Preview

Izvestiya vuzov. Poroshkovaya metallurgiya i funktsional’nye pokrytiya

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Структурно-технологическая модель изнашивания наплавочных материалов на основе Fe–Cr–Ni–Мо и Fe–Co–Ni–Мо

https://doi.org/10.17073/1997-308X-2019-3-57-64

Полный текст:

Аннотация

Представлены результаты исследования структуры наплавочных материалов на основе мартенситно-стареющих сплавов систем Fe–Cr–Ni–Мо и Fe–Co–Ni–Мо, полученных методом плазменной порошковой наплавки. В качестве легирующего элемента был выбран кремний, что позволило значительно повысить технико-экономические показатели таких материалов. Сравнение мартенситно-стареющих сталей с высокоуглеродистыми показало преимущество первых в качестве износоустойчивого материала вследствие повышенного сопротивления развитию трещины. В ходе исследований использованы микроскопический, рентгенофазовый и микрорентгеноспектральный методы анализа. Проведены испытания наплавочных материалов на изнашивание и внутреннее трение. В результате экспериментов в их составе обнаружены частицы оксида кремния, а также силициды хрома и модибдена, которые участвуют в процессе упрочнения наплавочных материалов. Определена плотность силицидных частиц, которая изменяется в зависимости от количества кремния в материале. Рассмотрено влияние содержания кремния на твердость материала. На основе полученных данных о структуре и фазовом составе композиций Fe–Cr–Ni–Мо и Fe–Co–Ni–Мо, легированных кремнием, как в исходном, так и в состаренном состояниях предложена структурно-физическая модель их упрочнения в процессе старения. Результаты экспериментов показали, что процесс термической обработки активно влияет на интенсивность изнашивания и весовой износ, снижая их значения, что характерно для сплавов на основе как Fe–Cr–Ni–Мо, так и Fe–Co–Ni–Мо. С учетом этих данных была получена структурно-технологическая модель изнашивания исследуемых наплавочных материалов.

Об авторах

Н. Б. Фомичева
Тульский государственный университет (ТулГУ)
Россия

канд. техн. наук, доцент кафедры физики металлов и материаловедения 

300000, г. Тула, пр-т Ленина, 84



Л. М. Нечаев
Тульский государственный университет (ТулГУ)
Россия
канд. физ-мат. наук, профессор кафедры теоретической механики


Е. В. Маркова
Тульский государственный университет (ТулГУ)
Россия
канд. техн. наук, доцент кафедры технологии машиностроения


Г. В. Сержантова
Тульский государственный университет (ТулГУ)
Россия
канд. техн. наук, доцент кафедры физики металлов и материаловедения


Список литературы

1. Апаев Б.А., Мадянов С.А., Вороненко Б.Н. Исследование химической микронеоднородности твердых растворов хрома и никеля в железе. Физика и электроника твердого тела. 1981. Вып. IV. С. 64—70. Apaev B.A., Madyanov S.A., Voronenko B.N. Investigation of chemical microenvironement of solid solutions of chromium and nickel in iron. Fizika i elektronika tverdogo tela. 1981. Vol. IV. P. 64—70 (In Russ.).

2. Новиков И.И. Теория термической обработки. М.: Металлургия, 1986. Novikov I.I. Theory of heat treatment. Moscow: Metallurgiya, 1986 (In Russ.).

3. Ondracek G. Zurquantitativen gefьge-feldeigenschaftskorrelation mehrhasiger werkstoffe teil I, II, III. Metall. 1982. Vol. 36. No. 12. P. 1288—1290.

4. Шлямнев А.П., Филиппов Г.А., Науменко В.В. Свойства аустенитных хромоникелевых сталей, легированных азотом и кремнием. МиТОМ. 2011. No.2. С. 22—26. Shlyamnev A.P., Filippov G.A., Naumenko V.V. Properties of austenitic chromium-nickel steels alloyed with nitrogen and silicon. Metallovedenie i termicheskaya obrabotka metallov. 2011. No.2. Р. 22—26 (In Russ.).

5. Фельдгандлер Э.Г., Савкина Л.Я. Влияние легирования на упрочнение мартенситно-стареющих сталей систем Fe—Cr—Ni и Fe—Cr—Co. МиТОМ. 1985. No. 9. С. 30—35. Feldgandler E.G., Savkina L.Ya. Influence of alloying on hardening of martensitic steels of Fe—Cr—Ni and Fe— Cr—Co systems. Metallovedenie i termicheskaya obrabotka metallov. 1985. No. 9. P. 30—35 (In Russ.).

6. Liujie Xu, Jiandong Xing, Shizhong Wei, Yongzhen Zhang, Rui Long. Study on relative wear resistance and wear stability of highspeed steel with high vanadium content. Wear. 2007. Vol. 262. P. 253—261.

7. Grachov S.V., Baras V.R. Thermomechanical treatment of age hardening austenitic steels. Ind. Heat. 1980. Vol. 47. No. 10. P. 20—23.

