Електродна стрічка для наплавлення

Електродна стрічка для наплавлення, що міс тить вуглець, хром, молібден, ванадій, марганець, кремній і залізо, яка відрізняється тим, що до складу стрічки додатково введено ніобій при наступному співвідношенні компонентів (мас %) вуглець 0,18-0,24 хром 3,80-4,20 молібден 0,60-0,80 ванадій 0,30-0,40 марганець 0,50 - 0,80 кремній 0,20-0,50 ніобій 0,15-0,25 залізо решта Винахід відноситься до зварювального виробництва і може бути використай для відновлення і зміцнення важко навантажених деталей прокатного і металургійного виробництва, а так само деталей, що випробують знос тертям метал об метал при нормальних і підвищених температурах, при періодичному нагріванні й охолодженні Відомо електродугове наплавлення холоднокатаною стрічкою, яка дає широкі можливості одержання біметалічних і поліметалічних виробів, а так само нанесення на деталі й інструменти багатошарових покриттів, поряд із підвищенням продуктивності досягається мінімальне перемішування наплавленого металу з основним металом виробу й окремих шарів металу між собою Найбільш близьким до запропонованого винаходу по технічній сутності і досягнутому результаті є склад сплаву для наплавлення (патент України №12454А), який може бути й у виді електродної стрічки (тип 18ХЗГМФС) (мас %) 1 Вуглець 0,15-0,23, 2 Марганець 1,20-1,80, 3 Кремній 0,50-0,90, 4 Хром 2,00-3,20, 5 Молібден 0,30-0,45, 6 Ванадій 0,08-0,15, 7 Титан 0,09-0,12, 8 Залізо інше Такий сплав має дуже високу ЗНОСОСТІЙКІСТЬ І теплостійкість, але вкрай низьку тріщиностійкість і погану оброблюваність різанням В основу винаходу поставлене завдання, розробити матеріал для наплавлення, у виді електродної стрічки, у якому зміна співвідношення легуючих компонентів дозволить збільшити СТІЙКІСТЬ наплавленого металу проти розвитку утомних тріщин при температурах відпускної крихкості, що приведе до меншої зношуваності при терті метал об метал з ударами і теплозмінами Поставлене завдання вирішується тим, що до складу електродної стрічки для наплавлення, що містить вуглець, хром, молібден, ванадій, марганець, кремній і залізо, додатково вводять ніобій і компоненти узяті в наступному співвідношенні (мас %) (тип 20Х4МФБ) 1 Вуглець 0,18-0,24, 2 Хром 3,80-4,20, 3 Молібден 0,60-0,80, 4 Ванадій 0,30-0,40, 5 Марганець 0,50-0,80, 6 Кремній 0,20-0,50, 7 Ніобій 0,15-0,25, 8 Залізо решта Збільшення вуглецю (С) в електродній стрічці для наплавлення понад 0,18-0,24% приводить не тільки до підвищення МІЦНОСТІ, але і чутливості до перегріву і загартовуваності, а так само робить негативний вплив на зварюваність Підвищення вмісту молібдену (Мо) у межах 0,60-0,80% дозволить укріпити феритну фазу й ю (О 62591 усунути відпускну крихкість стали Збільшене вмісвизначеному зусиллі притиснення їх до нагрітого ту ванадія (V) (0,30-0,40%) і введення ніобію (Nb) тіла тертя Температура тіла тертя 500-550°С, пи2 дозволяє утворювати стабільні карбіди, перешкотомий тиск на дослідницький зразок - 15н/мм , джає переходу молібдену з твердого розчину в швидкість переміщення тіла тертя - 11,2м/хв Покарбідну фазу Вміст молібдену (Мо) вище 0,80% казником зносу служить утрата маси зразка за веде до зниження ударної в'язкості визначений час випробувань Додаткове легування ніобієм (Nb) було провеДля оцінки опірності запропонованого наплавдено також для забезпечення стабільності мікроленого металу термічної утоми (термостійкості) структури і підвищення жароміцності поряд із мовикористовувався принцип нагрівання і наступного лібденом (Мо) і ванадієм (V) Більш того, ніобій охолодження на зразку розмірами 20x40x60 мм, (Nb) має більш хімічну спорідненість до вуглецю відрізки наплавленого металу розмірами, прибли(С), ніж молібден (Мо) і хром (Сг), утворить СТІЙКІ зно 7х7х7мм, проходячим крізь нього електричним тугоплавкі