22. — Бібліогр.: 12 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-148916
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1489162019-02-20T01:24:19Z Исследование формирования структуры износостойкого сплава при наплавке порошковой лентой ПЛ-АН-111 Ефременко, Б.В. Белик, А.Г. Чейлях, Я.А. M. Бахрами Аламдарло Научно-технический раздел Проведены исследования температурно-временных условий формирования микроструктуры сплава, получаемого электродуговой наплавкой аустенитного сплава типа 500Х40Н40С2Г1РЦ порошковой лентой ПЛ-АН-111. Исследование структурообразования наплавленного валика по высоте проводилось моделированием в среде программного продукта ProCAST. Результаты моделирования сопоставляли с реальной микроструктурой износостойкого слоя, полученного электродуговой наплавкой порошковой лентой ПЛ-АН-111. Микроструктуру наплавки исследовали на поперечных микрошлифах, длительно протравленных 4 %-м ниталем, с применением оптического микроскопа Nikon Eclipse M200 и электронного сканирующего микроскопа JSM-6510 LV, оснащенного EDS-анализатором фирмы Oxford Instruments. Применение конечноэлементного моделирования позволило установить, что скорость остывания валика высотой 10 мм и шириной 25 мм, наплавленного порошковой лентой ПЛ-АН-111 на пластину 09Г2С толщиной 15 мм, варьируется от 27,8 до 0,6 оС/с, снижаясь по мере увеличения времени остывания и удаления от зоны сплавления с основой. Кристаллизация сплава типа 500Х40Н40С2Г1РЦ протекает в интервале температур 1332...1195 оС, начинается с выделения первичных карбидов М₇С₃ и завершается эвтектическим превращением «жидкость аустенит+М₇С₃». Повышение скорости охлаждения до 27,8 оС/с подавляет процесс кристаллизации первичных карбидов М₇С₃, в результате чего по высоте наплавленного слоя формируется градиентная структура, изменяющаяся от аустенитной бескарбидной (у границы сплавления с основой) до заэвтектической (в верхней части валика). При скорости охлаждения 6,6 оС/с из жидкости в интервале 1332...1274 оС выделяются первичные карбиды М₇С₃, содержащие в среднем 57,6 % Cr и 2,7 % Ni, что соответствует термодинамически устойчивому состоянию сплава типа 500Х40Н40С2Г2РЦ. Проведено дослідження температурно-часових умов формування мікроструктури сплаву, отриманого електродуговим наплавленням аустенітного сплаву типу 500Х40Н40С2Г1РЦ порошковою стрічкою ПЛ-АН-111. Дослідження структуроутворення наплавленого валика за висотою проводилося моделюванням в середовищі програмного продукту ProCAST. Результати моделювання порівнювали з реальною мікроструктурою зносостійкого шару, отриманого електродуговим наплавленням порошковою стрічкою ПЛ-АН-111. Мікроструктуру наплавленого шару досліджували на поперечних мікрошліфах, які тривалий час протравлювали 4%-м ніталем, з використанням оптичного мікроскопа Nikon Eclipse M200 і електронного скануючого мікроскопа JSM-6510 LV, оснащеного EDS-аналізатором фірми Oxford Instruments. Застосування кінцево-елементного моделювання дозволило встановити, що швидкість охолодження валика висотою 10 мм і шириною 25 мм, наплавленого порошковою стрічкою ПЛ-АН-111 на пластину 09Г2С товщиною 15 мм, варіюється від 27,8 до 0,6 ?С/с, знижуючись зі збільшенням часу охолодження і віддаленням від зони сплавлення з основою. Кристалізація сплаву типу 500Х40Н40С2Г1РЦ протікає в інтервалі температур 1332...1195 °С, починається з виділення первинних карбідів М₇С₃і завершується евтектичним перетворенням «рідина > аустеніт + М₇С₃». Підвищення швидкості охолодження до 27,8 °С/с пригнічує процес кристалізації первинних карбідів М₇С₃, в результаті чого по висоті наплавленого шару формується градієнтна структура, що змінюється від аустенітної безкарбідної (біля межі сплавлення з основою) до заевтектичної (у верхній частині валика). При швидкості охолодження 6,6 оС/с з рідини в інтервалі 1332...1274 °С виділяються первинні карбіди М₇С₃, що містять в середньому 57,6Cr і 2,7Ni, що відповідає термодинамічно стійкому стану сплаву типу 500Х40Н40С2Г2РЦ. The investigations of temperature-time conditions of formation of microstructure of the alloy produced by electric arc surfacing of austenitic alloy of the type 500Kh40N40S2G2RTs using the powder strip PL-АN-111 were carried out. The investigation of structure