8. Тарасенко Л.В., Шалькевич А.Б. Фазовый состав и упрочнение сталей системы Fe—Cr—Ni—Co—Mo с мартенситно-аустенитной структурой. МиТОМ. 2007. No. 4. С. 32—37. Tarasenko L.V., Shalkevich A.B. Phase composition and hardening of steels of Fe—Cr—NiCo—Mo system with martensitic-austenitic structure. Metallovedenie i termicheskaya obrabotka metallov. 2007. No. 4. P. 32—37 (In Russ.).

9. Гладкий П.В., Переплетчиков Е.Ф., Рябцев И.А. Плазменная наплавка. Киев: Экотехнология, 2007. Gladkiy P.V., Perepletchikov E.F., Ryabtsev I.A. Plasma surfacing. Кiev: Eкоtekhnologiya, 2007 (In Russ.).

10. Zuchowski R.S. Culbertson R.P. Plasma arc weld surfacing. Weld. J. 1962. Vol. 41. No. 6. P. 548—555.

11. Pampillo C.A., Paxton H.W. The eff ect of reverted austenite on the mechanical properties and toughness of 12 Ni and 18 Ni mara ging steels. Metal. Trans. 1972. Vol. 3. No. 11. P. 2895— 2903.

12. Smars Е. Backstrom. Gas-metal-plasma arc welding, a new method for weld cladding. In: Exploiting Welding in Production Technology. Abington, 1975. Vol. 1. P. 179—187.

13. Swarf J.D. Plasma-MIG suited to cladding oil delivery system. Weld. Metal Fabric. 1982. Vol. 50. No. 10. P. 477—480.

14. Петрушин Г.Д. Температурные зависимости внутреннего трения и модуля Юнга чугуна. Вопросы металловедения и физики металлов. 1975. No. 2. C. 98—100. Petrushin G.D. Temperature dependences of internal friction and young’s modulus of cast iron. Voprosi metallovedeniya i fiziki metallov. 1975. No. 2. P. 98—100 (In Russ.).

15. Пантелеенко Ф.И., Ворошин Л.Г., Любецкий С.Н. Влияние структуры защитных покрытий на их износостойкость. Трение и износ. 1991. Т. 12. No. 2. С. 310— 314. Panteleenko F.I., Voroshin L.G., Lyubetskii S.N. The influence of the structure of protective coatings on their wear resistance. Trenie i iznos. 1991. Vol. 12. No. 2. Р. 310— 314 (In Russ.).

16. Bratberg J., Frisk K. An experimental and theoretical analysis of the phase equilibria in the Fe—Cr—V—C system. Metal. Mater. Trans. 2004. Vol. 35A. P. 3649— 3663.

17. Lavigne D., Have P.V.D., Maksymovwicz М. Automatic plasma ark welding. Joining Mater. 1988. Vol. 7. P. 19—25.

18. Grain E. The plasma ark process-rewiew. Weld. J. 1988. Vol. 2. P. 19—25.

19. Bouaifî В. Achutzscichten mit beanspruchungs gererechter Hartstoffeinlagerung. Schweiben und Schneiden. In: Vortrange der gleichnamigen Groben Schweibtechnischen Tagung in Essen. DVS 237. Dusserldorf, 2005. S. 332—337.

20. Kawabata Y., Nishimura T., Wakamiya T., Vamaoka Y. The effect of strength and work hardening characteristics on the head-ability of austenitic stainless steel wires. Iron and Steel Inst. Jap. 1975. Vol. 61. No. 8. Р. 2028—2037.

21. Wang L., Subramanian S.V., Liu C., Ma X. Studies on Nb microalloying of 13Cr super martensitic stainless steel. Miner., Met. Mater. Soc. ASM Int. 2012. Vol. 43A. Р. 4475— 4484.

22. Фомичева Н.Б., Нечаев Л.М., Маркова Е.В. Особенности влияния кремния на структуру наплавочных материалов. Чер. металлы. 2017. No. 12. С. 45—50. Fomicheva N.B., Nechaev L.M., Markova E.V. Effects of silicon on facing material structure. Chernie metalli. 2017. No. 12. P. 45—50 (In Russ.).


Для цитирования:


Фомичева Н.Б., Нечаев Л.М., Маркова Е.В., Сержантова Г.В. Структурно-технологическая модель изнашивания наплавочных материалов на основе Fe–Cr–Ni–Мо и Fe–Co–Ni–Мо. Izvestiya vuzov. Poroshkovaya metallurgiya i funktsional’nye pokrytiya. 2019;(3):57-64. https://doi.org/10.17073/1997-308X-2019-3-57-64

For citation:


Fomicheva N.B., Nechaev L.M., Markova E.V., Serzhantova G.V. Structural-technological model of wear for surfacing materials based on Fe–Cr–Ni–Мо and Fe–Co–Ni–Мо. Izvestiya vuzov. Poroshkovaya metallurgiya i funktsional’nye pokrytiya. 2019;(3):57-64. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1997-308X-2019-3-57-64

Просмотров: 8


ISSN 1997-308X (Print)
ISSN 2412-8767 (Online)