RU2801387C1 - Cored wire - Google Patents

Cored wire Download PDF

Info

Publication number
RU2801387C1
RU2801387C1 RU2022133274A RU2022133274A RU2801387C1 RU 2801387 C1 RU2801387 C1 RU 2801387C1 RU 2022133274 A RU2022133274 A RU 2022133274A RU 2022133274 A RU2022133274 A RU 2022133274A RU 2801387 C1 RU2801387 C1 RU 2801387C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
metal
flux
cored wire
charge
molybdenum
Prior art date
Application number
RU2022133274A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Николаевич Еремин
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет"
Application granted granted Critical
Publication of RU2801387C1 publication Critical patent/RU2801387C1/en

Links

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: flux-cored wire can be used in metallurgical production to restore and harden parts of non-ferrous metal hot pressing tools, such as mandrels, dies, bushings or washers. The flux-cored wire consists of a low-carbon steel sheath and a powdered charge containing components in the following ratio, wt.%: ferrochrome 14.0-18.0; boron nitride 2.0-3.0; ferrovanadium 2.0-4.0; ferrotitanium 2.0-3.0; molybdenum 2.0-4.0; ferroniobium 3.0-5.0; sodium silicofluoride 0.5-0.8; iron powder 2.4-16.5; steel shell - the rest. The composition of the charge varies depending on the method of surfacing, taking into account the coefficients of transition of alloying elements into the deposited metal.
EFFECT: flux-cored wire provides high heat resistance, thermal fatigue resistance and wear resistance of deposited coatings on parts operating under metal-to-metal friction at high temperatures.
1 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к области электродуговой наплавки порошковой проволокой деталей, работающих в условиях трения металла о металл при высоких температурах и может быть использовано в металлургическом производстве, например, для восстановления и упрочнения деталей инструмента горячего прессования цветных металлов, таких как дорны, матрицы, втулки, шайбы и др.The invention relates to the field of electric arc welding with flux-cored wire of parts operating under conditions of metal-to-metal friction at high temperatures and can be used in metallurgical production, for example, to restore and harden parts of non-ferrous metal hot pressing tools, such as mandrels, dies, bushings, washers and etc.

Известна порошковая проволока для износостойкой наплавки деталей, работающих при значительных нагрузках при высокой температуре (авторское свидетельство СССР № 339368, В23К 35/36, опубл. 24.05.1972, БИ №17) в которой компоненты шихты взяты в следующем соотношении, % :Known flux-cored wire for wear-resistant surfacing of parts operating under significant loads at high temperature (USSR author's certificate No. 339368, V23K 35/36, publ. 05.24.1972, BI No. 17) in which the charge components are taken in the following ratio,%:

феррованадийferrovanadium 0,3-0,80.3-0.8 молибденmolybdenum 4-114-11 никельnickel 0,3-5,50.3-5.5 ферроалюминийferroaluminum 0,2-40.2-4 ферротитанferrotitanium 0,3-4,50.3-4.5 феррониобийferroniobium 0,1-30.1-3 борboron 0,001-10.001-1 азотnitrogen 0,01-0,40.01-0.4 углеродcarbon 0,1-0,80.1-0.8 кремнийsilicon 0,1-30.1-3 марганецmanganese 5-145-14 хромchromium 2,5-142.5-14 вольфрамtungsten 0,1-5,50.1-5.5 стальная оболочкаsteel shell остальноеrest

Порошковая проволока с шихтой предложенного состава обеспечивает высокую твердость наплавленного металла, достигающую в результате дисперсионного твердения под воздействием высоких температур до
50-58 HRC. Однако такая проволока обладает низкой технологичностью, поскольку, вследствие использования бора, азота и углерода в не связанном виде, в процессе наплавки происходит их интенсивное выгорание, наплавленный металл характеризуется наличием пор и трещин.
Flux-cored wire with a charge of the proposed composition provides high hardness of the deposited metal, reaching as a result of precipitation hardening under the influence of high temperatures up to
50-58HRC. However, such a wire has low manufacturability, since, due to the use of boron, nitrogen and carbon in an unbound form, during the surfacing process, their intense burnout occurs, the deposited metal is characterized by the presence of pores and cracks.

