SU1526942A1 - Composition of thermit mixture - Google Patents

Composition of thermit mixture Download PDF

Info

Publication number
SU1526942A1
SU1526942A1 SU884468128A SU4468128A SU1526942A1 SU 1526942 A1 SU1526942 A1 SU 1526942A1 SU 884468128 A SU884468128 A SU 884468128A SU 4468128 A SU4468128 A SU 4468128A SU 1526942 A1 SU1526942 A1 SU 1526942A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
mixture
thermite
composition
weld metal
iron oxide
Prior art date
Application number
SU884468128A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Ильич Попов
Владимир Борисович Харитонов
Виктор Петрович Ефимов
Олег Зиатдинович Шарафутдинов
Юрий Павлович Поручиков
Original Assignee
Уральское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института железнодорожного транспорта
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 Уральское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института железнодорожного транспорта filed Critical Уральское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института железнодорожного транспорта
Priority to SU884468128A priority Critical patent/SU1526942A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1526942A1 publication Critical patent/SU1526942A1/en

Links

Landscapes

  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к наплавочным материалам, примен емым дл  износостойкой наплавки стальных деталей. Цель изобретени  - повышение износостойкости и качества наплавленного металла. В термитную смесь, содержащую железную окалину, алюминиевый порошок, графит и криолит, дополнительно ввод т карбид кальци , борный ангидрид и порошок твердого сплава ПГ УСЧ-30. Термитна  смесь образована алюминием и железной окалиной. Введение твердого сплава в количестве 5-8 мас.% обеспечивает в совокупности с 0,5-1,5 мас.% графита и 1-6 мас.% борного ангидрида оптимальное легирование наплавленного металла. Карбид кальци  снижает склонность к образованию гор чих трещин, а вход щий в него кальций благопри тно вли ет на рафинирование наплавленного металла. 3 табл.FIELD OF THE INVENTION The invention relates to surfacing materials used for wear-resistant surfacing of steel parts. The purpose of the invention is to increase the wear resistance and quality of the weld metal. In a thermite mixture containing iron oxide, aluminum powder, graphite, and cryolite, calcium carbide, boric anhydride, and carbide powder of UMSCh-30 are additionally introduced. The termite mixture is composed of aluminum and iron oxide. The introduction of a solid alloy in the amount of 5-8 wt.% Provides, in combination with 0.5-1.5 wt.% Graphite and 1-6 wt.% Boric anhydride, the optimum doping of the weld metal. Calcium carbide reduces the tendency to form hot cracks, and the calcium included in it has a beneficial effect on the refining of the weld metal. 3 tab.

Description

Изобретение относитс  к области наплавочных материалов, примен емых дл  ремонта и восстановлени  изношенных поверхностей методом термитной сварки, в частности дл  стальных деталей железнодорожного подвижного состава.The invention relates to the field of surfacing materials used for the repair and restoration of worn surfaces by the method of thermite welding, in particular for steel parts of railway rolling stock.

Известен состав термитной с.меси на основе железной окалины и алю.миниевого порошка.The composition of thermite sludge is known on the basis of iron oxide and alumina powder.

Целью изобретени   вл етс  повышение износостойкости и качества наплавленного на опорные поверхности стальных деталей металла.The aim of the invention is to improve the wear resistance and quality of the metal deposited on the supporting surfaces of steel parts.

При выборе состава термитной смеси учитывают , что в процессе протекани  экзотермических и углеродотермических реакций должна достигатьс  температура расплавленного металла не ниже 1900-2200 К, чтобы обеспечить требуемое тепловложение дл  расплавлени  контактной поверхностиWhen choosing the composition of the thermite mixture, it is taken into account that in the process of exothermic and carbon thermal reactions the temperature of the molten metal should be not lower than 1900-2200 K in order to provide the required heat input for melting the contact surface

