RU2679374C1 - Flux cored wire - Google Patents

Flux cored wire Download PDF

Info

Publication number
RU2679374C1
RU2679374C1 RU2018118099A RU2018118099A RU2679374C1 RU 2679374 C1 RU2679374 C1 RU 2679374C1 RU 2018118099 A RU2018118099 A RU 2018118099A RU 2018118099 A RU2018118099 A RU 2018118099A RU 2679374 C1 RU2679374 C1 RU 2679374C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flux
cored wire
metal
surfacing
wear
Prior art date
Application number
RU2018118099A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Николаевич Еремин
Александр Сергеевич Лосев
Сергей Александрович Бородихин
Арина Евгеньевна Маталасова
Иван Андреевич Пономарев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет"
Priority to RU2018118099A priority Critical patent/RU2679374C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2679374C1 publication Critical patent/RU2679374C1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/36Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
    • B23K35/368Selection of non-metallic compositions of core materials either alone or conjoint with selection of soldering or welding materials

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)

Abstract

FIELD: technological processes.SUBSTANCE: invention can be used in electric arc surfacing of wear-resistant alloys for parts operating under conditions of intensive wear at elevated temperatures with shock loads, for example, parts of hot forging tools, hot rolling rolls. Wire consists of a low-carbon steel shell and a powdery mixture and contains components in the following ratio, wt. %: nickel 6–8, chrome 5–6, molybdenum 2–4, ferrosilicon 1.5–2.5, titanium diboride 1.0–2.5, zirconium diboride 1.0–2.5, sodium silicofluoride 0.5–1.0, iron powder 3.8–20, ferrotitanium 3–4, ferroaluminium 1–2, boron nitride 0.5–1.5, steel sheath – the rest. Surfacing with flux-cored wire with this composition of the charge can be carried out in argon or under flux.EFFECT: deposited metal has high hardness, heat resistance and wear resistance while maintaining plastic properties, which can significantly increase the resistance of hot forging and pressing tools under conditions of prolonged temperature-force action.1 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к области электродуговой наплавки износостойких сплавов, в частности к составу шихты порошковой проволоки, и может быть использовано для повышения стойкости деталей оборудования и инструмента, работающих в условиях интенсивного износа при повышенных температурах (до 800°С) с ударными нагрузками, например деталей кузнечно-прессового инструмента горячего деформирования, валков горячей прокатки.The invention relates to the field of electric arc surfacing of wear-resistant alloys, in particular to the composition of a flux-cored wire mixture, and can be used to increase the durability of equipment parts and tools operating under conditions of intense wear at elevated temperatures (up to 800 ° C) with impact loads, for example, forging parts -press tool for hot deformation, rolls of hot rolling.

Известна порошковая шихта для наплавки (авторское свидетельство СССР №360186, B23k 35/36, опубл. Б.И. №36, 1972), которая может использоваться при наплавке деталей нефтепромыслового оборудования, и содержащая компоненты в следующем соотношении, %:Known powder mixture for surfacing (USSR author's certificate No. 360186, B23k 35/36, publ. BI No. 36, 1972), which can be used for surfacing parts of oilfield equipment, and containing components in the following ratio,%:

диборид титанаtitanium diboride - 0,5-20- 0.5-20 никельnickel - 0-10- 0-10 карбид бораboron carbide - остальное.- the rest.

Металл, полученный при электродуговой наплавке низкоуглеродистой проволокой по шихте известного состава под слоем сварочного флюса, имеет высокую твердость после наплавки (HV 800-850), что делает невозможным обрабатывать режущим инструментом наплавленный металл в состоянии после наплавки. Кроме того, к недостаткам известного материала следует отнести необходимость предварительного подогрева деталей перед наплавкой до высокой температуры (450-550°С) и низкую износостойкость в условиях температурно-силового воздействия, которая обусловлена высоким удельным объемом карбоборидных фаз в структуре металла, приводящих к его охрупчиванию.The metal obtained by electric arc welding with a low-carbon wire according to a mixture of known composition under a layer of welding flux has a high hardness after welding (HV 800-850), which makes it impossible to process the deposited metal with a cutting tool in the state after welding. In addition, the disadvantages of the known material include the need for preheating the parts before surfacing to a high temperature (450-550 ° C) and low wear resistance under conditions of temperature and force exposure, which is due to the high specific volume of carboboride phases in the metal structure, leading to its embrittlement .