Известна хромистая порошковая проволока легированная ниобием (авторское свидетельство СССР 447235, В23К 35/36 опубл. 25.10 1974, БИ № 39) для механизированной электродуговой наплавки деталей машин, работающих в условиях интенсивного абразивного изнашивания с ударными нагрузками, состав шихты которой взят в следующих соотношениях, мас.%:Known chromium flux-cored wire alloyed with niobium (USSR author's certificate 447235, V23K 35/36 publ. 25.10 1974, BI No. 39) for mechanized arc welding of machine parts operating under conditions of intense abrasive wear with shock loads, the charge composition of which is taken in the following ratios, wt.%:

феррониобийferroniobium 14,0-16,014.0-16.0 феррохромferrochrome 6,0-9,06.0-9.0 графитgraphite 1,0-2,01.0-2.0 ферротитанferrotitanium 1,0-1,51.0-1.5 алюминийaluminum 0,2-0,50.2-0.5 плавиковый шпатfluorspar 1,0-2,51.0-2.5 рутилrutile 1,0-2,01.0-2.0 мраморmarble 0,3-1,00.3-1.0 лента стальнаяsteel tape остальноеrest

Однако металл, наплавленный такой порошковой проволокой, имеет невысокую твердость (до 50 HRC) и не предназначен для работы при высоких температурах. Кроме того, при наплавке такой проволокой деталей из сталей, содержащих 0,3-0,015% углерода образуются трещины, что требует предварительного подогрева.However, the metal deposited with such a flux-cored wire has a low hardness (up to 50 HRC) and is not intended for operation at high temperatures. In addition, when surfacing parts made of steels containing 0.3-0.015% carbon with such a wire, cracks form, which requires preheating.

Наиболее близкой по химическому составу (прототипом) является высоко хромистая порошковая проволока (авторское свидетельство СССР 407692, В23К 35/36, опубл. 10.12.1973, БИ № 47) для наплавки деталей, работающих в условиях абразивного износа при нормальной температуре при следующем соотношении компонентов проволоки, % :The closest in chemical composition (prototype) is high-chromium flux-cored wire (USSR author's certificate 407692, V23K 35/36, publ. 10.12.1973, BI No. 47) for surfacing parts operating under abrasive wear conditions at normal temperature in the following ratio of components wire, %:

нитрид бораboron nitride 4-64-6 феррованадийferrovanadium 5-75-7 алюминийaluminum 0,9-1,00.9-1.0 феррохромferrochrome 40-4240-42 ферротитанferrotitanium 2-32-3 ферросилицийferrosilicon 0,2-0,250.2-0.25 стальная оболочкаsteel shell остальноеrest

Такая порошковая проволока обеспечивает получение наплавленного металла с достаточно высокой твердостью до 51-56 HRC. Однако с повышением температуры твердость такого металла резко снижается и образуются трещины разгара вследствие малого количества упрочняющих фаз, обладающих высокой теплостойкостью. Это обусловливает его невысокую износостойкость в условиях температурно-силового воздействия. Кроме того, из-за высокой концентрации в порошковой проволоке нитрида бора и отсутствия в ней компонентов, снижающих чувствительность к пористости, проволока имеет низкие сварочные технологические характеристики вследствие образования пор и плохого формирования валиков.Such a flux-cored wire provides deposited metal with sufficiently high hardness up to 51-56 HRC. However, with an increase in temperature, the hardness of such a metal decreases sharply and fire cracks form due to the small amount of hardening phases with high heat resistance. This causes its low wear resistance under conditions of temperature-force exposure. In addition, due to the high concentration of boron nitride in the flux-cored wire and the absence of components that reduce the sensitivity to porosity, the wire has poor welding performance due to the formation of pores and poor bead formation.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение длительности работы покрытий, наплавленных на детали, работающих в условиях трения металла о металл при высоких температурах. Техническим результатом применения порошковой проволоки является повышение теплостойкости, разгаростойкости и износостойкости металла покрытий.The technical objective of the invention is to increase the duration of the coatings deposited on parts operating under metal-to-metal friction at high temperatures. The technical result of using flux-cored wire is to increase the heat resistance, heat resistance and wear resistance of the coating metal.

