Разработка расчетно-экспериментальной методики обеспечения заданного состава легированных наплавок покрытыми электродами

• Автор: Крылов, Алексей Петрович
• Шифр специальности: 05.02.01, 05.03.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 116 с. : ил.

Содержание и грануляция компонентов покрытия

1.3.2 Окислительная способность компонентов

1.3.3 Термодинамическая активность компонентов шлака

1.3.4 Режимы наплавки

1.3.5 Относительный вес покрытия флюса

1.4 Постановка задачи исследования

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Химический и гранулометрический состав материалов, использованных для наплавки

2.2 Форма и размеры исследованных образцов

2.3 Металлографические исследования и механические испытания

2.4 Испытание на прочность электродного покрытия

2.5 Рентгенофлюоресцентный анализ
2.6 Определение сварочнотехнологических свойств покрытых электродов
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ЛЕГИРОВАНИЯ НАПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА ИЗ ЭЛЕКТРОДНОГО ПОКРЫТИЯ
3.1 Выбор шихтового состава электродного покрытия
3.1.1 Расчет легирующей части
3.1.2 Расчет шлакообразующей части
3.1.3 Расчет количества раскислителей
3.1.4 Термодинамические расчеты сопряженных реакций на межфазной границе металла и шлака
3.2 Определение окислительной способности покрытия
3.2.1 Расчет основности и активности шлака
3.2.2 Корреляция коэффициента распределения легирующих элементов и активности шлака
3.2.3 Технологические свойства электродов
4. РАЗРАБОТКА РАСЧЕТНОЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ МЕТОДИКИ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАДАННОГО ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА НАПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА .
4.1 Анализ влияния состава шлака на его активность
4.2 Сущность расчетноэкспериментальной методики
4.3 Структура и механические свойства наплавленного металла
4.4 Апробация результатов исследования
ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
ЛИТЕРАТУРА


Химико-термические методы обработки поверхностей могут придать деталям необходимые прочность, твердость или вязкость, однако исключают возможность восстановления первоначальных размеров и формы. По этой же причине ограничивается и применение механических способов модификации поверхности деталей. Электролитические методы в большинстве случаев дороги и малопроизводительны, в связи с чем, также находят ограниченное применение [I]. Наибольший научный и практический интерес представляет способ элсктродуговой наплавки, который используют для восстановления изношенных рабочих поверхностей деталей, при изготовлении новых изделий, а также для создания поверхностей, отличающихся от сердцевины по составу и свойствам. При этом достигается значительный экономический эффект вследствие универсальности и мобильности данного способа и возможности восстановления разнообразных деталей. На практике именно способ электродуговой наплавки позволяет в полной мере реализовать более длительный срок эксплуатации машиностроительных изделий [5 - 9]. Так в работе [9] описан способ устранения трещин на торцевой поверхности контейнера пресса усилием ООО т, который находился в эксплуатации в течение восьми лет в условиях повышенных температур и динамических нагрузок. Корпус контейнера выполнен из стали, имеющей следующий химический состав: 0, % С; 0, % Сг; 0, % V/; 0,4 % V; 0, % Мп; 0, % ; 0, % Мо; 0,3 % Б; 0,8 % Р. После наплавки нескольких слоев на предварительно подготовленные в местах образования трещин участки изделия и последующей термической обработки получили необходимые прочность и твердость восстанавливаемой поверхности, что продлило срок эксплуатации контейнера пресса почти в два раза. В работе [1] предложена методика выбора наплавочных материалов для восстановления рабочих органов экскаваторов и землеройных машин, которая включает: выбор способа электродуговой наплавки и соответствующего оборудования, определение режима работы изделий, испытание износостойкости восстанавливаемых поверхностей, проверку наплавок в реальных условиях эксплуатации, анализ экономической эффективности применения выбранного способа восстановления и наплавочных материалов. Отмечается, что высокую износостойкость при динамических нагрузках можно получить при использовании наплавочных материалов, обеспечивающих мартенситно-аустенитную структуру с равномерно распределенными твердыми карбидами. По предложенной авторами методике рекомендовано восстанавливать рабочие поверхности зубьев ковшей экскаваторов, выполненных из стали 1 ЮГ Л, наплавочными материалами типа ВСН-6, ОЗИ-1, КБХ- и ЦН-. По мнению авторов продление срока службы указанных деталей достигается при наименьших материальных и трудовых затратах. Примером эффективного восстановления и упрочнения деталей на-* плавкой является ремонт коленчатых валов. При этом использовали наплавочные материалы, содержащие небольшое количество (не более 1,5 %) хрома, никеля, марганца, а в некоторых случаях и молибдена. Использование указанной системы легирования обусловлено необходимостью придания повышенной прочности и пластичности поверхностному слою. Получение наплавок с повышенным содержанием углерода нежелательно, т. II]. По данным работы [] благодаря достаточному запасу прочности поломок восстановленных валов в процессе эксплуатации не наблюдали. Таким образом, рассмотренные выше примеры позволяют выделить электродуговую наплавку как наиболее универсальный и мобильный способ восстановления и модифицирования поверхностей различных деталей машиностроения. Обычным способом разработки электродов для наплавки, обеспечивающих заданный состав и свойства металла, является экспериментальный подбор покрытия при выбранном составе электродного стержня. Однако при этом число экспериментов может достигать нескольких десятков, что приводит к значительным материальным, финансовым и трудовым затратам. Поэтому вполне естественно появляется желание сократить количество опытных «проб и ошибок» за счет предварительных математических расчетов, что порождает большое количество различных расчетных методик разработки электродных покрытий [- ].