RU2582402C1 - Порошковая проволока - Google Patents
Порошковая проволока Download PDFInfo
- Publication number
- RU2582402C1 RU2582402C1 RU2014151591/02A RU2014151591A RU2582402C1 RU 2582402 C1 RU2582402 C1 RU 2582402C1 RU 2014151591/02 A RU2014151591/02 A RU 2014151591/02A RU 2014151591 A RU2014151591 A RU 2014151591A RU 2582402 C1 RU2582402 C1 RU 2582402C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cored wire
- flux
- metal
- ferrochrome
- wear resistance
- Prior art date
Links
Landscapes
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к порошковым проволокам. Порошковая проволока состоит из стальной оболочки и порошкообразной шихты, содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: плавиковый шпат 1,0-2,0; феррохром 20,0-24,0; ферромолибден 0,5-2,0; карбид бора 4,0-12,0; железный порошок 0-16,5; стальная оболочка - остальное. Для изготовления порошковой проволоки используются как ферроматериалы, так и чистые порошки металлов. Состав шихты варьируется в зависимости от способа наплавки с учетом коэффициентов перехода легирующих элементов в наплавленный металл. Изобретение направлено на повышение износостойкости наплавленного металла, работающего на истирание в контакте с коррозионной средой. 2 табл.
Description
Изобретение относится к области электродуговой наплавки порошковой проволокой деталей, работающих в условиях трения металла о металл в контакте с коррозионной средой, и может быть использовано в энергетической, химической, нефтяной отраслях промышленности, например, для восстановления и упрочнения уплотнительных поверхностей запорной и дросселирующей аппаратуры, торцевых уплотнителей контактных пар различных насосов, шнеков.
Известна порошковая проволока (авторское свидетельство СССР №277978, B23k 35/36, опубл. Б.И. №25, 1970 г.), состав шихты которой взят в следующем соотношении, мас. %:
карбид бора | 22-25 |
железный порошок | остальное |
Металл, наплавленный порошковой проволокой с шихтой предложенного состава, обладает высокой твердостью (7000-8000 МПа) и высокой относительной износостойкостью, но низкой коррозионной стойкостью. Кроме того, наплавка такой композиции на стальные детали представляет значительные трудности, вызванные малой смачиваемостью карбида бора железом и низкими значениями пластической деформации получаемого металла, что обусловливает образование в наплавленном слое трещин и снижает его способность к релаксации упругих напряжений при механической нагрузке (Шеенко И.Н., Орешкин В.Д., Репкин Ю.Д. Современные наплавочные материалы на основе тугоплавких соединеий. - Киев: Наукова думка, 1970. - 163-164 с.).
Наиболее близким по химическому составу является изобретение (авторское свидетельство СССР №338336, B23K 35/36, 1972 г.), защищающее порошковую проволоку для износостойкой наплавки посадочных поверхностей из углеродистых и низколегированных сталей, работающих в условиях трения металла о металл, состоящую из стальной оболочки и шихты, содержащей феррохром, ферромарганец, мрамор, плавиковый шпат, железный порошок и ферромолибден в следующем соотношении, мас.%:
феррохром | 0,5÷4 |
ферромарганец | 0,2÷2 |
мрамор | 0,5÷3 |
плавиковый шпат | 1÷5 |
железный порошок | 5÷25 |
ферромолибден | 0,2÷2,0 |
стальная оболочка | остальное |
Однако, металл, наплавленный известной порошковой проволокой, имеет недостаточную твердость (до 40 HRC) и износостойкость, особенно в условиях мокрого трения металла о металл при наличии коррозионной среды.
Кроме того, наличие мрамора в шихте этой порошковой проволоки способствует росту концентрации кислорода в металле, окисляющего активные легирующие элементы, что приводит к снижению пластичности и вязкости наплавленного слоя.
Техническим результатом данного изобретения является повышение износостойкости наплавленного металла, работающего на истирание в контакте с коррозионной средой.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в порошковой проволоке для наплавки деталей, состоящей из стальной оболочки и шихты, включающей плавиковый шпат, феррохром, ферромолибден и железный порошок, согласно заявляемому техническому решению шихта дополнительно содержит карбид бора при следующем соотношении компонентов, мас.%:
плавиковый шпат | 1,0÷2,0 |
феррохром | 20,0÷24,0 |
ферромолибден | 0,5÷2,0 |
карбид бора | 4,0÷12,0 |
железный порошок | 16,5÷0 |
стальная оболочка | остальное |
Благодаря тому, что в шихте проволоки значительно увеличивается количество феррохрома и дополнительно вводится карбид бора, удается получить новый наплавленный металл композиционного типа, который приобретает повышенную износостойкость и коррозионную стойкость.
Увеличение содержания в шихте феррохрома обеспечивает получение в наплавленном металле мартенситной структуры, обладающей достаточно высокой коррозионной стойкостью, характерной для сталей (20-40)Х13. Образуя в наплавленном металле твердые карбиды, хром также повышает ее износостойкость.