Технический результат достигается за счет того, что порошковая проволока, состоящей из низкоуглеродистой стальной оболочки и порошкообразной шихты, содержащей феррохром, нитрид бора, феррованадий, ферротитан дополнительно содержит молибден, феррониобий, кремнефтористый натрий и железный порошок при следующем процентном соотношении компонентов, масс. %: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 ferrochromium, boron nitride, ferrovanadium, ferrotitanium additionally contains molybdenum, ferroniobium, sodium fluorosilicon and iron powder in the following percentage ratio of components, wt. %:

феррохромferrochrome 14,0-18,014.0-18.0 нитрид бораboron nitride 2,0-3,02.0-3.0 феррованадийferrovanadium 2,0-4,02.0-4.0 ферротитанferrotitanium 2.0-3.02.0-3.0 молибденmolybdenum 2,0-4,02.0-4.0 феррониобийferroniobium 3.0-5.03.0-5.0 кремнефтористый натрийsodium silicofluoride 0,5-0,80.5-0.8 железный порошокiron powder 2,4-16,52.4-16.5 стальная оболочкаsteel shell остальноеrest

Наличие в составе порошковой проволоки феррохрома в количестве 14-18% является оптимальным, поскольку, во-первых, при такой его концентрации обеспечивается высокая жаростойкость так как идет интенсивное образование на поверхности наплавленного металла прочной оксидной пленки хрома, что уменьшает процесс окалинообразования и препятствует налипанию прессуемого и прокатываемого металла, а во-вторых, хром снижает предел растворимости титана в твердом растворе ɑ-железа, что повышает способность сплава к дисперсионному твердению. При концентрации феррохрома ниже 14% снижается количество комплексных соединений хрома, которые принимают участие в процессе дисперсионного твердения. При концентрации феррохрома свыше 18% происходит снижение пластичности. The presence of ferrochromium in the composition of the flux-cored wire in an amount of 14-18% is optimal, since, firstly, at such a concentration, high heat resistance is ensured, since there is an intensive formation of a strong chromium oxide film on the surface of the deposited metal, which reduces the scale formation process and prevents sticking of the pressed and rolled metal, and secondly, chromium reduces the solubility limit of titanium in a solid solution of ɑ-iron, which increases the ability of the alloy to precipitation hardening. At a ferrochromium concentration below 14%, the amount of chromium complex compounds that take part in the precipitation hardening process decreases. At a concentration of ferrochromium over 18%, a decrease in ductility occurs.

Наличие в составе шихты порошковой проволоки нитрида бора увеличивает твердость наплавленного металла, обеспечивает получение его мелкозернистой структуры с увеличенным количеством неметаллической фазы за счет насыщения сварочной ванны частицами нитридов, температура плавления которых выше температуры плавления сплава, а твердость – выше твердости металлической основы наплавленного слоя. Образующаяся боридная эвтектика упрочняет границы зерен, препятствует зернограничной ползучести и повышает стойкость против образования горячих трещин. Вместе с тем нитридное упрочнение, по сравнению с карбидным снижает хрупкость наплавленного металла. Низкая склонность полученной структуры к трещинообразованию, позволяет использовать такой металл для наплавки на стали с повышенным содержанием углерода. Содержание нитрида бора в шихте менее 2,0% не обеспечивает нужного уровня износостойкости, а при повышении свыше 3,0% возрастает концентрация азота в наплавленном металле, что приводит к появлению пор и падению его износостойкости.The presence of boron nitride in the composition of the flux-cored wire charge increases the hardness of the deposited metal, ensures the production of its fine-grained structure with an increased amount of non-metallic phase due to the 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 than the hardness of the metal base of the deposited layer. The resulting boride eutectic strengthens grain boundaries, prevents grain boundary creep, and increases resistance to hot cracking. At the same time, nitride hardening, in comparison with carbide hardening, reduces the brittleness of the deposited metal. The low tendency of the resulting structure to crack formation allows the use of such a metal for surfacing on steels with a high carbon content. The content of boron nitride in the charge less than 2.0% does not provide the desired level of wear resistance, and with an increase of more than 3.0%, the concentration of nitrogen in the deposited metal increases, which leads to the appearance of pores and a decrease in its wear resistance.