Известна порошковая проволока (авторское свидетельство СССР №407692, B23k 35/36, опубл. Б.И. №47, 1973), предназначенная для наплавки деталей, работающих в условиях абразивного износа при нормальных температурах, состав шихты которой взят в следующих соотношениях, %:Known flux-cored wire (USSR author's certificate No. 407692, B23k 35/36, publ. B.I. No. 47, 1973), designed for surfacing parts operating under abrasive conditions at normal temperatures, the composition of the charge is taken in the following ratios,% :

феррохромferrochrome - 40-42- 40-42 ферротитанferrotitanium - 2-3- 2-3 ферросилицийferrosilicon - 0,2-0,25- 0.2-0.25 нитрид бораboron nitride - 4-6- 4-6 феррованадийferrovanadium - 5-7- 5-7 алюминийaluminum - 0.9-1,0.- 0.9-1.0.

Такая порошковая проволока обеспечивает получениеSuch a flux cored wire provides

наплавленного металла с достаточно высокой твердостью до 51-56 HRC, но вследствие высокой концентрации в ней нитрида бора и отсутствия компонентов, снижающих чувствительность к пористости, имеет низкие сварочные технологические характеристики вследствие образования пор и плохого формирования валиков.deposited metal with a sufficiently high hardness of up to 51-56 HRC, but due to the high concentration of boron nitride in it and the absence of components that reduce sensitivity to porosity, it has low welding technological characteristics due to the formation of pores and poor formation of rollers.

Известна порошковая проволока (авторское свидетельство СССР №295636, B23k 35/36, опубл. Б.И. №8, 1971), предназначенная для механизированной износостойкой наплавки в среде аргона деталей, работающих при повышенной температуре (до 600°С), состоящая из металлической оболочки (армко-железа) и шихты, содержащей компоненты при следующем соотношении, %:Known flux-cored wire (USSR author's certificate No. 295636, B23k 35/36, publ. B.I. No. 8, 1971), designed for mechanized wear-resistant surfacing in an argon medium of parts operating at elevated temperatures (up to 600 ° C), consisting of a metal shell (armco-iron) and a mixture containing components in the following ratio,%:

хромchromium - 10-20- 10-20 молибденmolybdenum - 11-25- 11-25 титанtitanium - 2-4- 2-4 алюминийaluminum - 0,9-1,2- 0.9-1.2 никельnickel - остальное.- the rest.

Наплавленный данной порошковой проволокой металл системы Ni-Cr-Mo-Ti-Al достигает максимальной твердости после старения при температуре 500°С в течение 2 часов (за счет образования интерметаллидных фаз Ni3Ti и Ni3Al), но имеет недостаточную теплостойкость (до 600°С), вызванную явлением возврата, заключающемся в растворении упрочняющих фаз при повышении температуры выше температуры старения, что обусловливает его низкую износостойкость в условиях температурно-силового воздействия.The metal of the Ni-Cr-Mo-Ti-Al system deposited by this cored wire reaches maximum hardness after aging at a temperature of 500 ° C for 2 hours (due to the formation of intermetallic phases Ni 3 Ti and Ni 3 Al), but has insufficient heat resistance (up to 600 ° C), caused by the return phenomenon, which consists in the dissolution of the hardening phases when the temperature rises above the aging temperature, which causes its low wear resistance under conditions of temperature and force exposure.

Наиболее близкой по химическому составу и назначению является порошковая проволока (патент РФ №2429957, B23k 35/36, опубл. Б.И. №27, 2011) предназначенная для наплавки инструмента горячего деформирования, состоящая из низкоуглеродистой стальной оболочки и порошкообразной шихты, содержащей компоненты в следующих соотношениях, мас. %:The closest chemical composition and purpose is flux-cored wire (RF patent No. 2429957, B23k 35/36, publ. B.I. No. 27, 2011) designed for surfacing a hot deformation tool, consisting of a low-carbon steel shell and a powder mixture containing components in the following proportions, wt. %:

никельnickel - 11-13,5- 11-13.5 хромchromium - 3-5,5- 3-5.5 молибденmolybdenum - 3-5,5- 3-5.5 ферросилицийferrosilicon - 0,8-2,5- 0.8-2.5 феррованадийferrovanadium - 1,5-3,5- 1.5-3.5 титанtitanium - 0,5-1,0- 0.5-1.0 алюминийaluminum - 0,5-1,0- 0.5-1.0 карбид бораboron carbide - 0,5-1,5- 0.5-1.5 диборид титанаtitanium diboride - 1,5-2,5- 1.5-2.5 диборид цирконияzirconium diboride - 1,0-1,5- 1.0-1.5 кремнефтористый натрийsodium silicofluoride - 0,5-1,0- 0.5-1.0 железный порошокiron powder - 0,5-14,5- 0.5-14.5 стальная оболочкаsteel sheath - остальное.- the rest.