formation of deposited bead over the height was carried out by modeling in the environment of the software product ProCAST. The simulation results were compared with the real microstructure of wear-resistant layer produced by electric arc surfacing using the powder strip PL-AN-111. The microstructure of surfacing was investigated on cross-microsections continuously etched with 4% nital, using the optical microscope Nikon Eclipse M200 and the electronic scanning microscope JSM-6510 LV, equipped with the EDS-analyzer of Oxford Instruments. The application of finite element modeling allowed establishing that the cooling rate of the bead of 10 mm height and 25 mm width deposited applying the powder strip PL-AN-111 on the plate 09G2S with the thickness of 15 mm, varies from 27.8 to 0.6 °С/s, decreasing at the increases in cooling time and removing from the fusion zone with the base. The crystallization of the alloy of the type 500Kh40N40S2G2RTs takes place in the temperature range of 1332...1195 °С, it starts with the evolution of primary carbides М₇С₃ and is completed by the eutectic transformation «liquid austenite +М₇С₃». The increase in cooling rate up to 27.8 °C/s suppresses the crystallization process of primary carbides М₇С₃, as a result of which a gradient structure is formed over the height of the deposited layer, varying from austenitic non-carbide (near the fusion boundary with the base one) to the hypereutectic (in the upper part of the bead). At the cooling rate of 6.6 °C/s, from the liquid the primary carbides М₇С₃ are evolved in the interval of 1332...1274 °C, containing in average 57.6% Cr and 2.7%> P, which corresponds to the thermodynamically stable state of the alloy of the type 500Kh40N40S2G2RTs. 2017 Article Исследование формирования структуры износостойкого сплава при наплавке порошковой лентой ПЛ-АН-111 / Б.В. Ефременко, А.Г. Белик, Я.А. Чейлях, M. Бахрами Аламдарло // Автоматическая сварка. — 2017. — № 9 (767). — С. 17-22. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. 0005-111X DOI: https://doi.org/10.15407/as2017.09.03 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/148916 621.791.92.042 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 Ефременко, Б.В. Белик, А.Г. Чейлях, Я.А. M. Бахрами Аламдарло Исследование формирования структуры износостойкого сплава при наплавке порошковой лентой ПЛ-АН-111 Автоматическая сварка
description	Проведены исследования температурно-временных условий формирования микроструктуры сплава, получаемого электродуговой наплавкой аустенитного сплава типа 500Х40Н40С2Г1РЦ порошковой лентой ПЛ-АН-111. Исследование структурообразования наплавленного валика по высоте проводилось моделированием в среде программного продукта ProCAST. Результаты моделирования сопоставляли с реальной микроструктурой износостойкого слоя, полученного электродуговой наплавкой порошковой лентой ПЛ-АН-111. Микроструктуру наплавки исследовали на поперечных микрошлифах, длительно протравленных 4 %-м ниталем, с применением оптического микроскопа Nikon Eclipse M200 и электронного сканирующего микроскопа JSM-6510 LV, оснащенного EDS-анализатором фирмы Oxford Instruments. Применение конечноэлементного моделирования позволило установить, что скорость остывания валика высотой 10 мм и шириной 25 мм, наплавленного порошковой лентой ПЛ-АН-111 на пластину 09Г2С толщиной 15 мм, варьируется от 27,8 до 0,6 оС/с, снижаясь по мере увеличения времени остывания и удаления от зоны сплавления с основой. Кристаллизация сплава типа 500Х40Н40С2Г1РЦ протекает в интервале температур 1332...1195 оС, начинается с выделения первичных карбидов М₇С₃ и завершается эвтектическим превращением «жидкость аустенит+М₇С₃». Повышение скорости охлаждения до 27,8 оС/с подавляет процесс кристаллизации первичных карбидов М₇С₃, в результате чего по высоте наплавленного слоя формируется градиентная структура, изменяющаяся от аустенитной бескарбидной (у границы сплавления с основой) до заэвтектической (в верхней части валика). При скорости охлаждения 6,6 оС/с из жидкости в интервале 1332...1274 оС выделяются первичные карбиды М₇С₃, содержащие в среднем 57,6 % Cr и 2,7 % Ni, что соответствует термодинамически устойчивому состоянию сплава типа 500Х40Н40С2Г2РЦ.