карбіди NbC і перешкоджає переходу з струмом Охолодження робилося проточною вотвердого розчину в карбіди міцнильних елементів дою в паузах між нагріваннями Нагрів і наступне охолодження обмеженого відрізка металу, жорстко Комплексне збільшення перерахованих комзатисненого холодним зразком, приводить до попонентів в поєднуванні зі збільшенням вмісту хрояви напруг, що підсумовуються з напругою від фаму (Сг) до 3,8-4,2% у запропонованої (тип зових перетворень і змінюється по величині і по 20Х4МФБ) електродній стрічці для наплавлення напрямку Критерієм оцінки СТІЙКОСТІ можна вважасприяє підвищенню твердості і МІЦНОСТІ наплавлети КІЛЬКІСТЬ циклів теплозмін "нагрів-охолодження" ного металу HV 420-450 (HV 380-400 у 25Х5ФМС), до появи видимої тріщини в зоні наплавлення, що без зниження пластичності нагрівається Випробування запропонованого ХІМІЧНОГО складу електродної стрічки на технологічну МІЦНІСТЬ металу в процесі його кристалізації робилося по методиці, що передбачає примусовий вигин плоского зразка в процесі наплавлення Показником технологічної МІЦНОСТІ служила максимальна швидкість примусової деформації, при якій у наплавленому металі відсутні тріщини Значення цього показника встановлюються шляхом випробування серії зразків при незмінному термічному циклі наплавлення Випробування наплавленого металу на схильність до утворення гарячих тріщин проводили по наступній схемі на плоский зразок розміром 20х179х500мм запропонованою електродною стрічкою наплавляється валик уздовж короткого боку зразка з одночасним вигином останнього уздовж наплавляемого валика на базі 60мм (схема лежачої на двох опорах пластини з двома навантаженими консолями) В результаті цього процесу наплавлення, у наплавленому металі, що кристалізується і далі охолоджується, виникають примусові розтяжні напруги і деформації, яки при означених значеннях можуть обумовити утворення тріщини в наплавленому металі, коли накопичена за час випробувань величина деформації вичерпає деформаційну здатність матеріалу За рахунок рівномірної деформації по ширині валика визначаються властивості всіх зон наплавленого з'єднання Випробування на зношування наплавленого металу при підвищених температурах робили на установці зі зворотно-поступальним рухом тіла тертя, виготовленого зі сталі Р18, разом із піччю відносно нерухомих дослідницьких зразках при Комп'ютерна верстка А Ярославцева На підставі численних лабораторнопромислових випробувань запропонованої електродної стрічки для наплавлення, у результаті аналізу і порівняння основних показників обраного прототипу при застосуванні відомих методик визначення оптимальних експлуатаційних характеристик встановлено електродна стрічка для наплавлення запропонованого (тип 20Х4МФБ) складу забезпечує високу технологічну МІЦНІСТЬ металу, що наплавляється, при його кристалізації, тобто швидкість примусової деформації була найвища Акр=12мм/хв Схильність наплавленого металу при використанні складу (тип 20 Х4МФБ) до утворення гарячих тріщин мінімальна, що дозволяє зробити висновок про його високу опірність виникненню тендітного руйнування наплавленого шару, що краще сплаву (тип 18ХЗГМФС) Опірність зносу при високих температурах металу, наплавленого запропонованою електродною стрічкою (тип 20 Х4МФБ) зберігалася на досить високому рівні (Збмг/година) Термостійкість металу складу (тип 20Х4МФБ) дозволяє експлуатувати деталі з наплавленим шаром по термінах не меншим, чим терміни початкового використання Промислові випробування прокатних валків (Слябшг-1150, ВАТ "ММК їм Ілліча") показали високі експлуатаційні характеристики наплавленого робочого шару (тип 20Х4МФБ) Знос і розпал поверхні бочки зменшився в 1,4-1,5 рази, а промисловий наробіток валків при прокатці збільшилася на 40% Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119