Износостойкость металла, наплавленного такой порошковой проволокой, обеспечивается наличием мартенситной структуры упрочненной большей частью карбидными включениями. Для обеспечения существенного количества таких включений в наплавленном металле значительно увеличена концентрация карбида бора в шихте порошковой проволоки. Однако при наплавке такой порошковой проволокой деталей из сталей, содержащей 0,3-0,5% углерода происходит переход углерода из основного металла в сварочную ванну, что приводит к образованию трещин в наплавленном слое и не позволяет существенно повысить износостойкость таких деталей. Для предупреждения их образования требуется нанесение промежуточного слоя и последующая его механическая обработка. При наплавке массивных деталей со скоростью 30-40 м/час требуется предварительный и сопутствующий подогрев, в противном случае, на поверхности наплавленного металла также часто возникают трещины.The wear resistance of the metal deposited with such a flux-cored wire is ensured by the presence of a martensitic structure hardened mainly by carbide inclusions. To ensure a significant amount of such inclusions in the deposited metal, the concentration of boron carbide in the charge of flux-cored wire is significantly increased. However, when such parts of steel containing 0.3-0.5% carbon are deposited with such flux-cored wire, carbon is transferred from the base metal to the weld pool, which leads to the formation of cracks in the deposited layer and does not significantly increase the wear resistance of such parts. To prevent their formation, the application of an intermediate layer and its subsequent mechanical treatment is required. When surfacing massive parts with a speed of 30-40 m / h, preliminary and concurrent heating is required, otherwise, cracks also often occur on the surface of the deposited metal.

Технической задачей предлагаемого изобретения является снижение склонности к хрупкому разрушению покрытий, наплавленных на детали с повышенным содержанием углерода, металл которых в результате термический обработки приобретает высокую теплостойкость и износостойкость при работе в условиях температурно-силового воздействия.The technical task of the invention is to reduce the tendency to brittle fracture of coatings deposited on parts with a high carbon content, the metal of which, as a result of heat treatment, acquires high heat resistance and wear resistance when working under conditions of temperature and force exposure.

Технический результат достигается за счет того, что порошковая проволока, состоящая из низкоуглеродистой стальной оболочки и порошкообразной шихты, содержащей никель, хром, молибден, ферросилиций, диборид титана, диборид циркония, кремнефтористый натрий и железный порошок, дополнительно содержит ферротитан, ферроалюминий и нитрид бора и при следующем соотношении компонентов, мас. %:The technical result is achieved due to the fact that the flux-cored wire, consisting of a low-carbon steel sheath and a powder mixture containing nickel, chromium, molybdenum, ferrosilicon, titanium diboride, zirconium diboride, sodium silicofluoride and iron powder, additionally contains ferrotitanium, ferroaluminium and boron nitride and in the following ratio of components, wt. %:

никельnickel - 6-8- 6-8 хромchromium - 5-6- 5-6 молибденmolybdenum - 2-4- 2-4 ферросилицийferrosilicon - 1,5-2,5- 1.5-2.5 диборид титанаtitanium diboride - 1,0-2,5- 1.0-2.5 диборид цирконияzirconium diboride - 1,0-2,5- 1.0-2.5 кремнефтористый натрийsodium silicofluoride - 0,5-1,0- 0.5-1.0 железный порошокiron powder - 3,8-20- 3.8-20 ферротитанferrotitanium - 3-4- 3-4 ферроалюминийferroaluminium - 1-2- 1-2 нитрид бораboron nitride - 0,5-1,5- 0.5-1.5 стальная оболочкаsteel sheath - остальное.- the rest.

Для изготовления порошковой проволоки используют как чистые порошки металлов, так и ферросплавы, варьируя состав шихты в зависимости от способа наплавки с учетом коэффициентов перехода легирующих элементов в наплавленный металл. Наплавка предложенной проволокой может производиться в аргоне либо под флюсом.For the manufacture of cored wire, both pure metal powders and ferroalloys are used, varying the composition of the charge depending on the method of surfacing, taking into account the conversion factors of alloying elements into the weld metal. Surfacing with the proposed wire can be done in argon or submerged arc.