format	Article
author	Ефременко, Б.В. Белик, А.Г. Чейлях, Я.А. M. Бахрами Аламдарло
author_facet	Ефременко, Б.В. Белик, А.Г. Чейлях, Я.А. M. Бахрами Аламдарло
author_sort	Ефременко, Б.В.
title	Исследование формирования структуры износостойкого сплава при наплавке порошковой лентой ПЛ-АН-111
title_short	Исследование формирования структуры износостойкого сплава при наплавке порошковой лентой ПЛ-АН-111
title_full	Исследование формирования структуры износостойкого сплава при наплавке порошковой лентой ПЛ-АН-111
title_fullStr	Исследование формирования структуры износостойкого сплава при наплавке порошковой лентой ПЛ-АН-111
title_full_unstemmed	Исследование формирования структуры износостойкого сплава при наплавке порошковой лентой ПЛ-АН-111
title_sort	исследование формирования структуры износостойкого сплава при наплавке порошковой лентой пл-ан-111
publisher	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
publishDate	2017
topic_facet	Научно-технический раздел
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/148916
citation_txt	Исследование формирования структуры износостойкого сплава при наплавке порошковой лентой ПЛ-АН-111 / Б.В. Ефременко, А.Г. Белик, Я.А. Чейлях, M. Бахрами Аламдарло // Автоматическая сварка. — 2017. — № 9 (767). — С. 17-22. — Бібліогр.: 12 назв. — рос.
series	Автоматическая сварка
work_keys_str_mv	AT efremenkobv issledovanieformirovaniâstrukturyiznosostojkogosplavaprinaplavkeporoškovojlentojplan111 AT belikag issledovanieformirovaniâstrukturyiznosostojkogosplavaprinaplavkeporoškovojlentojplan111 AT čejlâhâa issledovanieformirovaniâstrukturyiznosostojkogosplavaprinaplavkeporoškovojlentojplan111 AT mbahramialamdarlo issledovanieformirovaniâstrukturyiznosostojkogosplavaprinaplavkeporoškovojlentojplan111
first_indexed	2025-07-12T20:39:22Z
last_indexed	2025-07-12T20:39:22Z
_version_	1837475053700120576
fulltext	НАУ НО-ТЕ НИ ЕСКИ РАЗДЕЛ 1 7 - АВТОМАТИ ЕСКАЯ СВАРКА doi org as А А А А А А А Б. В. ЕФРЕМЕНКО, А. Г. БЕЛИК, Я. А. ЧЕЙЛЯХ, M. БАХРАМИ АЛАМДАРЛО риазовский государственн й те нический университет оне кая о л г ариуполь ул ниверситетская E mail ale belick gmail ua роведен исследования температурно временн условий ормирования микроструктур сплава получаемого лек тродуговой наплавкой аустенитного сплава типа поро ковой лентой А сследование структуроо разования наплавленного валика по в соте проводилось моделированием в среде программного продукта Pro AST езультат моделирования сопоставляли с реальной микроструктурой износостойкого слоя полученного лектродуговой наплавкой поро ковой лентой А икроструктуру наплавки исследовали на поперечн микро ли а длительно протравленн м ниталем с применением оптического микроскопа ikon Eclipse и лектронного сканирую его микроскопа JS осна енного E S анализатором ирм ord nstruments рименение конечно лементного моделирования позволило установить что скорость ост вания валика в сотой мм и ириной мм наплавленного поро ковой лентой А на пластину тол иной мм варьируется от до с сни аясь по мере увеличения времени ост вания и удаления от зон сплавления с основой ристалли за ия сплава типа протекает в интервале температур о начинается с в деления первичн кар идов 7 и завер ается втектическим превра ением « идкость → аустенит 7 » ов ение скорости о ла де ния до о с подавляет про есс кристаллиза ии первичн кар идов 7 в результате чего по в соте наплавленного слоя ормируется градиентная структура изменяю аяся от аустенитной ескар идной (у грани сплавления с основой) до за втектической (в вер ней части валика) ри скорости о ла дения о с из идкости в интервале о в деляются первичн е кар ид 7 содер а ие в среднем r и i что соответствует термодинамически устойчивому состоянию сплава типа и лиогр рис К л ю ч е в ы е с л о в а : порошковая лента, наплавленный слой, микроструктура, компьютерное моделирование, кри- сталлизация анесение за итн покр тий дуговой наплавкой является одной из наи олее распространенн те нологий восстановления и повер ностного