детали и оптимальное легирование. Учитыва , что в термитную сталь переходит 0,10--0,60 мас.% А1, состав термитной смеси оптимизируют по уровню получени  химсостава наплавленного металла, соответствующего среднеуглеродистой хромистой стали марки 45X3, котора  имеет высокие .механические свойства в указанных пределах введени  алюмини . Кроме того, такой химсостав стали обеспечивает оптимальное сочетание износостойкости и коэффициента трени  в соответствии с требовани ми, предъ вл емыми к опорным поверхност м несущих деталей железнодорожного подвижного состава.details and optimum doping. Taking into account that 0.10–0.60 wt.% A1 passes into thermite steel, the composition of thermite mixture is optimized by the level of chemical composition of the weld metal corresponding to 45X3 medium carbon chromium steel, which has high mechanical properties within the specified aluminum insertion limits. In addition, this chemical composition of the steel provides the optimal combination of wear resistance and friction coefficient in accordance with the requirements imposed on the bearing surfaces of the supporting parts of railway rolling stock.

Оптимальное легирование наплавл емого металла реализуетс  введением в термитную смесь твердого сплава ПГ УСЧ-30 в количестве 5-8 мас.%, который содержит, %: С ,5; Мп 2-2,5; Л1о 1.5-1,8; Сг 45-50;Optimal alloying of the deposited metal is achieved by introducing into the thermite mixture a hard alloy of PG, MSH-30, in an amount of 5-8 wt.%, Which contains,%: C, 5; MP 2-2.5; L1o 1.5-1,8; C 45-50;

СП ГчЭSP GchE

О5 QD O5 QD

toto

Ni 2 - 4; Sb 0,2-0,3. Гранулометрический состав этого порошка определ етс  размером сита 1,25, что обеспечивает его равномерное распределение в шихте и, в конечном итоге в наплавленном металле при быстро- протекаюшем процессе наплавки. Наличие в твердом сплаве высокого содержани  углерода преп тствует окислению вход ш,их в него хрома и молибдена.Ni 2-4; Sb 0.2-0.3. The granulometric composition of this powder is determined by the size of the 1.25 sieve, which ensures its uniform distribution in the charge and, ultimately, in the weld metal during the fast-flowing process of surfacing. The presence of high carbon content in the hard alloy prevents the oxidation of the entrance of chromium and molybdenum into it.

Дл  устранени  растрескивани  наплавленного металла в температурном интервале образовани  гор чих трешин в термитную с.месь вводитс  карбид кальци . Это позвол ет предотвратить наводораживание расплавленного металла в результате перевода влаги, содержащейс  в гигроскопичных окислах железа, в летучий углеводород в начале термитной реакции. Кроме того, кальций снижает растворимость серы в жидком железе, способству  образованию сульфидных включений при высоких температурах и переводу их в шлак. Кальций также благопри тно вли ет на рафинирование границ зерен металла и образование неглобул рных неметаллических включений.To eliminate the cracking of the deposited metal in the temperature range for the formation of hot cracks, calcium carbide is introduced into the thermite mixture. This helps prevent hydrogen absorption of the molten metal as a result of the transfer of moisture contained in hygroscopic iron oxides to a volatile hydrocarbon at the beginning of the thermite reaction. In addition, calcium reduces the solubility of sulfur in liquid iron, contributing to the formation of sulfide inclusions at high temperatures and transfer them to slag. Calcium also has a beneficial effect on the refining of the grain boundaries of the metal and the formation of non-bulky non-metallic inclusions.

Дл  улучшени  флюсу юших свойств наплавл емого металла и повышени  прочности его соединени  с основным металлом в термитную смесь вводитс  обезвоженный борный ангидрид, который частично, вступа  в уг.черодотермическую реакцию, образует карбиды бора. Как известно, карбиды бора, равно.мерно распредел  сь в металле, эффективно повьцпают его износостойкость.To improve the flux of the best properties of the deposited metal and increase the strength of its compound with the base metal, dehydrated boric anhydride is introduced into the thermite mixture, which, partially entering into the carbon-thermal reaction, forms boron carbides. As is known, boron carbides, which are evenly distributed in the metal, effectively reduce its wear resistance.