Благодаря наличию никеля в металле образуется мартенситная матрица с высокой плотностью подвижных дислокаций, что создает условия для протекания пластической деформации и тем самым придает мартенситу повышенную пластичность и ударную вязкость. Никель может как непосредственно участвовать в образовании упрочняющих фаз с алюминием и титаном, так и усиливать эффект старения за счет уменьшения предела растворимости молибдена в твердом растворе α-железа.Due to the presence of nickel in the metal, a martensitic matrix with a high density of mobile dislocations is formed, which creates the conditions for plastic deformation and thereby gives martensite increased ductility and toughness. Nickel can either directly participate in the formation of hardening phases with aluminum and titanium, or enhance the aging effect by reducing the solubility limit of molybdenum in α-iron solid solution.

Молибден повышает теплостойкость и прочность наплавленного металла. При старении образует упрочняющую фазу Fe2Mo, которая преимущественно выделяется на дислокациях в теле зерна, не снижая пластических свойств стали после старения.Molybdenum increases the heat resistance and strength of the weld metal. During aging, it forms a strengthening phase Fe 2 Mo, which is predominantly released at dislocations in the grain body, without reducing the plastic properties of steel after aging.

Хром снижает предел растворимости молибдена, титана и алюминия в твердом растворе α-железа и его присутствие увеличивает степень упрочнения наплавленного металла при старении. Кроме того, он способствует образованию на поверхности наплавленного металла прочной пленки окислов, препятствующих налипанию прессуемого и прокатываемого металла, и уменьшает процесс окалинообразования.Chromium reduces the solubility limit of molybdenum, titanium and aluminum in a solid solution of α-iron and its presence increases the degree of hardening of the deposited metal during aging. In addition, it promotes the formation on the surface of the deposited metal of a strong film of oxides that prevent the adhesion of the pressed and rolled metal, and reduces the scale formation process.

Наличие ферросилиция в шихте порошковой проволоки обеспечивает усиление эффекта дисперсионного твердения наплавленного ею металл. Это объясняется тем, что кремний существенно снижает предел растворимости молибдена в твердом растворе α-железа, увеличивая количество и дисперсность выделяющейся упрочняющей фазы при старении, так как введение 1% кремния равносильно дополнительному введению 2-3% молибдена. При концентрации кремния в наплавленном металле до 1,5% не происходит снижения его пластических свойств.The presence of ferrosilicon in the mixture of flux-cored wire provides an increase in the effect of dispersion hardening of the metal deposited by it. This is because silicon significantly reduces the solubility limit of molybdenum in a solid solution of α-iron, increasing the amount and dispersion of the precipitated hardening phase during aging, since the introduction of 1% silicon is equivalent to the additional introduction of 2-3% molybdenum. When the silicon concentration in the deposited metal is up to 1.5%, there is no decrease in its plastic properties.

Наличие в составе шихты диборидов титана и циркония в указанных пределах ведет к выделению в структуре наплавленного металла боридной эвтектики, которая, располагаясь в виде каркаса между кристаллами мартенсита, воспринимает часть энергии ударов и рассредотачивает ее на большую площадь поверхности, что увеличивает стойкость наплавленного металла к ударным нагрузкам. Кроме того, боридная эвтектика препятствует «зернограничной ползучести», повышает стойкость против образования горячих трещин. Титан и цирконий также являются хорошими модификаторами, позволяющими значительно измельчить зерно, предупреждают рост крупных столбчатых кристаллов, в результате чего устраняется возможность образования «горячих» трещин и улучшаются физико-механические свойства наплавленного металла.The presence of titanium and zirconium diborides in the mixture within the specified limits leads to the precipitation of a boride eutectic in the structure of the deposited metal, which, being located in the form of a framework between martensite crystals, receives part of the impact energy and disperses it over a large surface area, which increases the resistance of the deposited metal to shock loads. In addition, boride eutectic prevents “grain-boundary creep”, increases resistance against the formation of hot cracks. Titanium and zirconium are also good modifiers that allow you to significantly grind grain, prevent the growth of large columnar crystals, which eliminates the possibility of the formation of "hot" cracks and improves the physical and mechanical properties of the deposited metal.

