Шихта порошковой проволоки

 

Изобретение относится к сварке, а именно к сварочным материалам, и может быть использовано для наплавки деталей машин, работающих в условиях интенсивного ударно-абразивного износа. Цель изобретения - повышение ударно-абразивной и коррозионной износостойкости и качества наплавленного металла. Шихта порошковой проволоки в своем составе содержит, мас.%:рутиловый концентрат 7,5-15

плавиковый шпат 7,5-15

алюминий 2,75-5,75

феррованадий 13-18,25

карбид хрома CR 23C 6 в виде его сплава с углеродом в соотношении 5:1 20,4-21,9

железный порошок - остальное. Введение в состав шихты карбида хрома CR 23C 6 в сочетании с углеродом и феррованадием способствует повышению коррозионной и абразивной износостойкости наплавленного металла при ударной нагрузке. Карбид хрома CR 26C 6 из-за высокой твердости обладает значительной хрупкостью. Кроме того, параметры его кристаллической решетки резко отличаются от параметров решетки аустенита. Это приводит к разрушению наплавленного металла по границам CR 23C 6 - аустенит, что снижает износостойкость наплавки при действии ударов. Однако при наличии у карбида CR 23C 6 оболочки из карбида ванадия VC абразивная износостойкость наплавленного металла резко повышается. Это обусловлено наличием переходной зоны между карбидом хрома и аустенитной матрицей с постоянным изменением процентного содержания карбидов ванадия, имеющих с аустенитом близкие параметры кристаллической решетки. 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU„„593861 (51)5 В 23 К 35/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ плавленного металла.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4343971/31-27 (22) 04.11.87 (46) 23.09.90. Г>юл. № 35 (71) Украинский заочный политехнический институт им, И,З.Соколова (72) С,А,Сущенко, А.В.Шмелев, В.П.Минаков и Н,A.Ñåìåíîâ (53) 621.791 ° 04 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 287830, кл. В 23 К 35/36, 1968.

Авторское свидетельство СССР

¹ 385702, кл. В 23 К 35/36, 1971, (54) 1!1ИХТА ПОРОГ(КОВО11 ПРОВОЛОКИ (57) Изобретение относится к сварке, а именно к сварочным материалам, и может быть использонапо для наплавки деталей машин, работающих в условиях интенсивного ударно-абразивного износа, Цель изобретения — повышение ударно-абразивной и коррозионной износостойкости и качества напланленногс металла ° Шихта порошковой проволоки в своем составе содержит, мас.%: рутиловый концентрат 7,5-15; плавиконый шпат 7,5-15; алюминий 2,755,75; феррованадий 13-18,25; карбид хрома Сг С в виде его сплава с

Изобретение относится к сварке, . а именно к сварочным материалам, и может быть использовано для напланки деталей машин, работающих в условиях интенсивного ударно-абразивного иэноса.

Целью изобретения является повра†шение ударно-абразивной и корроэионной иэносостойкости и качества на2 углеродом в соотношении 5: 1 20,421, 9; железный порошок — остальное.

Введение в состав шихты карбида хрома

Сг . С6 н сочетании с углеродом и ферронанадием способствует повышению корроэионной и абразивной износостойкости напланленного металла при ударной нагрузке. Карбид хрома Cr<>C< иэ-за высокой твердости обладает значительной хрупкостью ° Кроме того, параметры его кристаллической решетки резко отличаются от параметров решетки аустенита, Зто приводит к разрушению наплавленного металла по границам Crz С< — аустенит, что снижает износостойкость напланки при действии ударов. Однако при наличии у карбида

Cr<>C оболочки из карбида ванадия VC абразивная износостойкость напланленного металла резко псвьппается, Это обусловлено наличием переходной зоны между карбидом хрома и аустенитной матрицей с постоянным изменением процентного содержания карбидом ванадия, имеющих с аустенитом близкие Ю параметры кристаллической решетки. Ж

3 табл. С

Введение в состав шихты карбида хрома Cr> С н сочетании с углеродом и феррованадием способствует повьппению коррозионной и абразивной иэносостойкости наплавленного металла при ударной нагрузке. Карбид хрома

Ст С < иэ-за высокой твердости обладает значительной хрупкостью, кроме того, параметры его кристаллической решетки отличаются от таковых у