Отсутствие ферромарганца в предложенной проволоке, по сравнению с известной, вызвано необходимостью снижения до минимума возможности образования в наплавленном металле остаточного аустенита.
Наличие молибдена в порошковой проволоке повышает твердость и прочность наплавленного слоя, поскольку основной упрочняющей фазой для данного металла, наряду с карбидами становится фаза Лавеса типа Fe2Mo. Молибден также является поверхностно-активным элементом по отношению к железу, препятствует выделению карбидов и интерметаллидов по границам зерен, что, в свою очередь повышает не только прочность, но и пластичность наплавленного металла. Кроме того, молибден предупреждает рост зерна при кристаллизации и повышает технологическую прочность (стойкость к горячим трещинам) наплавленного металла.
Введение в предложенную проволоку карбида бора в количестве 4,0-12,0% ведет к выделению в структуре наплавленного металла боридной эвтектики, которая, располагаясь в виде каркаса между кристаллами, воспринимает часть нагрузки от удельных давлений и контактного взаимодействия и рассредоточивает ее на большую площадь поверхности, что увеличивает стойкость наплавленного металла, работающего в условиях истирания, против задирания. Кроме того, боридная эвтектика препятствует «зернограничной ползучести», повышает стойкость против межкристаллитной коррозии. При этом хром и молибден под воздействием рабочих нагрузок образуют мелкодисперсные труднорастворимые высокопрочные карбиды, бориды и карбобориды, способствующие увеличению износостойкости наплавленного металла. Содержание карбида бора в шихте менее 4,0% не обеспечивает нужного уровня износостойкости, а при повышении свыше 12,0% возрастает процентное содержание углерода в наплавке, что приводит к появлению трещин, охрупчиванию наплавленного металла и падению его износостойкости.
Плавиковый шпат является технологической добавкой, которая снижает опасность образования пор, способствует хорошему формированию валика наплавленного металла и повышает устойчивость горения дуги в процессе наплавки.
Железный порошок необходим для получения расчетного коэффициента заполнения порошковой проволоки, что обеспечивает получение наплавленного металла требуемого химического состава.
Предложенная порошковая проволока обеспечивает комплексное упрочнение наплавленного металла за счет образования в мартенситной матрице карбидных, карбоборидных и интерметаллидных фаз.
Было изготовлено пять вариантов новой порошковой проволоки.
В качестве оболочки использовали стальную ленту марки 08 кп размером 15×0,5 мм по ГОСТ 503-81. Коэффициент заполнения такой порошковой проволоки составляет 42%. Для изготовления порошковой проволоки используются как ферроматериалы, так и чистые порошки металлов. Состав шихты варьируется в зависимости от способа наплавки с учетом коэффициентов перехода легирующих элементов в наплавленный металл.
Наплавка предложенной проволокой может производиться как под флюсом, так и в среде защитных газов.
Новая порошковая проволока всех изготовленных вариантов прошла сварочно-технологические испытания при наплавке под флюсом темплетов из стали 45 размером 20×60×250. При наплавке образцов использовали источник питания дуги ВДУ-506 и сварочный полуавтомат ПДФ-512. Порошковая проволока обеспечивает хорошие сварочно-технологические свойства при наплавке на постоянном токе обратной полярности на режимах Iд=290÷310 А, Uд=30÷32 В.
Испытания на износостойкость проводили на лабораторной установке в условиях мокрого трения металла о металл (толкатель-кулачок) при удельном давлении на изнашиваемых поверхностях 1 МПа. Полученные результаты выражались в виде коэффициента относительной износостойкости ε, численно равного отношению весовых потерь эталона (сталь 30X13) и испытуемого металла за одинаковое время.
Механические свойства определяли на образцах, прошедших отпуск при 250°C.
Приведенные в таблице 2 результаты испытаний показывают, что составы порошковой проволоки NN 2-4 являются оптимальными и обеспечивают получение наплавленного металла с достаточно высокой твердостью и износостойкостью, не склонного к пористости и трещинообразованию.
Анализ результатов испытаний показал, что по сравнению с использованием порошковой проволоки-прототипа применение предлагаемой новой порошковой проволоки позволит увеличить твердость с 38 до 42-54 HRC, коэффициент относительной износостойкости ε с 1.2 до 2.3-4.6.
Наплавленный металл, полученный новой порошковой проволокой, может использоваться в закаленном от температур 1000-1100°C и отпущенном состоянии. После закалки твердость, в зависимости от содержания углерода составляет 52÷60 HRC, после отпуска при 250°C - 42÷54 HRC, а после отпуска при 600°C - 34÷40 HRC.
Технологические испытания новой порошковой проволоки показали, что в процессе наплавки обеспечивается устойчивое горение дуги, хорошее формирование валика наплавного металла, отсутствие трещин и наплывов, шлаковая корка хорошо покрывает наплавленный валик и удаляется без затруднения.