Титан и алюминий, введенные в порошковую проволоку в виде ферросплавов, в указанных пределах, позволяют упрочнить наплавленный металл в процессе старения интерметаллидными фазами типа Ni3Ti и Ni3Al. Кроме того, алюминий является энергичным нитридообразующим элементом, способным связывать азот в прочные соединения A1N и повышать тем самым теплостойкость наплавленного металла. Введение титана и алюминия в состав шихты порошковой проволоки в виде ферросплавов обусловлено более высоким коэффициентом перехода в наплавленный металл, чем при использовании чистых порошков.Titanium and aluminum, introduced into the flux-cored wire in the form of ferroalloys, within the indicated limits, make it possible to strengthen the deposited metal during aging by intermetallic phases of the type Ni 3 Ti and Ni 3 Al. In addition, aluminum is an energetic nitride-forming element, capable of binding nitrogen to durable A1N compounds and thereby increase the heat resistance of the deposited metal. The introduction of titanium and aluminum into the composition of a flux-cored wire charge in the form of ferroalloys is due to a higher coefficient of transition to the deposited metal than when using pure powders.

Введение в состав шихты предложенной порошковой проволоки нитрида бора, вместо карбида бора, обеспечивает высокую твердость наплавленного металла, за счет получения его мелкозернистой структуры с увеличенным количеством неметаллической фазы вследствие насыщения сварочной ванны частицами нитридов, температура плавления которых выше температуры плавления сплава, а твердость - выше твердости карбидов и металлической основы наплавленного слоя. Низкая склонность полученной структуры к трещинообразованию, позволяет использовать такой металл для наплавки на стали с повышенным содержанием углерода. Содержание нитрида бора в шихте менее 0,5% не обеспечивает нужного уровня износостойкости, а при повышении свыше 1,5% возрастает концентрация азота в наплавленном металле, что приводит к появлению пор и падению его износостойкости.The introduction of the proposed powder wire of boron nitride, instead of boron carbide, provides a high hardness of the deposited metal, due to its fine-grained structure with an increased amount of non-metallic phase due to saturation of the weld pool with nitride particles, the melting temperature of which is higher than the melting temperature of the alloy, and the hardness is higher hardness of carbides and metal base of the deposited layer. The low tendency of the resulting structure to crack formation allows the use of such a metal for surfacing on steel with a high carbon content. The content of boron nitride in the charge of less than 0.5% does not provide the required level of wear resistance, and with an increase of more than 1.5%, the concentration of nitrogen in the deposited metal increases, which leads to the appearance of pores and a decrease in its wear resistance.

Кроме того, титан и цирконий как и хром с алюминием образуют мелкодисперсные труднорастворимые нитриды, бориды и интерметаллиды способствующие увеличению износостойкости наплавленного металла при высоких температурах (до 800°С), повышая его вязкость и теплостойкость.In addition, titanium and zirconium, like chromium and aluminum, form finely dispersed sparingly soluble nitrides, borides, and intermetallic compounds that increase the wear resistance of the deposited metal at high temperatures (up to 800 ° C), increasing its viscosity and heat resistance.

Введение кремнефтористого натрия в количестве 0,5-1,0% в состав порошковой проволоки позволяет уменьшить опасность образования пор в наплавленном металле.The introduction of sodium silicofluoride in an amount of 0.5-1.0% in the composition of the cored wire can reduce the risk of pore formation in the weld metal.

Железный порошок необходим для получения расчетного коэффициента заполнения порошковой проволоки, что обеспечивает получение металла требуемого химического состава.Iron powder is necessary to obtain the estimated fill factor of the flux-cored wire, which ensures the production of metal of the required chemical composition.

Для количественной оценки воздействия легирующих элементов на свойства наплавленного металла было изготовлено шесть составов порошковой проволоки: 2, 3 и 4 составы предлагаемой проволоки, 1 и 5 составы с содержанием компонентов, выходящих за заявляемые пределы, 6 - состав прототипа (табл. 1).To quantify the effect of alloying elements on the properties of the deposited metal, six flux-cored wire compositions were made: 2, 3 and 4 compositions of the proposed wire, 1 and 5 compositions with the content of components beyond the declared limits, 6 - the composition of the prototype (table. 1).