Сушественность предлагаемых 1тределов содержани  компонентов термитной смеси подтверждаетс  результатами исследований составов, представленных в табл. 1. Результаты механических испытаний образцов, вырезанных из наплавленного металла указанных составов, приведены в табл. 2. Они свидетельствуют о высоком уровне механических свойств наплавленного металла по предлагаемым составам (варианты 1-9), удовлетвор ющим требовани м РТЛ1 32 ЦВ 201-78: ЛАПа, Ua, КСи- 25 Дж/см-, Дж/см . Составы 10 и 13 не удовлетвор ют предъ вл емым требовани м по прочностным свойствам , а составы 11 и 12 по ударной в зкости.The materiality of the proposed 1 limits of the content of the components of the thermite mixture is confirmed by the results of studies of the compositions presented in Table. 1. The results of mechanical tests of samples cut from the deposited metal of the indicated compositions are given in table. 2. They indicate a high level of mechanical properties of the deposited metal on the proposed formulations (options 1-9), satisfying the requirements of RTL1 32 CV 201-78: LAPa, Ua, KCi-25 J / cm-, J / cm. Compounds 10 and 13 do not satisfy the requirements for strength properties, and compounds 11 and 12 do not have impact strength.

Испытани  на износ провод т на фи сухом трении скольжени  образца в виде ролика толщиной 5 мм и диаметром 40 мм, выточенного из наплавленного .металла, отно сительно контртела из стали 20Л в виде колодки. Режим испытаний определ етс  величиной нормальной нагрузки 500 Н и пройденным путем трени  5000 м. Требовани  по износостойкости наплавленного металла регламентируетс  величиной износа, равной 1,5 г. Этому требованию не удовлетвор ют составы 10 и 13.The wear tests were carried out on dry sliding friction of a specimen in the form of a roller 5 mm thick and 40 mm in diameter, machined from the weld metal, relative to the counterbody in steel 20L in the form of a block. The test mode is determined by the value of the normal load of 500 N and by the 5000 m of fatigue passed. The requirements for wear resistance of the deposited metal are governed by a wear value of 1.5 g. Compositions 10 and 13 do not satisfy this requirement.

Составы термитной смеси сравниваютс  также но комплексному показателю качества наплавленного металла К, выраженному через произведение относительных показателей единичных свойств:The compositions of the thermite mixture are also compared to the complex index of the quality of the deposited metal K, expressed in terms of the product of the relative indices of the individual properties:

(о;- К(н)-Клг.(o; - K (n) -Klg.

00

(0).(0).

где Kj,f 7-г- - относительное , (о Фwhere Kj, f 7-g- is relative, (o F

К MLK ML

(Н)ф (N) f

к -Аto -A

-Af, содержание содержание-Af, content content

кислорода; - относительное водорода;oxygen; - relative hydrogen;

относительное содержание остаточного алюмини ;the relative content of residual aluminum;

(О)|р, (Н)Ф, А1ф -фактическое содержание в наплавленном металле кис- юрода, водорода, остаточного алюмини ;(O) | p, (H) F, A1F - the actual content in the weld metal of oxygen, hydrogen, residual aluminum;

(0),10%; (Н), 7,(0), 10%; (H), 7,

ЮОг Uoh

00

5five

00

5five

00

5five

00

5five

,20 мае.May 20

% - соответственно номинальные значени  содержани  в наплавленном металле кислорода , водорода и алюмини .% are respectively the nominal values of oxygen, hydrogen and aluminum in the deposited metal.

Рассчитанные значени  показателей качества приведены в табл. 3. Они показывают , что состав 1-9, соответствующие предлагаемым пределам состава термитной смеси, превосход т составы 10-14 по величине комплексного показател  качества К.The calculated values of the quality indicators are given in Table. 3. They show that composition 1-9, corresponding to the proposed limits for the composition of the thermite mixture, is superior to composition 10-14 by the value of the complex quality indicator K.