Наличие в составе шихты феррованадия в пределах 2-4% повышает твердость наплавленного металла за счет связывания азота в нитриды. Кроме того, ванадий значительно измельчает зерно, предупреждает рост крупных столбчатых кристаллов, в результате чего устраняется возможность образования «горячих» трещин и улучшаются физико-механичесие свойства наплавленного металла.The presence of ferrovanadium in the composition of the charge in the range of 2-4% increases the hardness of the deposited metal due to the binding of nitrogen into nitrides. In addition, vanadium significantly refines the grain, prevents the growth of large columnar crystals, as a result of which the possibility of "hot" cracks is eliminated and the physical and mechanical properties of the deposited metal are improved.

Присутствие в составе шихты порошковой проволоки ферротитана в количестве 2-3% позволяет обеспечить раскисление наплавленного металла, а также реализовать механизм дополнительного его упрочнения дисперсными выделениями боридов и нитридов титана. Концентрация ферротитана в составе шихты проволоки за пределами указанного количества не оказывает значительного влияния на технологические и эксплуатационные свойства наплавленного металла.The presence of ferrotitanium flux-cored wire in the amount of 2-3% in the composition of the charge makes it possible to ensure the deoxidation of the deposited metal, as well as to implement the mechanism of its additional hardening by dispersed precipitates of titanium borides and nitrides. The concentration of ferrotitanium in the composition of the wire charge beyond the specified amount does not have a significant effect on the technological and operational properties of the deposited metal.

Введение в состав шихты молибдена в количестве 2-4% является оптимальным, так как повышает температуру рекристаллизации твердых растворов, замедляет их разупрочнение и уменьшает чувствительность металла к перегреву. Легирование наплавленного металла молибденом способствует упрочнению его матрицы образующимися нитридами, боридами и интерметаллидами, повышающими теплостойкость и разгаростойкость наплавки. Также молибден повышает стойкость наплавленного металла к горячим трещинам. Добавка молибдена ниже нижнего предела не обеспечивает должное упрочнение матрицы наплавленного слоя. При наличии в шихте молибдена свыше 4%, совместно с высоким содержанием других тугоплавких элементов, усиливает ликвационные процессы при кристаллизации и выделение большого количества частиц соединений по границам зерен в надкритическом интервале при термообработке. Это приводит к снижению положительного влияния этих элементов на теплостойкость и разгаростойкость металла вследствие обеднения ими твердого раствора.The introduction of molybdenum into the composition of the charge in an amount of 2-4% is optimal, since it increases the recrystallization temperature of solid solutions, slows down their softening, and reduces the sensitivity of the metal to overheating. Alloying of the deposited metal with molybdenum contributes to the hardening of its matrix by the formed nitrides, borides and intermetallic compounds, which increase the heat resistance and heat resistance of the deposit. Molybdenum also increases the resistance of the weld metal to hot cracks. The addition of molybdenum below the lower limit does not provide proper hardening of the matrix of the deposited layer. In the presence of more than 4% molybdenum in the charge, together with a high content of other refractory elements, it enhances segregation processes during crystallization and the release of a large number of particles of compounds along grain boundaries in the supercritical range during heat treatment. This leads to a decrease in the positive effect of these elements on the heat resistance and heat resistance of the metal due to their depletion of the solid solution.

Введение в состав шихты феррониобия в пределах 3-5% позволяет получать нитриды, бориды и интерметаллиды ниобия в процессе расплавления и кристаллизации наплавленного металла, которые, распределяясь в матрице нового типа, обеспечивают ему высокую жаростойкость, жаропрочность и износостойкость в условиях изнашивания и восприятия статического давления с большими контактными нагрузками. Содержание феррониобия в шихте менее 3% не обеспечивает выделение нужного количества упрочняющих фаз и требуемый уровень износостойкости не достигается. Введение феррониобия в шихту свыше 5% не целесообразно, поскольку существенного повышения эффекта износостойкости металла не наблюдается.The introduction of ferroniobium into the composition of the charge in the range of 3-5% makes it possible to obtain niobium nitrides, borides and intermetallides in the process of melting and crystallization of the deposited metal, which, being distributed in a new type of matrix, provide it with high heat resistance, heat resistance and wear resistance under conditions of wear and perception of static pressure with high contact loads. The content of ferroniobium in the charge is less than 3% does not provide the release of the required amount of hardening phases and the required level of wear resistance is not achieved. The introduction of ferroniobium into the charge above 5% is not advisable, since a significant increase in the effect of metal wear resistance is not observed.