упрочне ния деталей ма ин реди оль ого разноо разия наплавочн материалов на одят применение в сокоуглеродист е компози ии на елезо ромо ни келевой основе о разую ие тверд е кар идн е аз поро ков е лент А А А котор е используются для упрочнения контактн повер ностей конусов и ча зас пн аппаратов доменн печей имический со став данн поро ков лент о еспечивает орми рование в наплавленном слое структур стойкой к а разивному газо а разивному розионному изна иванию при пов енн температура чему спо со ствует в сокая коррозионно и аростойкость металла в сочетании с упрочняю ими кар идн ми азами и соответствую ей матри ей чит вая сло ное легирование e r i поро ков лент и неста ионарн й арактер протекаю и при наплавке про ессов ормирование микро структур в наплавленном металле мо ет проте кать неоднородно приводя к градиенту свойств по в соте валика оскольку три оте нические свойства наплавленного металла определяются его микроструктурой ва ное значение прио ре тают вопрос управления структуроо разовани ем осо енно на тапе ормирования первичной структур наплавки ля того нео одимо знать термокинетические осо енности кристалли за ии и арактер азово структурн транс ор ма ий в сплаве конкретного имического состава что тре ует проведения дополнительн исследо ваний применительно к указанн м наплавочн м материалам ель ра от исследование температур но временн условий ормирования аз и и распределения по в соте валика при наплав ке износостойкого сплава поро ковой лентой А Методика сследовали наплавленн й слой полученн й лектродуговой наплавкой поро ко вой проволокой А о еспечиваю ей по лучение сплава типа аплав ку проводили на лист тол иной мм из стали ( ) при следую и параметра ток дуги ± А напря ение ± в лет мм скорость наплавки м ч ско рость подачи м ч ременко А елик А ейля а рами Аламдарло НАУ НО-ТЕ НИ ЕСКИ РАЗДЕЛ 1 8 - АВТОМАТИ ЕСКАЯ СВАРКА ермовременн е параметр кристаллиза ии изучали с применением компьютерного модели рования на основе метода конечн лементов ак как ормирование наплавленного ме талла при определенн допу ения мо ет ть с о м с кристаллиза ией отливок в данной ра оте использован программн й продукт Pro AST применяем й для проектирования литейн те нологий оделирование проводилось для случая наплавки поро ковой лентой А валика в сотой и ириной мм начальная температура наплавленного металла ла принята о о ла дение на спокойном возду е е зультат моделирования сопоставляли с реальной микроструктурой наплавленного металла и кроструктуру наплавки исследовали на попереч н микро ли а после длительного травления м ниталем используя оптический микроскоп Eclipse ( ikon) и лектронн й сканирую ий микроскоп ( ) JS (JE ) а зов й имический состав определяли с помо ью нергодисперсионного микроанализатора Act ( ord nstruments) икротвердость замеряли с помо ью микротвердомера ( uture Tech) при нагрузке г усредняя значения измерений Результаты и обсуждение езультат термо динамического моделирования кристаллиза ии сплава типа представлен на рис ак следует из рис а кристаллиза ия протекает в интервале температур о интервале о согласно рис б из идкости в деляются первичн е кар ид на азе рома 7 имею ие ром о дрическую ре етку пространственной групп Pnma ем ная доля первичн кар идов (Q ) нарастает с пони ением температур (t o ) по линейной зависимости Ì Ñ Q t= − + а момент завер ения в деления первичн кар идов о емная доля твердой аз составля ет ормирование остав ейся доли твердой аз протекает в интервале о за счет втектического превра ения «Жидкость → Аусте нит 7 » втектическое превра ение проте кает с максимальной скоростью при температура 1274...1255 о когда ормируется твердой аз сплава по мере исчерпания превра ения его скорость резко падает а момент завер ения кристаллиза ии в сплаве иксируется следую ий азов й состав первичн кар идов 7 втектически кар идов 7 аустени та плав типа является за в тектическим сплавом с прео ладанием втектиче ской составляю ей оследую ие твердо азн е превра ения (ди узионн е и сдвигов