ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Состав шихты для износостойкой наплавки, содержащей диборид титана, карбид бора, дополнительно содержит фторцирконат калия, железную окалину, марганец азотированный и железный порошок, при следующем соотношении компонентов, %

Введением фторцирконата калия в состав шихты достигается снижение склонности наплавленного металла к трещинообразованию за счет повышения его пластичности вследствие измельчения структуры и субструктуры, увеличения плотности дислокаций, более равномерного распределения и образования сферической формы неметаллических включений, снижения вредных примесей, улучшения состояния границ и зерен фаз.

Марганец азотированный, диссоциируя в сварочной ванне, легирует расплавленный металл марганцем и азотом, которые расширяют- область и упрочняет твердый раствор его основы, что повышает сопротивляемость действию ударных нагрузок.

Кроме того, азот связывает титан в высокопрочные тугоплавкие соединения - нитриды и карбонитриды мелкодисперсной формы, равномерно распределенные в матрице, тем самым предопределяя повышение износостойкости наплавленного металла.

Железная окалина, диссоциируя в сварочной ванне, интенсивно насыщает наплавленный металл кислородом, который интенсифицирует процессы взаимодействия в ней, предупреждает пористость за счет снижения растворимости водорода в жидком металле, оказывает экранирующее влияние, т.е., выделяясь на межфазных границах как поверхностно-активный элемент, оттесняя от них азот, препятствует возникновению и развитию газовых пузырьков.

Цирконий, вводимый через фторцирконат калия, подавляет реакцию образования СО, повышает растворимость азота, так как имеет более высокое сродство к кислороду и азоту, чем к углероду.

Железный порошок улучшает сварочно-технологические свойства шихты.

Предельные значения вводимых компонентов определены экспериментально.

В лабораторных условиях на образцы из стали Ст. 3 150 х 300 х 20 мм наплавлялись дуговым способом графитовым электродом составы, указанные в табл. 1.

Таблица 1

Наплавку слоя толщиной 4 мм выполняли вручную графитовым электродом Ш 8 мм от источника тока ВДУ-505У3 в следующем режиме:

При этом по известным методикам определяли износостойкость относительно закаленной стали 45 в условиях абразивного изнашивания с ударными нагрузками и склонность к образованию горячих трещин, пористость определяли методом гидростатического взвешивания.

Результаты испытаний (средние) приведены в табл. 2.

Таблица 2

Проведенные испытания показали, что состав шихты в указанных пределах обеспечивает плотный наплавленный металл, имеющий высокую износостойкость и низкую склонность к образованию горячих трещин.

При введении компонентов в запредельных значениях свойства наплавленного металла ухудшаются. Это объясняется тем, что увеличение содержания железной окалины обуславливает повышенную склонность расплава к развитию реакции образования окиси углерода, вызывающей пористость. Марганец и азот в запредельных концентрациях способствуют росту аустенитного зерна, что приводит к увеличению хрупкости наплавленного металла.

Повышение содержания циркония усугубляет структурную неоднородность наплавленного металла вследствие образования ликваций неметаллических включений по границам зерен, блоков.