Использование предложенной порошковой проволоки для наплавки уплотнительных поверхностей деталей запорной арматуры трубопроводного транспорта позволяет повысить их износостойкость и срок службы в 2-3 раза и соответственно снизить затраты на их восстановление, примерно на 20-30%.
Claims (1)
- Порошковая проволока для наплавки деталей, работающих в условиях трения металла о металл в контакте с коррозионной средой, состоящая из стальной оболочки и шихты, включающей плавиковый шпат, феррохром, ферромолибден и железный порошок, отличающаяся тем, что шихта дополнительно содержит карбид бора при следующем соотношении компонентов, мас.%:
плавиковый шпат 1,0÷2,0 феррохром 20,0÷24,0 ферромолибден 0,5÷2,0 карбид бора 4,0÷12,0 железный порошок ≤16,5 стальная оболочка остальное.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014151591/02A RU2582402C1 (ru) | 2014-12-18 | 2014-12-18 | Порошковая проволока |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014151591/02A RU2582402C1 (ru) | 2014-12-18 | 2014-12-18 | Порошковая проволока |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2582402C1 true RU2582402C1 (ru) | 2016-04-27 |
Family
ID=55794449
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014151591/02A RU2582402C1 (ru) | 2014-12-18 | 2014-12-18 | Порошковая проволока |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2582402C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU327028A1 (ru) * | Ю. А. Юзвенко, В. Волков, Г. А. Кирилюк, В. Мельник | ПОРОШКОВЫЙ ЭЛЕКТРОД дл НАПЛАВКИ | ||
SU447235A1 (ru) * | 1973-01-12 | 1974-10-25 | Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-технологический институт угольного машиностроения | Материал дл наплавки |
US4317688A (en) * | 1980-07-09 | 1982-03-02 | Pokhodnya Igor K | Flux composition for flux-cored wire |
US4741974A (en) * | 1986-05-20 | 1988-05-03 | The Perkin-Elmer Corporation | Composite wire for wear resistant coatings |
-
2014
- 2014-12-18 RU RU2014151591/02A patent/RU2582402C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU327028A1 (ru) * | Ю. А. Юзвенко, В. Волков, Г. А. Кирилюк, В. Мельник | ПОРОШКОВЫЙ ЭЛЕКТРОД дл НАПЛАВКИ | ||
SU338336A1 (ru) * | ПОРОШКОВАЯ ПРОВОЛОКА дл НАПЛАВКИ | |||
SU447235A1 (ru) * | 1973-01-12 | 1974-10-25 | Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-технологический институт угольного машиностроения | Материал дл наплавки |
US4317688A (en) * | 1980-07-09 | 1982-03-02 | Pokhodnya Igor K | Flux composition for flux-cored wire |
US4741974A (en) * | 1986-05-20 | 1988-05-03 | The Perkin-Elmer Corporation | Composite wire for wear resistant coatings |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2421539C2 (ru) | Мартенситная нержавеющая сталь для сварных структур | |
RU2619547C1 (ru) | Порошковая проволока для наплавки | |
US20180066343A1 (en) | New powder composition and use thereof | |
AU2014345139A1 (en) | Method for producing weld joint | |
JP6627343B2 (ja) | オーステナイト系ステンレス鋼、及び、高圧水素ガス用機器又は液体水素用機器 | |
CA2711822A1 (en) | Steel based composite material, filler material and method for making such | |
WO2015081209A1 (en) | Corrosion resistant hardfacing alloy | |
Kocaman et al. | The influence of chromium content on wear and corrosion behavior of surface alloyed steel with Fe (16− x) Crx (B, C) 4 electrode | |
JP2019085643A (ja) | 耐熱合金及び反応管 | |
RU2356715C2 (ru) | Порошковая проволока | |
Srikarun et al. | The effect of iron-based hardfacing with chromium powder addition onto low carbon steel | |
Fischer et al. | In-situ surface hardening of cast iron by surface layer metallurgy | |
KR102354868B1 (ko) | 니켈-크롬-몰리브덴 합금의 용도 | |
RU2582402C1 (ru) | Порошковая проволока | |
Jeon et al. | Effects of sulfur addition on the formation of inclusions and the corrosion behavior of super duplex stainless steels in chloride solutions of different pH | |
RU2452786C1 (ru) | Износостойкий чугун | |
RU2679374C1 (ru) | Порошковая проволока | |
JP6257454B2 (ja) | 肉盛溶接金属及び機械構造物 | |
RU2704338C1 (ru) | Порошковая проволока | |
RU2467854C1 (ru) | Порошковая проволока | |
RU2661159C1 (ru) | Порошковая проволока | |
RU2467855C1 (ru) | Порошковая проволока | |
RU2682941C1 (ru) | Порошковая проволока | |
RU2632311C1 (ru) | Порошковая проволока | |
RU2679372C1 (ru) | Порошковая проволока |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181219 |