е) в сплаве практически отсутствуют удучи сильно затормо енн ми в связи с в соким содер анием рома и никеля а рис показан результат моделирования в виде динамики распределения температур по сечению кристаллизую егося валика ст ва ние сопрово дается умень ением о ема ид кого металла в результате чего с по секунду после начала ост вания в вер ней части наплав ки ормируется усадка (в виде плоской пло ад ки) с умень ением в сот валика о резуль ис асчетн е изменения о ей о емной доли твер дой аз (а) и отдельн аз (б) при кристаллиза ии спла ва типа в зависимости от температур металла 1 твердая аза 2 идкая аза 3 7 4 аустенит ис инамика температурного поля валика при кристал лиза ии после наплавки поро ковой лентой А а б в г д е с НАУ НО-ТЕ НИ ЕСКИ РАЗДЕЛ 1 9 - АВТОМАТИ ЕСКАЯ СВАРКА татам моделирования ли построен крив е о ла дения различн слоев валика ак следу ет из рис крив е мо но разделить на несколь ко участков отличаю и ся средней скоростью ост вания ерв й участок соответствует ид кому состоянию (до о ) здесь повер ность валика ост вает со средней скоростью о с в средней части валика и у грани сплавле ния средняя скорость о ла дения в чет ре раза в е о с а втором участке (в интер вале примерно о ) ост вание вали ка замедляется на повер ности до о с в зоне сплавления до о с то о ясняется в де лением скр той теплот азов превра ений при в делении первичн кар идов и ормиро вании аустенито кар идной втектики кр тая теплота кристаллиза ии чугунов составляет кг осле завер ения кристаллиза ии ост вание валика ускоряется достигая о с при о тот участок на кривой о ла дения длится почти с ла дение наплавленного валика проис одит в основном за счет теплоизлучения и отвода теп ла в основу оследняя компонента лимитирует ся теплопроводностью наплавки огласно рис сплав имеет пони енную теплопроводность а рактерную для в соколегированн сплавов осле завер ения втектического превра ения ко и иент теплопроводности (λ) сплава со ставляет т (м о ) и постепенно сни ает ся до т (м о ) по мере ост вания до о мень ение λ о условливает в равнивание тем ператур по сечению и сни ение скорости ост вания валика в интервале о наплавка ост вает со средней скоростью о с при тем пература ни е о скорость ост вания падает до о с езультат моделирования ли сопоставле н с реальной структурой валика полученного наплавкой поро ковой лентой А з рис а следует что на грани е с основой на глу ину до мкм в валике залегает ескар идн й слой твердого раствора (никелевого аустенита) с микротвердостью а оскольку аустенит арактеризуется пони енн м удельн м о емом ост вание приграничного слоя сопро во далось возникновением в нем растягиваю и напря ений в звав и о разование микротре ин (рис б) а ескар идн м слоем следует слой с до втектической микроструктурой с ор мированн й аустенитн ми дендритами и не оль им количеством втектически кар идов ( ) в виде пограничной сетки алее залегает втектическая структура пред ставленная стол чат ми колониями втектики «Аустенит 7 » ориентированн ми вдоль на правления теплоотвода в основу (рис в) и кротвердость втектически колоний варьируется в предела а втектика состоит из в тянут кар идн волокон разделенн тонкими аустенитн ми прослойками такая струк тура залегает на половину в сот валика вер ней части валика наряду с втекти кой в структуре в являются первичн е кар ид 7 в виде призм ириной мкм и дли ной мкм (показан на рис г стрелками) и микротвердость составляет около а емная доля кар идов в средней ( втекти ческой) части валика коле лется в предела в вер ней (за втектической) части ва лика что лизко к значению полу ченному моделированием ( ) езультат металлогра ического анализа по каз вают что в наплавленном валике с орми ровался структурн й градиент т е микрострук тура наплавленного слоя в елом су ественно отличается от результатов моделирования и ь вер няя часть валика соответствует термодина мически равновесному состоянию сплава с на личием первичн кар идов 7 тсутствие той структурной составляю ей в остальной