Введение в состав порошковой проволоки кремнефтористого натрия Na2SiF6 в количестве 0,5-0,8% позволяет значительно снизить концентрацию водорода в наплавленном металле, что обуславливает низкую вероятность образования пор и повышает стойкость к образованию трещин.The introduction of sodium fluorosilicon Na 2 SiF 6 in the composition of the flux-cored wire in an amount of 0.5-0.8% can significantly reduce the concentration of hydrogen in the deposited metal, which leads to a low probability of pore formation and increases resistance to cracking.

Железный порошок необходим для получения расчетного коэффициента заполнения порошковой проволоки, что обеспечивает требуемый химический состав наплавленного металла.Iron powder is necessary to obtain the design filling factor of the flux-cored wire, which provides the required chemical composition of the deposited metal.

Предложенная безуглеродистая порошковая проволока обеспечивает комплексное упрочнение наплавленного металла за счет образования в матрице нитридных, боридных, нитридно-биридных и интерметаллидных фаз.The proposed carbon-free flux-cored wire provides complex hardening of the deposited metal due to the formation of nitride, boride, nitride-biride and intermetallic phases in the matrix.

Для количественной оценки воздействия легирующих элементов на свойства наплавленного металла были изготовлены 6 составов порошковой проволоки: 2, 3 и 4 – составы предлагаемой проволоки; 1 и 5 – составы с содержанием компонентов, выходящими за пределы; 6 – состав прототипа (табл. 1). For a quantitative assessment of the effect of alloying elements on the properties of the deposited metal, 6 flux-cored wire compositions were made: 2, 3 and 4 - compositions of the proposed wire; 1 and 5 - compositions with the content of components that go beyond the limits; 6 - composition of the prototype (Table 1).

В качестве оболочки использовали стальную ленту марки 08 кп размером 15×0,5 мм по ГОСТ 503-81. Расчетный коэффициент заполнения такой порошковой проволоки составляет 42 %. В качестве шихты использовали смесь порошков феррохрома марки ФХ001А по ГОСТу 4757-91 (ИСО 5448-81), нитрида бора по ТУ 26.8 – 0022 226-007-2003, феррованадия марки ФВд50У0,3 по ГОСТу 27130-94, ферротитана марки ФТи70С1 по ГОСТу 4761-91, молибдена по ТУ 48-19-316-92, феррониобия марки ФHб65 по ГОСТу 16773 – 2003 (ISO 553 – 80), алюминия марки ПА-4 по ГОСТу 5494-95, кремнефтористого натрия по ТУ 113-08-587-86 и железа марки ПЖР2 по ГОСТу 9849-86.As a shell, a steel tape of brand 08 kp with a size of 15 × 0.5 mm was used according to GOST 503-81. The calculated fill factor of such a flux-cored wire is 42%. As a charge, a mixture of powders of ferrochromium grade FKh001A according to GOST 4757-91 (ISO 5448-81), boron nitride according to TU 26.8 - 0022 226-007-2003, ferrovanadium grade FVd50U0.3 according to GOST 27130-94, ferrotitanium grade FTi70S1 according to GOST 4761-91, molybdenum according to TU 48-19-316-92, ferroniobium grade FNb65 according to GOST 16773 - 2003 (ISO 553 - 80), aluminum grade PA-4 according to GOST 5494-95, sodium silicate fluoride according to TU 113-08-587 -86 and PZHR2 brand iron according to GOST 9849-86.

Таблица 1Table 1

СоставCompound Количественный состав порошковой проволоки, % Quantitative composition of flux-cored wire, % FeCrFeCr FeVFeV FeSiFeSi FeTiFeTi AlAl ВNBN Mo FеNbFeNb Na2SiF6 Na 2 SiF 6 Fe
порошок
Fe
powder
Fe
лента
Fe
ribbon
ПредлагаемыйProposed 11 13,013.0 1,01.0 -- 1,51.5 -- 1,51.5 1,51.5 2,52.5 0,50.5 22,722.7 55,855.8 22 14,014.0 2,02.0 -- 2,02.0 -- 2,02.0 2,02.0 3,03.0 0,50.5 16,516.5 5757 33 16,016.0 3,03.0 -- 2,52.5 -- 2,52.5 3,03.0 4,04.0 0,70.7 10,210.2 58,158.1 44 18,018.0 4,04.0 -- 3,03.0 -- 3,03.0 4,04.0 5,05.0 0,80.8 2,42.4 59,859.8 55 18,518.5 4,34.3 -- 3,03.0 -- 3,53.5 4,54.5 5,55.5 0,20.2 -- 60,560.5 ПрототипPrototype 66 17,017.0 2,52.5 0,10.1 1,01.0 0,40.4 2,52.5 -- -- -- 19,119.1 57,457.4