1593861 аустенита на 200 .. Это приводит к тому, что в наплавленном металле вследствие концентрации напряжений на гра-. нице Cr>>C< — аустенит, образования и распространения трещин с этой гра5 ницы снижается износостойкость сплава при действии ударов, При наличии у карбида Cr С оболочки иэ карбида ванадия VC в сплаве на основе аустенита резко повышается абразивная износостойкость при действии ударов с одновременно высокой корроэионной стойкостью. Это .обусловлено тем, что карбид ванадия VC имееФ <5 разницу в параметрах кристаллической решетки с аустенитом всего 20 ., а переходная зона между карбидами Cr $ и VC плавная, с постепенным изменением процентного содержания карбидов

VC. Таким образом, содержание в сплаве карбидов ванадия в виде оболочки карбидов Cr С ликвидирует очаг концентрации напряжений; что приводит к повышению пластичности в сочетании с высокой его твердостью и воэможностью упрочнения при ударах. Это приводит к повышению ударно-абразивной и коррозионной износостойкости наплавленного металла.

Карбид хрома Сг зС взят в виде сплава с углеродом с соотношением элементов 5:1, так как при большем соотношении, чем 5:1, не весь ванадий связывается в карбиды ванадия VC u растворяется в виде оболочки карбидов 3

Cr С . При меньшем соотношении, чем 5:1, происходит увеличение коли-. чества цементита Ре С в мартенсите деформации, что приводит к охрупчиванию мартенсита всего сплава и к снижению его износостойкости.

Нижнее значение сплава карбида хрома Cr C< с углеродом в шихте, равное 20, 4 взято потому, что при меньшем его содержании карбид хрома полностью растворяется в карбиде ва.надия VC что снижает иэносо- и коррозионную стойкость сплава. При содержании в шихте сплава Cr С с углеродом более 21,9% в наплавленном металле начинают образовываться отдельные карбиды Cr. С без оболочки из карбида VC. Это приводит к образованию области концентрации напряжений и очага разрушения на границе карбид

Cr С < — аустенит. Значение феррованадия в шихте, равное 13, взято потому, что при меньшем содержании не образуется оболочка у карбида

Сг С иэ карбида VC. При этом получается эффект, аналогичный содержанию в шихте сплава карбида хрома

Cr<>C< с углеродом более 21,9 . При содержании в шихте феррованадия более

18,25 образующийся в наплавке карбид полностью растворяет карбид

Сг С со снижением износостойкости, как и при содержании сплава Сг2зсс с углеродом менее 20,4 .

Для определения оптимального состава шихтв| порошковой проволоки были изготовлены образцы порошковой проволоки шести составов. При изготовлении проволоки использовали стальную ленту марки 08 Кп размерами 0,3 х .х12 мм. Коэффициент заполнения 0,40.

Наплавку производили полуавтоматом

А-7б5У током 280 А, напряжение на дуге 27 В, скорость подачи проволоки

112 и/ч, В табл.1 приведены примеры конкретного исполнения составов шихты порошкоВой проволоки.

Наплавку производили на рабочую поверхность опорных катков и звеньев гусениц тракторов Т-150, Испытания на износостойкость проводили в лабораторных . условиях на натурных деталях (опорное колесо— звено гусеницы трактора Т-150) . В зазор между опорным колесом и звеном подавали кварцевый песок грануляцией

0,5-1,5 мм из бункера самотеком, Скорость вращения колеса 2 об/мин. Периодичность прижатия колеса к .звену

10 раз/мин, усилие прижатия 1 кН, время прижатия 5 с, время между периодами действия нагрузки 2 с. Время ис-" пытания пары опорное колесо — звено гусеницы 8 ч.

Число испытываемых пар для каждого сплава — 3. Число одновременно испытываемых пар — 4. Опытные колеса и звенья до и после испытаний взвешивали с точностью до 0,1 г.

Относительную износостойкость колес и звеньев гусениц определяли в сравнении колес со стандартными колесами из Ст 45Л с закалкой ТВЧ рабочей поверхности на твердость 45—

47 HRC звеньев — со стандартными звеньями из стали 110Г13Л, по потере веса.

Для оценки качества наплавленного металла все катки и, звенья подверга159386 !