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%. В качестве шихты использовали смесь порошков никеля марки ПНЭ по ГОСТу 9722-97, хрома марки Х99 по ГОСТу 5905-79, молибдена по ТУ 48-19-316-92, ферросилиция марки ФС75 по ГОСТу 1415-93, диборида титана по ТУ 113-07-11.004-89, диборида циркония по ТУ 6-09-03-46-75, ферротитана ФТи70С1 по ГОСТу 4761-91, ферроалюминия марки ФА-50 по ГОСТу 26590-85, нитрида бора по ТУ 26.8-0022 226-007-2003, карбида бора по ГОСТу 5744-85, феррованадия марки ФВд50У0,3 по ГОСТу 27130-94, кремнефтористого натрия по ТУ 113-08-587-86, железа марки ПЖР2 по ГОСТу 9849-86, титана марки ПТК-1 по ТУ 14-22-57-92, алюминия марки ПА-4 по ГОСТу 5494-95. Состав шихты варьируется в зависимости от способа наплавки с учетом коэффициентов перехода легирующих элементов в наплавленный металл.A steel tape of 08 kp brand size 15 × 0.5 mm in accordance with GOST 503-81 was used as a shell. The fill factor of such a flux-cored wire is 42%. As a mixture, a mixture of PNE nickel powders according to GOST 9722-97, X99 chromium according to GOST 5905-79, molybdenum according to TU 48-19-316-92, FS75 ferrosilicon according to GOST 1415-93, titanium diboride according to TU 113- 07-11.004-89, zirconium diboride according to TU 6-09-03-46-75, ferrotitanium FTi70S1 according to GOST 4761-91, ferroaluminum grade FA-50 according to GOST 26590-85, boron nitride according to TU 26.8-0022 226-007- 2003, boron carbide according to GOST 5744-85, ferrovanadium grade FVd50U0.3 according to GOST 27130-94, sodium silicofluoride according to TU 113-08-587-86, iron ПЖР2 according to GOST 9849-86, titanium grade ПТК-1 according to TU 14 -22-57-92, aluminum grade PA-4 according to GOST 5494-95. The composition of the charge varies depending on the method of surfacing, taking into account the conversion factors of alloying elements in the weld metal.

Figure 00000001
Figure 00000001

Порошковыми проволоками ∅ 2,6 мм полуавтоматом ПДГО-510 в аргоне выполнялась трехслойная наплавка на ребро пластин из стали 45 толщиной 20 мм. Из наплавленного металла изготавливались образцы для проведения исследований по известным методам.With flux-cored wires ∅ 2.6 mm, the PDGO-510 semiautomatic device in argon performed three-layer surfacing on the edge of plates of steel 45 with a thickness of 20 mm. Samples were made from deposited metal for research using known methods.

Дюрометрические исследования проводили на образцах из наплавленного металла после наплавки, старения (500°С - 2 час) и отпуска (выдержка при 750°С - 4 час). Твердость по Роквеллу измеряли на приборе ТК-2 (за величину твердости бралось среднее значение твердости - 3 замеров). Испытания на износостойкость проводили при температуре 800°С на образцах из наплавленного металла после старения (500°С - 2 час) по известной методике (Ламзин А.Г. Метод испытания материалов, работающих при трении в условиях циклических теплосмен. - Сб. «Трение и изнашивание при высоких температурах». - М: Изд-во «Наука», 1973 г. 15-16 с.). Результаты испытаний выражались в виде коэффициента относительной износостойкости s, численно равного отношению глубины выработанной канавки в эталоне (сталь 3Х2В8 после закалки 1100°С и отпуска при 600°С) и испытуемом металле за одинаковое время.Durometric studies were carried out on samples of deposited metal after surfacing, aging (500 ° С - 2 hours) and tempering (holding at 750 ° С - 4 hours). Rockwell hardness was measured on a TK-2 instrument (the average value of hardness was taken as the hardness value - 3 measurements). Tests for wear resistance were carried out at a temperature of 800 ° C on samples of deposited metal after aging (500 ° C - 2 hours) according to a known method (Lamzin AG Method of testing materials working under friction under cyclic heat transfer conditions. - Sat. "Friction and wear at high temperatures. ”- M: Nauka Publishing House, 1973, 15-16 pp.). The test results were expressed as the coefficient of relative wear resistance s, numerically equal to the ratio of the depth of the worked groove in the standard (steel 3X2B8 after quenching 1100 ° C and tempering at 600 ° C) and the test metal for the same time.

Испытания на склонность состаренного наплавленного металла к хрупкому разрушению проводили на молоте МА4129 при энергии удара 0,1 кДж. За износостойкость принимали количество ударов до появления первой трещины.Tests for the tendency of aged weld metal to brittle fracture were carried out on an MA4129 hammer at an impact energy of 0.1 kJ. The wear resistance was taken as the number of impacts before the first crack appeared.