Состав шихты варьируют в зависимости от способа наплавки с учетом коэффициентов перехода легирующих элементов в наплавленный металл. Наплавка предложенной порошковой проволокой может производится как в среде защитных газов, так и под флюсом.The composition of the charge varies depending on the method of surfacing, taking into account the coefficients of transition of alloying elements into the deposited metal. Surfacing with the proposed flux-cored wire can be carried out both in shielding gases and submerged arc.

Новая порошковая проволока диаметром 3,2 мм всех изготовленных вариантов прошла сварочно-технологические испытания при наплавке в четыре слоя в аргоне темплетов из стали 45 размером 20×60×250 мм. При наплавке образцов использовали сварочный полуавтомат ПДГО-510. Порошковая проволока обеспечивает хорошие сварочно-технологические свойства при наплавке на постоянном токе обратной полярности.A new flux-cored wire with a diameter of 3.2 mm of all manufactured variants passed welding and technological tests during surfacing in four layers in argon of templates made of steel 45 with a size of 20 × 60 × 250 mm. When surfacing samples, a PDGO-510 welding semiautomatic device was used. Flux cored wire provides good welding and technological properties when surfacing on direct current of reverse polarity.

Дюрометрические исследования проводили с использованием твердомера ТК-2 по методу Роквелла на образцах из металла после наплавки и старения при Т=500 ºС в течение 2 часов (за величину твердости бралось среднее значение твердости – 3 замеров).Durometric studies were carried out using a TK-2 hardness tester according to the Rockwell method on metal samples after surfacing and aging at Т=500 ºС for 2 hours (the average value of hardness was taken as the hardness value - 3 measurements).

Теплостойкость оценивали по снижению твердости состаренного металла в результате нагрева при температуре 800 ºС (отпуска) в течение 4 часов. Коэффициент термической стойкости (Кт) подсчитывали как отношение твердости после отпуска к твердости металла после старения.The heat resistance was evaluated by the decrease in the hardness of the aged metal as a result of heating at a temperature of 800 ºС (holiday) for 4 hours. The coefficient of thermal stability (Kt) was calculated as the ratio of hardness after tempering to the hardness of the metal after aging.

Испытания на разгаростойкость оценивали по числу циклов: нагрев до 800 ºС – охлаждение до 40 ºС, до появления на поверхности первой трещины.Tests for heat resistance were evaluated by the number of cycles: heating up to 800 ºС - cooling down to 40 ºС, until the first crack appears on the surface.

Испытания на износостойкость образцов из металла прошедшего старения проводились на машине трения ИИ 5018 при сухом трении по схеме «диск – колодка» (материал диска – сталь эталона (сталь 30Х13), твердость 59 HRC; нагрузка на образец 1000 Н, скорость вращения диска 0,28 м/с). Весовой износ образцов регистрировался после каждых 6 мин. испытаний при общем пути трения 400 м. Измерение величины износа образцов осуществлялось весовым методом с использованием аналитических весов OHAUS AX224. Полученные результаты выражались в виде коэффициента относительной износостойкости ε, численно равного отношению весовых потерь испытуемого металла за одинаковое время. Результаты испытаний приведены в таблице 2.Tests for wear resistance of samples made of aged metal were carried out on an II 5018 friction machine with dry friction according to the “disk-block” scheme (disk material is reference steel (steel 30X13), hardness 59 HRC; sample load 1000 N, disk rotation speed 0, 28 m/s). The weight wear of the samples was recorded after every 6 min. tests with a total friction path of 400 m. Measurement of the wear of the samples was carried out by the gravimetric method using an analytical balance OHAUS AX224. The results obtained were expressed as a coefficient of relative wear resistance ε, numerically equal to the ratio of the weight loss of the tested metal for the same time. The test results are shown in table 2.