ча сти валика о ясняется а долей участия ос новного металла в наплавленном снизив ей со дер ание кар идоо разую и лементов ( r) ис асчетн е крив е о ла дения слоев валика на раз личном удалении от повер ности основного металла 1 по вер ность 2 в сот 3 зона сплавления ис асчетное изменение ко и иента теплопроводно сти сплава типа НАУ НО-ТЕ НИ ЕСКИ РАЗДЕЛ 2 0 - АВТОМАТИ ЕСКАЯ СВАРКА в металле б термокинетическими осо енно стями кристаллиза ии наплавки при котор по давляется кристаллиза ия первичн кар идов в приграничной и средней зона валика окаль н м микрорентгеноспектральн м анализом ло установлено (рис а б) что первичн е кар и д 7 содер ат в среднем r Si i n e аким о разом кон ентра ия рома в первич н кар ида почти в полтора раза прев ает его среднее содер ание в сплаве ледовательно ормирование первичного кар ида тре овало как луктуа ионного о ога ения идкости ромом в места появления зарод ей так и значительн ди узионн потоков атомов рома для о еспе чения роста возник и кар идов ри стром о ла дении наплавленного металла ти про есс могли ть подавлен и кинетически олее в годной могла стать втектическая реак ия проте каю ая с о разованием олее мелки кар идн включений ли о с в делением дендритов пере с енного аустенита езультат моделирования позволяют устано вить граничн е термовременн е условия орми рования термодинамически равновесного струк турного состояния наплавленного сплава типа нтенсивн й отвод тепла от сварочной ванн в основу о еспечил о ла дение приграничного и средней зон со средней скоро стью о с что затормозило ди узию атомов рома в идкости в результате про есс кристал лиза ии в ти зона протекал в термодинамиче ски неравновесн условия ез о разования пер вичн кар идов отличие от того ост вание вер ней зон протекало замедленно ( о с) то ло связано во перв с тем что к момен ту начала кристаллиза ии вер ней части валика в ни еле а и слоя она у е завер илась с в делением скр той теплот превра ения что по в сило о ее теплосодер ание наплавки одо грет й вер ний слой оказался кранированн м от основного металла ранее затвердев им при граничн м и средним слоями следовательно с учетом низкой теплопроводности арактерной для данного сплава теплоотвод из вер ней части в основной металл оказался затрудненн м аким о разом в той части наплавки при скорости о ла дения о с создались лагоприятн е кине тические условия для ормирования первичн кар идов 7 что подтвер дено результата ми микроструктурного исследования (рис г) прочем и в данном случае ти кар ид имеют относительно не оль ие размер что указ вает на затормо енную кинетику и роста отличие от первичн кар идов матри а в вер ней зоне оказалась о ога ена елезом ( ) и никелем ( ) при низком содер ании рома ( r) стальн е лемент Si n (рис а в) о дер ание никеля в матри е оказалось ни е о и даемого что связано с частичн м растворением никеля в кар ида 7 ( ) ео чно в ис икроструктура валика наплавленного поро ковой лентой А зона сплавления с основн м металлом (а б) средняя ( втектическая) зона валика (в) вер няя (за втектическая) зона валика (г) НАУ НО-ТЕ НИ ЕСКИ РАЗДЕЛ 2 1 - АВТОМАТИ ЕСКАЯ СВАРКА сокая кон ентра ия никеля в ромист кар ида о ясняется о им в соким содер анием того лемента в сплаве что очевидно изменяет сте иометрию аз относительно ромо никелев сплавов на основе елеза Выводы зучено ормирование структур износостой кого сплава при ме анизированной лектроду говой наплавке поро ковой лентой А с применением конечно лементного моделиро вания что позволило установить последователь ность послойного ормирования износостойкой структур в наплавленном слое оказано что кристаллиза ия наплавленно го металла протекает в неравновесн условия в результате чего в нем ормируется градиентная структура изменяю аяся от аустенитной на гра ни е сплавления с основн м металлом до леде у ритной в вер ней части валика где ормируются первичн е кар ид 7 содер а ие r и пов енное количество никеля ( ) огласно результатам моделирования уста новлено что пов ение скорости