20, 4-21, 9

Остальное

Т а б л и ц а 1

Компоненты

Содержание компонен,Известная

5

2

22

7

Ферросицилий

Алюминий

Фторцирконат калия

Слюда

Рутиловый концентрат

Плавиковый шлат

Феррохром

Ферромарганец

Ферротитан

Феррованадий

Сплав карбида хрома

Сг С с углеродом

Железный порошок

2,75

2,75

5 4,75

7,5

7,5

)О

10!

1,25

I 1,25

7,5

7,5

15. 13, 75

13,75 13,75

12,5

16„25 )8,25 19

13

19,4 20,!

Осталь- Осталь20,4

Остальное

17 ное ное ное ное ное

3:1

4:1

5:1

5:1

5:1 6:1 лись визуальному осмотру с помощью лупы (х4) с целью выявления трещин и пор, Замер твердости деталей производили до и после испытаний с помо5 щью твердомера ПЯТ-6. По одной детали наплавленной кажпым составом, разрезали и изготавливали шлифы для исследования микроструктуры, замеров макро- и микротвердости. I0

Общий химический состав сплавов, наплавленных порошковыми проволоками с шихтой, определяли на квантометре

"Спектровак — 1000". Микрораспределение легирующих элементов определялось на микроанализаторе "Семеса".

Фазовый состав карбидов определялся рентгеноструктурным анализом на установке ДРОН-З,О.

Скорость коррозии определялась 20 методом ДУ. Результаты испытаний приведены в табл.2 и 3.

Как видно из приведенных в табл.2. результатов, металл, наплавленный порошковой проволокой с составом ших- 25 ты 3-5, обладает хорошим свойством упрочнения (твердость увеличивается после испытаний на 10-12 HRC), Износостойкость деталей, наплавленных порошковой проволокой, изготовленной иэ 30 заявляемой шихты, в 1,5-2 раза выше износостойкости сплавов, наплавленных

Соотношение карбида хрома Cr<>C < с углеродом порошковой проволокой, изготовленной из известной шихты. Улучшается. качество наплавленного металла до и после испытаний, отсутствуют трещины и.поры.

Иэ табл.3 следует, что металл, наплавленный порошковой проволокой с составом шихты 3-5, обладает высокой корроэионной стойкостью и ударной вязкостью

Формула изобретения

Пихта порошковой проволоки, содержащая рутиловый концентрат, плавиковый шпат, алюминий, феррованадий, железный порошок, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения ударно-абразивной и коррозионной стойкости и качества наплавленного металла, шихта дополнительно содержит карбид хрома Cry Ñg в виде его сплава с углеродом в соотношении 5: 1 при следующем содержании компонентов шихты, мас.7.:

Рутиловый концентрат 7,5-)5 0

Плавиковый шпат 7,5-15,0

Алюминий. 2,75-5,75

Феррованадий . 13,00-18,25

Сплав карбида хрома

Crq@C< с углеродом

Железный порошок

1 тов шихты порошковой проволоки, mc.7.1

21 О, 21 9 22 5

Осталь- Осталь- Осталь1593861

Таблица2

Твердость после наНаличие трещин или пор

Относительная износостойкость

Шихта порошковой проволоки плавки

HRC опорных звеньев колес гусениц после по сле наплавки испытаний

Есть

Есть

«11

Нет

ll

II

Нет

ll

11

Есть

Есть

Нет

Таблица3

Шихта Скорость

IIOPOIBKOBOH КОРрОЗИИ1 проволоки г/(м ч) Ударная вязкостью

ИДж/м

Составитель П.Генинг

Корректор С.Черни

Редактор .П,Гратилло Техред A.Êðàâ÷óê

Заказ 2796 Тираж 644 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101

2

4

6

Известная

27-31

33-35

38-40

38-41

40-43

45-48

48-52

Твердость после испытаний

НКС

30-33

36-40

48-52

49-.52

52-54

48-50

50-55

Известная

2

4

1

192

3,3

3,5

4,1

1,3

2,2

2,9

2,38

2,08

1,16

1,17

1,15

2,11

1,2

1,4

3,8

3,8

4,3

1,5

1,8

0,6

0,5

0,6

1,2

1,36

1,42

0,6