Таблица 2table 2

Свойства наплавленного металлаWeld metal properties Варианты проволокиWire options 11 22 33 44 55 6-прототип6 prototype Механические характеристикиMechanical characteristics Твердость после наплавки, HRCHardness after welding, HRC 3636 3939 4040 4242 4545 4444 Твердость после старения при 500 ºС
-2 час, HRC
Hardness after aging at 500 ºС
-2 hour, HRC
4747 5252 5555 5858 5959 5656
Твердость после отпуска при 800 ºС
-4 час, HRC
Hardness after tempering at 800 ºС
-4 hour HRC
3838 4545 4848 5151 5151 3333
Коэф-т термической стойкости, КтThermal resistance coefficient, Kt 0,7750.775 0,8630.863 0,8720.872 0,8790.879 0,8640.864 0,5890.589 Разгаростойкостьheat resistance 2121 2828 3636 3939 4040 88 Относительная износостойкость, εRelative wear resistance, ε 3,53.5 4,44.4 4,94.9 5,35.3 5,25.2 2,62.6 Технологические характеристикиTechnological characteristics Поры на поверхностиPores on the surface НетNo НетNo НетNo НетNo НетNo 1-2 на 10 см2 1-2 per 10 cm 2 Трещины после наплавкиCracks after hardfacing НетNo НетNo НетNo НетNo НетNo НетNo

Приведенные в таблице 2 результаты испытаний показывают, что составы порошковой проволоки №№ 2-4 являются оптимальными и обеспечивают получение наплавленного металла с достаточно высокой теплостойкостью, разгаростойкостью и износостойкостью, не склонного к пористости и трещинообразованию.The test results given in Table 2 show that the compositions of flux-cored wire No. 2-4 are optimal and provide deposited metal with a sufficiently high heat resistance, heat resistance and wear resistance, not prone to porosity and cracking.

Применение предлагаемой новой порошковой проволоки позволяет увеличить коэффициент термической стойкости металла почти в 1,5 раза, разгаростойкость в 3,5-4,8 раза, а коэффициент относительной износостойкости наплавленного металла в 1,7-2,0 раза, что обеспечивает повышение длительности работы инструмента наплавленного такой проволокой.The use of the proposed new flux-cored wire makes it possible to increase the coefficient of thermal resistance of the metal by almost 1.5 times, the heat resistance by 3.5-4.8 times, and the coefficient of relative wear resistance of the deposited metal by 1.7-2.0 times, which ensures an increase in the duration of work tool deposited with such wire.

Благодаря тому, что в шихту проволоки дополнительно вводят молибден и феррониобий в комплексе с нитридом бора обеспечивается нитридно-боридный –интерметаллидный механизм упрочнения под воздействием высоких температур, вследствие чего удается получить новый безуглеродистый наплавленный металл композиционного типа, который приобретает повышенную теплостойкость, разгаростойкость и износостойкость. Такие свойства наплавленного металла полученного порошковой проволокой заявленного состава можно объяснить тем, что он представляет собой структуру, состоящую из многокомпонентных боридных фаз на основе хрома и молибдена, расположенных в матрице стали в виде замкнутого каркаса, что ограничивает развитие разгарных трещин и упрочняющих матрицу нитридных фаз, большей частью, NbN, VN и TiN, обладающих высокой микротвердостью.Due to the fact that molybdenum and ferroniobium are additionally introduced into the wire charge in combination with boron nitride, a nitride-boride-intermetallic hardening mechanism under the influence of high temperatures is provided, as a result of which it is possible to obtain a new carbon-free deposited metal of the composite type, which acquires increased heat resistance, heat resistance and wear resistance. Such properties of the deposited metal obtained by the flux-cored wire of the claimed composition can be explained by the fact that it is a structure consisting of multicomponent boride phases based on chromium and molybdenum, located in the steel matrix in the form of a closed frame, which limits the development of fire cracks and nitride phases strengthening the matrix, for the most part, NbN, VN and TiN, which have high microhardness.

Технологические испытания новой порошковой проволоки показали, что в процессе наплавки обеспечивается устойчивое горение дуги, хорошее формирование валика наплавного металла и отсутствие трещин.Technological tests of the new flux-cored wire showed that stable arc burning, good formation of the weld metal bead and no cracks are ensured during the surfacing process.