Результаты дюрометрических исследований и испытаний на износостойкость сведены в таблицу 2.The results of durometric studies and wear tests are summarized in table 2.

Как видно из таблицы 2, наилучшими свойствами обладает металл, полученный порошковыми проволоками 2, 3 и 4 состава.As can be seen from table 2, the best properties are the metal obtained by flux-cored wires of composition 2, 3 and 4.

Твердость наплавленного металла полученного этими составами после выдержки при температуре 750°С в течение 4 часов по сравнению с твердостью после старения снижается с 53-56 HRC до 44-49 HRC, в то время как у прототипа, имеет место более значительное падение твердости с 59 HRC до 43 HRC. При этом количество ударов до появления первой трещины, характеризующее хрупкость такого металла находится в пределах 23-36, в то время как у металла-прототипа - всего 12. В целом данные составы позволяют получать безпористый наплавленный металл, превосходящий металл, полученный проволокой-прототипом по степени разупрочнения и износостойкости в условиях температурно-силового воздействия.The hardness of the deposited metal obtained by these compositions after exposure at 750 ° C for 4 hours compared with hardness after aging decreases from 53-56 HRC to 44-49 HRC, while the prototype, there is a more significant drop in hardness from 59 HRC up to 43 HRC. In this case, the number of strokes before the first crack appears, characterizing the fragility of such a metal is in the range of 23-36, while the metal of the prototype is only 12. In general, these compositions make it possible to obtain a non-porous deposited metal that is superior to the metal obtained by the prototype wire according to the degree of softening and wear resistance in the conditions of temperature and force exposure.

Figure 00000002
Figure 00000002

Такие свойства наплавленного металла полученного порошковой проволокой заявленного состава можно объяснить тем, что он представляет собой композиционную структуру, состоящую из многокомпонентных боридных фаз на основе Fe, Cr, Мо расположенных в виде каркаса между кристаллами безуглеродистого мартенсита, упрочненного нитридными и интерметаллидными фазами Zr2N, TiN, AlN, CrN, Ni3Ti, Ni3Al и Fe2Mo обладающих высокой микротвердостью.Such properties of the deposited metal obtained by a flux-cored wire of the claimed composition can be explained by the fact that it is a composite structure consisting of multicomponent boride phases based on Fe, Cr, Mo located in the form of a framework between carbonless martensite crystals, hardened by nitride and intermetallic phases Zr 2 N, TiN, AlN, CrN, Ni 3 Ti, Ni 3 Al and Fe 2 Mo are highly microhard.

Металл, полученный предложенной порошковой проволокой характеризуется отсутствуем трещин, пор, высокой теплостойкостью и износостойкостью, при сохранении пластических свойств на достаточно высоком уровне, что позволяет значительно повысить стойкость наплавленного кузнечно-прессового инструмента горячего деформирования в условиях длительного температурно-силового воздействия.The metal obtained by the proposed flux-cored wire is characterized by the absence of cracks, pores, high heat resistance and wear resistance, while maintaining the plastic properties at a sufficiently high level, which can significantly increase the resistance of the deposited forging tool hot deformation under conditions of prolonged temperature and force exposure.

Claims (2)

Порошковая проволока для наплавки инструмента горячего деформирования, работающего в условиях длительного температурно-силового воздействия, состоящая из оболочки, выполненной из низкоуглеродистой стали, и порошкообразной шихты, содержащей никель, хром, молибден, ферросилиций, диборид титана, диборид циркония, кремнефтористый натрий и железный порошок, отличающаяся тем, что шихта дополнительно содержит ферротитан, ферроалюминий и нитрид бора при следующем соотношении компонентов порошковой проволоки, мас. %:A flux-cored wire for surfacing a hot deformation tool operating under conditions of prolonged temperature and force exposure, consisting of a sheath made of low-carbon steel and a powder mixture containing nickel, chromium, molybdenum, ferrosilicon, titanium diboride, zirconium diboride, sodium silicofluoride and iron powder , characterized in that the mixture further comprises ferrotitanium, ferroaluminium and boron nitride in the following ratio of components of the cored wire, wt. %: никельnickel 6-8  6-8 хромchromium 5-6  5-6 молибденmolybdenum 2-4  2-4 ферросилицийferrosilicon 1,5-2,5  1.5-2.5 диборид титанаtitanium diboride 1,0-2,5  1.0-2.5 диборид цирконияzirconium diboride 1,0-2,5  1.0-2.5 кремнефтористый натрийsodium silicofluoride 0,5-1,0  0.5-1.0 железный порошокiron powder 3,8-20  3.8-20 ферротитанferrotitanium 3-4  3-4 ферроалюминийferroaluminium 1-2  1-2 нитрид бораboron nitride 0,5-1,5  0.5-1.5 стальная оболочкаsteel sheath остальное rest
RU2018118099A 2018-05-16 2018-05-16 Flux cored wire RU2679374C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018118099A RU2679374C1 (en) 2018-05-16 2018-05-16 Flux cored wire