Пример. Предлагаемый состав термитной смеси используетс  дл  наплавки трущихс  поверхностей клиньев гасител  колебаний тележки грузового вагона, изготовленных из стали 20Л. Толщина стенки составл ет 15 мм, а наплавл емого сло  10 мм. Перед наплавкой клин нагреваетс  до 950 К, а на наплавл емую поверхность устанавливаетс  по контуру медный кондуктор дл  формировани  сло  требуемых размеров. Используетс  термитна  смесь оптимального состава (состав 3). Термитна  реакци  проводитс  в футерованном огнеупорным составом тигле емкостью 10 дм. После завершени  термитной реакции делаетс  выдержка в течение 1 мин., необходима  дл  разделени  ее продуктов на металл и шлак. Заливка расплавленного металла производитс  сканированием выпускного отверсти  тигл  относительно наплавл емой поверхности до заполнени  полости кондуктора. Контроль температуры металла при заливке осуществл етс  оптическим пирометром. В конкретном примере температура термитной стали со ставл ет 2150 К. При металлографическом исследовании наплавленного металла установлено соответствие показателей качества требовани м РТМ 32 ЦВ 201-78.Example. The proposed composition of thermite mixture is used for surfacing of the rubbing surfaces of the wedges of the vibration damper of the trolley of a freight car made of 20L steel. The wall thickness is 15 mm and the deposited layer is 10 mm. Before surfacing, the wedge is heated to 950 K, and a copper conductor is placed along the contour of a copper conductor to form a layer of the required dimensions. A thermite mixture of optimum composition (composition 3) is used. The termite reaction is carried out in a 10 dm crucible lined with a refractory compound. After completion of the thermite reaction, an exposure is made for 1 minute, which is necessary for the separation of its products into metal and slag. Molten metal is poured by scanning the crucible outlet orifice against the weld surface to fill the conductor cavity. The temperature of the metal during casting is controlled by an optical pyrometer. In the concrete example, the temperature of thermite steel is 2150 K. During the metallographic examination of the weld metal, the quality indicators corresponded to the requirements of RTM 32 CV 201-78.

Сравнительный анализ полученных данных по предлагаемому техническому решению с известным материалом показывает полное отсутствие в наплавленном металле трещин и пор, хорошую сплошность металла в переходном слое (наплавленный металла - основной металл), высокую износостойкость наплавленного металла, соответствие свойств эксплуатационным требовани м по коэффициенту трени  и невысокую себестоимость термитной смеси.Comparative analysis of the obtained data on the proposed technical solution with a known material shows the complete absence of cracks and pores in the weld metal, good continuity of the metal in the transition layer (weld metal - base metal), high wear resistance of the weld metal, compliance of the properties with operational requirements for the coefficient of friction and low the cost of thermite mixture.

Claims (1)

Экономический эффект при использовании предлагаемого технического решени  образуетс  за счет изготовлени  термитной смеси непосредственно в услови х производства деталей, так как ее основу составл ют собственные отходы в виде железной окалины. Дополнительный экономический эффект образуетс  в эксплуатации за счет повышение долговечности деталей в 1,2 раза. Формула изобретени The economic effect of using the proposed technical solution is due to the manufacture of the thermite mixture directly under the conditions of production of the parts, since its basis is made up of its own waste in the form of iron scale. An additional economic effect is created in operation by increasing the durability of parts by 1.2 times. Invention Formula Состав термитной смеси, содержащий алюминий, железную окалину графит и криоThe composition of thermite mixture containing aluminum, iron oxide graphite and cryo 5 five 00 лит, отличающийс  тем, что, с целью повышени  износостойкости и качества наплавленного металла при использовании смеси дл  термитной наплавки, смесь дополнительно содержит карбид кальци , борный ангидрид и твердый железохромистый сплав ПГ УСЧ-30 при следуюш.ем соотношении компонентов смеси, мас.%:Liter, characterized in that, in order to increase the wear resistance and quality of the deposited metal when using the mixture for thermite surfacing, the mixture additionally contains calcium carbide, boric anhydride and hard iron-chromium alloy PG USCh-30, with the following ratio of mixture components, wt%: Алюминий20-26Aluminum 20-26 Графит0,5-1.5Graphite0.5-1.5 Криолит0,4-1,0Cryolit0,4-1,0 Карбид кальци 0,2-1,2 Борный ангидрид1-6Calcium carbide 0,2-1,2 Boric anhydride1-6 Твердый железохромистый сплав ПГ УСЧ-305-8Hard iron-chromium alloy PG USCH-305-8 Железна  окалинаОстальноеIron oxide Else 23 23 23 26 20 23 23 20 26 23 23 23 23 2323 23 23 26 20 23 23 20 26 23 23 23 23 23 Таблица 1Table 1 5,0 5,0 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5 5,0 8,0 6,5 6,5 8,2 ,Э 6,55.0 5.0 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 5.0 8.0 6.5 6.5 8.2, E 6.5 63,1 6663.1 66 6262 6767 61,961.9 67,367.3 72,972.9 56,356.3 68,068.0 61,161.1 60,860,8 68.268.2 65,265.2 Таблица2Table 2 Таблица}Table}
SU884468128A 1988-08-01 1988-08-01 Composition of thermit mixture SU1526942A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884468128A SU1526942A1 (en) 1988-08-01 1988-08-01 Composition of thermit mixture