о ла дения валика до о с подавляет про есс кристал лиза ии первичн кар идов 7 в результа те чего в наплавленном слое ормируется до втектическая или втектическая структура с о емной долей кар идов ри скоро сти о ла дения о с из идкости в интерва ле о в деляются первичн е кар ид 7 а затем протекает втектическая реак ия что соответствует термодинамически ста ильно му состоянию сплава типа Список литературы 1. игарев елик А ( ) оро ков е лент для наплавки Сварочное производство 8 2. Жудра А орончук А ( ) аплавочн е по ро ков е лент Автоматическая сварка 1 higarev elik A ( ) lu cored strips or sur acing Welding International 26 4. ладкий ондратьев А матова Жудра А ( ) Наплавочные порошковые ленты. Справоч- ник иев ника 5. алинов игарев оро ьев ( ) Но- вые порошковые ленты для наплавки деталей, работа- ющих в условиях абразивного и газоабразивного воздей- ствия. Зб. наук. пр.: Захист металургійних машин від поломок аріуполь ип лапак и а рися нюк ремий ( ) ормирование структур кермета на основе кар ида рома с медно никелево марган евой связкой Ме- таллофизика и новейшие технологии 7 7. in hang hen J et al ( ) icrostruc ture and ear characteristics o high carbon r based alloy claddings ormed by gas tungsten arc elding ( TAW) Surf. and Coat. Technology 205 limpel A obr anski A isiecki A Janicki ( ) The study o properties o i W ires sur aced deposits J. of Materials Processing Technol. 164-165 9. Schneider u J P eckermann et al ( ) od eling o icro and acrosegregation and reckle orma tion in Single rystal ickel ase Superalloy irection al Solidi cation Metall. and Mater. Transactions A 28A 10. urugan S umar P ill T P S et al ( ) umeri cal modelling and e perimental determination o temperature distribution during manual metal arc elding Sci. and Tech- nol. of Welding and Joining 6 11. Abdullin A Ershov A A ( ) End to end simulation o casting and metal orming operations ith Pro AST and orm so t are Metallurgist 5 12. arvill J ( ) Mechanical Engineer’s Data Handbook ord R ef erences 1. higarev elik A ( ) lu cored strips or sur acing Svarochn. Proizvodstvo 8 in ussian 2. hudra A P oronchuk A P ( ) ladding u cored strips ( evie ) The Paton Welding J 1 higarev elik A ( ) lu cored strips or sur acing Welding International 26 ис частки локального микрорентгеноспектрального анализа (а) и соответствую ие спектр полученн е с пер вичного кар ида 7 (б) и аустенита (в) НАУ НО-ТЕ НИ ЕСКИ РАЗДЕЛ 2 2 - АВТОМАТИ ЕСКАЯ СВАРКА 4. ladky P ondratiev A umatova et al ( ) Cladding flux-cored strips. Manual iev Tekhnika in ussian 5. alinov higarev orobiov ( ) New flux- cored strips for surfacing of parts operating under conditions of abrasive and gas-abrasive action. In: Protection of metallurgical machines from failures: Transact ariupol P T ssue in ussian Shlapak S Shikhab T Prisya hnyuk P aremiy P ( ) Structure ormation o the chromium carbide based cermet ith copper nickel manganese binder Metallofizika i Novejshie Tekhnologii (7 ) in ussian 7. in hang hen J et al ( ) icro structure and ear characteristics o high carbon r based alloy claddings ormed by gas tungsten arc elding ( TAW) Surf. and Coat. Technol 205 limpel A obr anski A isiecki A Janicki ( ) The study o properties o i W ires sur aced deposits J. of Materials Processing Technology 164-165 9. Schneider u J P eckermann et al ( ) odeling o micro and macrosegregation and reckle ormation in single crystal nickel base superalloy directional solidi cation Metall. and Mater. Transact A 28A 10. urugan S umar P ill T P S et al ( ) umerical modeling and e perimental determination o temperature distribution during manual metal arc elding Sci. and Technol. of Welding & Joining (6) 11. Abdullin A Ershov A A ( ) End to end simulation o casting and metal orming operations ith Pro AST and orm so t are Metallurgist (5) 12. arvill J ( ) Mechanical Engineer’s Data Handbook ord ременко ілик ейля а рамі Аламдарло риазовський дер авний те нічний університет оне ька о л м аріуполь вул