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018118099A RU2679374C1 (en) 2018-05-16 2018-05-16 Flux cored wire

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2679374C1 true RU2679374C1 (en) 2019-02-07

Family

ID=65273546

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018118099A RU2679374C1 (en) 2018-05-16 2018-05-16 Flux cored wire

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2679374C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109940310A (en) * 2019-03-27 2019-06-28 江苏能建机电实业集团有限公司 Boiler build-up welding alloy material
CN113182730A (en) * 2021-05-08 2021-07-30 广西辉煌耐磨技术股份有限公司 High-performance hard-face surfacing flux-cored wire

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
UA81996C2 (en) * 2006-06-02 2008-02-25 Институт Электросварки Им. Е.О. Патона Нан Украины Flux cored wire for surfacing
RU2429957C1 (en) * 2010-04-05 2011-09-27 Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Омский Государственный Технический Университет" Flux cored wire
RU2446930C1 (en) * 2010-12-15 2012-04-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) Flux-cored wire
RU2514753C2 (en) * 2008-06-19 2014-05-10 Эф-Эл-Смидт А/С Horizontal band filter with levelling relative to vacuum chamber
RU2619547C1 (en) * 2015-12-23 2017-05-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Flux cored wire for welding deposition

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
UA81996C2 (en) * 2006-06-02 2008-02-25 Институт Электросварки Им. Е.О. Патона Нан Украины Flux cored wire for surfacing
RU2514753C2 (en) * 2008-06-19 2014-05-10 Эф-Эл-Смидт А/С Horizontal band filter with levelling relative to vacuum chamber
RU2429957C1 (en) * 2010-04-05 2011-09-27 Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Омский Государственный Технический Университет" Flux cored wire
RU2446930C1 (en) * 2010-12-15 2012-04-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) Flux-cored wire
RU2619547C1 (en) * 2015-12-23 2017-05-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Flux cored wire for welding deposition

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109940310A (en) * 2019-03-27 2019-06-28 江苏能建机电实业集团有限公司 Boiler build-up welding alloy material
CN113182730A (en) * 2021-05-08 2021-07-30 广西辉煌耐磨技术股份有限公司 High-performance hard-face surfacing flux-cored wire

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2429957C1 (en) Flux cored wire
JP5143531B2 (en) Cold mold steel and molds
RU2619547C1 (en) Flux cored wire for welding deposition
RU2446930C1 (en) Flux-cored wire
CZ95898A3 (en) By powder metallurgy cold formed objects exhibiting resistance to cutting and high impact strength of tool steel and process for producing thereof
RU2679374C1 (en) Flux cored wire
RU2514754C2 (en) Powder wire
JPH02502736A (en) cold work steel
Chaus Modifying cast tungsten-molybdenum high-speed steels with niobium, zirconium, and titanium
KR102601224B1 (en) Cemented carbide and cemented carbide composite roll for rolling
RU2679373C1 (en) Flux cored wire
RU2682940C1 (en) Flux cored wire
UA81996C2 (en) Flux cored wire for surfacing
RU2736537C1 (en) Flux cored wire
RU2704338C1 (en) Flux cored wire
RU2467854C1 (en) Powder wire
RU2739042C1 (en) Modifier
RU2356714C2 (en) Flux cored electrode
RU2739362C1 (en) Flux cored wire
JPH0140904B2 (en)
RU2727463C1 (en) Die alloy
RU2679372C1 (en) Flux cored wire
JP5016172B2 (en) High fatigue strength and high rigidity steel and manufacturing method thereof
RU2479664C1 (en) Die alloy
JP5399000B2 (en) Heat-resistant cast steel jig material for vacuum carburizing heat treatment