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884468128A SU1526942A1 (en) 1988-08-01 1988-08-01 Composition of thermit mixture

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1526942A1 true SU1526942A1 (en) 1989-12-07

Family

ID=21392988

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884468128A SU1526942A1 (en) 1988-08-01 1988-08-01 Composition of thermit mixture

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1526942A1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA000751B1 (en) * 1996-03-05 2000-04-24 Электро-Термит Гмбх Aluminothermic mixture
RU2454309C2 (en) * 2010-06-30 2012-06-27 Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения Российской академии наук Powder wire
RU2685454C1 (en) * 2018-07-12 2019-04-18 Общество с ограниченной ответственностью "ПроТермит" Processing line for making thermite mixture for rails welding by intermediate casting method
RU2685453C1 (en) * 2018-07-12 2019-04-18 Общество с ограниченной ответственностью "ПроТермит" Method of making a thermite mixture for welding rails by intermediate casting method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 1232440, кл. В 23 К 23/00, 13.06.84. Авторское свидетельство СССР № 747657, кл. В 23 К 23/00, 20.06.78. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA000751B1 (en) * 1996-03-05 2000-04-24 Электро-Термит Гмбх Aluminothermic mixture
RU2454309C2 (en) * 2010-06-30 2012-06-27 Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения Российской академии наук Powder wire
RU2685454C1 (en) * 2018-07-12 2019-04-18 Общество с ограниченной ответственностью "ПроТермит" Processing line for making thermite mixture for rails welding by intermediate casting method
RU2685453C1 (en) * 2018-07-12 2019-04-18 Общество с ограниченной ответственностью "ПроТермит" Method of making a thermite mixture for welding rails by intermediate casting method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1300894C (en) Gray cast iron inoculant
SU1526942A1 (en) Composition of thermit mixture
US3794102A (en) Method and apparatus for continuously casting non-ferrous metals in a graphite-glassy substance mold
EP1017520A1 (en) Immersion nozzle for casting steel strip
AU603496B2 (en) Corrosion and abrasion resistant alloy
SU1581770A1 (en) High-strength cast iron
SU1337434A1 (en) Cast iron with specific graphite
JPH02225369A (en) Highly corrosion resistant brick for ladle
SU836187A1 (en) Cast iron
SU1425241A1 (en) Cast iron for bearings
US2364922A (en) Method of manufacturing cast iron
SU1090751A1 (en) Cast iron
SU1585368A1 (en) Alloying composition for steel
SU1027267A1 (en) Cast iron
SU1315515A1 (en) Steel
SU1468953A1 (en) Iron alloying composition
Busari et al. Effect of ferrochrome addition on wear and hardness properties of grey cast iron
SU840187A1 (en) Tool steel
SU1235972A1 (en) Cast iron
SU1749306A1 (en) Die steel
SU952986A1 (en) Wear-resistant cast iron
SU1122746A1 (en) High-speed steel
SU931782A1 (en) Master alloy
SU1395687A1 (en) Cast iron
SU859474A1 (en) Cast iron