ніверситетська E mail ale belick gmail ua Ж А А А А А роведено дослід ення температурно часови умов орму вання мікроструктури сплаву отриманого електродуговим наплавленням аустенітного сплаву типу поро ковою стрічкою А ослід ення структуро утворення наплавленого валика за висотою проводилося мо делюванням в середови і програмного продукту Pro AST езультати моделювання порівнювали з реальною мікро структурою зносостійкого ару отриманого електродуговим наплавленням поро ковою стрічкою А ікро структуру наплавленого ару дослід ували на поперечни мікро лі а які тривалий час протравлювали м ніталем з використанням оптичного мікроскопа ikon Eclipse і електронного скануючого мікроскопа JS осна е ного E S аналізатором ірми ord nstruments астосуван ня кін ево елементного моделювання дозволило встановити о видкість о олод ення валика висотою мм і ири ною мм наплавленого поро ковою стрічкою А на пластину тов иною мм варіюється від до с зни уючись зі з іль енням часу о олод ення і від даленням від зони сплавлення з основою ристаліза ія спла ву типу протікає в інтервалі температур починається з виділення первинни кар ідів 7 і завер ується евтектичним перетворенням «рідина аустеніт 7 » ідви ення видкості о олод ення до с пригнічує про ес кристаліза і первинни кар ідів 7 в результаті чого по висоті наплавленого ару орму ється градієнтна структура о змінюється від аустенітно езкар ідно ( іля ме і сплавлення з основою) до заевтектич но (у вер ній частині валика) ри видкості о олод ення с з рідини в інтервалі виділяються пер винні кар іди 7 о містять в середньому r і i о відповідає термодинамічно стійкому стану сплаву типу і ліогр рис Ключові слова поро кова стрічка наплавлений ар мікро структура комп ютерне моделювання кристаліза ія E remenko A elik a A heilyakh akhrami Alamdarlo Pre A ov State Technical niversity (PST ) niversitetskaya Str ariupol onetsk egion kraine mail ale belick уаndе uа EST AT AT ST T E WEA ES STA T A S A S P W E ST P P A The investigations o temperature time conditions o ormation o microstructure o the alloy produced by electric arc sur acing o austenitic alloy o the type h S Ts using the po der strip P А ere carried out The investigation o structure ormation o deposited bead over the height as carried out by modeling in the environment o the so t are product Pro AST The simulation results ere compared ith the real microstructure o ear resistant layer produced by electric arc sur acing using the po der strip P A The microstructure o sur acing as investigated on cross microsections continuously etched ith nital using the optical microscope ikon Eclipse and the electronic scanning microscope JS e uipped ith the E S analy er o ord nstruments The application o nite element modeling allo ed establishing that the cooling rate o the bead o mm height and mm idth deposited applying the po der strip P A on the plate S ith the thickness o mm varies rom to s decreasing at the increases in cooling time and removing rom the usion one ith the base The crystalli ation o the alloy o the type h S Ts takes place in the temperature range o it starts ith the evolution o primary carbides and is completed by the eutectic trans ormation «li uid → austenite 7 » The increase in cooling rate up to s suppresses the crystalli ation process o primary carbides as a result o hich a gradient structure is ormed over the height o the deposited layer varying rom austenitic non carbide (near the usion boundary ith the base one) to the hypereutectic (in the upper part o the bead) At the cooling rate o s rom the li uid the primary carbides 7 are evolved in the interval o containing in average r and P hich corresponds to the thermodynamically stable state o the alloy o the type h S Ts e ig Keywords po der strip deposited layer microstructure computer simulation crystalli ation оступила в редак ию

Исследование формирования структуры износостойкого сплава при наплавке порошковой лентой ПЛ-АН-111

Institution

Ähnliche Einträge