Claims (2)

Порошковая проволока для наплавки деталей, работающих в условиях трения металла о металл при высоких температурах, включающая оболочку, выполненную из низкоуглеродистой стали, и порошкообразную шихту, содержащую феррохром, нитрид бора, феррованадий, ферротитан, отличающаяся тем, что шихта дополнительно содержит молибден, феррониобий, кремнефтористый натрий и железный порошок при следующем соотношении компонентов, мас. %:Flux-cored wire for surfacing parts operating under conditions of metal-to-metal friction at high temperatures, including a sheath made of low-carbon steel and a powdered charge containing ferrochromium, boron nitride, ferrovanadium, ferrotitanium, characterized in that the charge additionally contains molybdenum, ferroniobium, silicofluoride sodium and iron powder in the following ratio, wt. %: феррохромferrochrome 14,0-18,014.0-18.0 нитрид бораboron nitride 2,0-3,02.0-3.0 феррованадийferrovanadium 2,0-4,02.0-4.0 ферротитанferrotitanium 2,0-3,02.0-3.0 молибденmolybdenum 2,0-4,02.0-4.0 феррониобийferroniobium 3,0-5,03.0-5.0 кремнефтористый натрийsodium silicofluoride 0,5-0,80.5-0.8 железный порошокiron powder 2,4-16,52.4-16.5 стальная оболочкаsteel shell остальноеrest
RU2022133274A 2022-12-19 Cored wire RU2801387C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2801387C1 true RU2801387C1 (en) 2023-08-08

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU407692A1 (en) * 1972-10-11 1973-12-10 POWDER WIRE FOR SURFACING
UA81996C2 (en) * 2006-06-02 2008-02-25 Институт Электросварки Им. Е.О. Патона Нан Украины Flux cored wire for surfacing
CN105127614A (en) * 2015-10-12 2015-12-09 合肥科德电力表面技术有限公司 Grinder roll overlaying dreg-free self-protection flux-cored wire
RU2679373C1 (en) * 2018-05-16 2019-02-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" Flux cored wire
RU2736537C1 (en) * 2020-06-19 2020-11-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет"(ОмГТУ) Flux cored wire

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU407692A1 (en) * 1972-10-11 1973-12-10 POWDER WIRE FOR SURFACING
UA81996C2 (en) * 2006-06-02 2008-02-25 Институт Электросварки Им. Е.О. Патона Нан Украины Flux cored wire for surfacing
CN105127614A (en) * 2015-10-12 2015-12-09 合肥科德电力表面技术有限公司 Grinder roll overlaying dreg-free self-protection flux-cored wire
RU2679373C1 (en) * 2018-05-16 2019-02-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" Flux cored wire
RU2736537C1 (en) * 2020-06-19 2020-11-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет"(ОмГТУ) Flux cored wire

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3162751A (en) Welding electrode
JP2002511023A (en) Flux core wire for gas flow shield welding
US20110300016A1 (en) Wear resistant alloy
GB2127846A (en) Flux-cored arc welding tubular electrode
RU2429957C1 (en) Flux cored wire
US4091147A (en) Welded steel products having low sensitivity to weld cracking and a production method thereof
US4071734A (en) Powder electrode strip for surfacing with wear-resistant alloy
RU2514754C2 (en) Powder wire
US4425300A (en) Hard facing nickel-base alloy
JPH0351776B2 (en)
RU2801387C1 (en) Cored wire
CA1116891A (en) Wear-resistant nickel-base alloy
RU2478030C1 (en) Powder wire for building up
JPS635197B2 (en)
RU2294273C2 (en) Powder wire for surfacing
RU2467854C1 (en) Powder wire
US3875363A (en) Composite electrode wire for electro-slag welding
CA1080514A (en) Welding material for dissimilar fusion welding of cast iron
RU204457U1 (en) Wire with nominal diameter up to 5 mm for surfacing rollers of continuous casting machines
JPS622626B2 (en)
RU2736537C1 (en) Flux cored wire
RU2704338C1 (en) Flux cored wire
RU2739362C1 (en) Flux cored wire
RU2679372C1 (en) Flux cored wire
RU2183688C1 (en) Wear-resistant iron-base alloy