Управление посредством термического воздействия и ультразвуковых колебаний структурой, фазовым составом и свойствами наплавленных покрытий из сплавов Н73Х16С3Р3, 10Р6М5

• Автор: Гаврилова, Татьяна Михайловна
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 233 с. : ил

1.АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР.

1.1. Плазменная наплавка и ее применение

1.2. Сплавы для плазменной наплавки на никелевой основе

1.2.1. Общая характеристика.

1.2.2. Фазовый состав и структура наплавленного слоя НХСЗРЗ.

1.2.3. Свойства наплавленного слоя НXСЗРЗ

1.3. Сплавы для наплавки на базе быстрорежущих сталей

1.3.1. Общая характеристика.

1.3.2. Фазовый состав и структура литого металла Р6М

1.3.3. Свойства наплавленного литого металла Р6М5.

1.4. Воздействие ультразвуковых колебаний на структуру

и свойства при кристаллизации и в твердом состоянии
1.4.1. Физические явления при распространении ультразвука в твердых телах, жидких средах и на границ жидкость твердое тело.
1.4.2. Влияние УЗКна процесс кристаллизации.
1.4.3. Влияние УЗ К на формирование покрытия, структуру и свойства наплавленного металла.
1.5. Постановка цели и задачи исследования
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Материалы
2.2. Оборудование и режимы наплавки.
2.3.Мстоды исследования структуры и состава
наплавленного слоя.
2.4. Испытания резцов на стойкость
3. ВЛИЯНИЕ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ПОЛЯ НА ПАРАМЕТРЫ НАПЛАВЛЕННОГО ВАЛИКА
3.1. Формирование границы расплав подложка
в ультразвуковом поле
3.2. Влияние параметров наплавки и ультразвукового поля
на величину проплавлення основного металла.
ЗЗ.Формнрованне зон кристаллизации при
затвердевании наплавленного слоя в ультразвуковом
3.4. Слоистая неоднородность покрытий, кристаллизующихся в иоле ультразвука
3.5. Карбидная ликвация вдоль границы сплавления
3.6. Выводы.
4. ФАЗОВЫЙ СОСТАВ И СТРУКТУРА ПОКРЫТИЙ Р6М
И НХСЗРЗ
4.1. Влияние термического воздействия на фазовый
состав и структуру покрытия Р6М
4.2. Влияние ультразвука на фазовый состав и структуру покрытия Р6М5.
. Влияние ультразвука на фазовый состав и структуру
покрытия НХСЗРЗ.
4.4. Влияние УЗК на структуру наплавленных
покрытий НХСЗРЗ.
4.5. Выводы.
5. ВЛИЯНИЕ РЕЖИМОВ НАПЛАВКИ И УЛЬТРАЗВУКОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА СВОЙСТВА ПОКРЫТИЯ.
5.1. Влияние термического воздействия и интенсивности ультразвука на твердоегь покрытия НХСЗРЗ
5.2. Влияние термического ультразвукового
воздейсгвия на твердость покрытия Р6М
ВВЕДЕНИЕ


При наибольшем тепловложении существенным фактором в формировании структуры и свойств наплавленного слоя становится глубина проплавления основного металла, определяющая его долю участия в наплавленном, что приводит к формированию чтко выраженной дендритноячеистой структуры. Между величинами средней микротврдости и тврдости наплавленного слоя нет прямой корреляции наибольшим значениям тврдости не соответствуют максимальным значениям микротврдости наплавленного слоя. Установлено, что наибольший вклад в увеличение твердости вносят дисперсные частицы карбоборидов. При плазменной наплавке порошка ПГАН6 в покрытии обнаружены волосяные микротрещины, которые распространяются от поверхности металла до переходной зоны. Они имеют ширину 5. Исследования микроструктуры показало транскристаллитный характер распространения трещин. Фракгографические исследования поверхности трещин в МСгД валиках установили , что на поверхности излома имеются три зоны зона среза, радиальная зона, волокнистая зона. Очаги зарождения трещин находятся по бокам валика вблизи карбидных и боридных частиц, а также не растворившихся частиц присадочного порошка. В сплаве ПГСРЗ введение железа и никеля 1. Введение хрома и углерода до 0,3 масс. Увеличение скорости наплавки приводит к понижению интервала температур образования трещин до 0. С. Склонность к образованию трещин возрастает с увеличением скорости лазерной наплавки и содержания бора и углерода . В большинстве случаев удатся устранить образование холодных трещин путем предварительного подо1рева до температур от 0 до 0С в зависимости от состава наплавочных материалов . В отношении горячих трещин подогрев менее эффективен, а в некоторых случаях даже повышает склонность к их образованию . Таким образом, получение покрытия без трещин является основной проблемой при наплавке сплавов системы МОййС. Частицы тврдых фаз, неметаллические включения и газовые поры являются концентраторами напряжений, на которых зарождаются трещины. Разрушение происходит по границам зрен и транскристаллитно. Решающую роль играет структура матрицы и морфология эвтектики, отвечающие за релаксацию напряжений, возникающих при наплавке покрытия. Быстрорежущие стали в настоящее время применяются в основном для изготовления режущего инструмента и инструмента холодного деформирования. Вследствие увеличения жесткости и многообразия условий эксплуатации инструмента к быстрорежущим сталям предъявляются высокие требования к основным и технологическим свойствам. К первым относятся твердость и теплостойкость красностойкость, прочность и ударная вязкость ко вторым шлнфуемостъ, устойчивость против перегрева, обезуглероживания, окисления, а также пластичность в горячем и холодном состоянии. К сегодняшнему моменту разработано и опробовано большое количество различных марок быстрорежущих сталей см. Р6М5, обладал достаточно высоким комплексом основных свойств . Поэтому наибольший интерес представляет упрочнение с помощью плазменнопорошковой наплавки сталью Р6М5 и более современными безвольфрамовыми быстрорежущими сталями. В настоящее время большинство быстрорежущих сталей выпускается в виде порошков и их свойства хорошо изучены. Применение наплавленных покрытий наряду с литымидеформированными и спсченнымипорошковыми позволит значительно снизить стоимость инструмента. Хром содержится в количестве около 4 . Количество ванадия связано с содержанием углерода, на каждый процент ванадия прирост углерода 0,2 и составляет 1. Кобальт вводится с целью повышения красностойкости в количестве до 8. Наиболее оптимальные свойства и рациональная стоимость достигаются при соблюдении условия У,5Мо . Таблица 1. Марка стали Содержание основных элементов, масс. Р 08 3. Р9 0,0, 3,,4 8,5,0 1. Р6М5 0,0, 3. Р6АМ5ФЗ 0,1. РФЗ 0,1, 3. РК5Ф2 0,0, 3,,4 ,0,5 1. Р9К5 0. Р6М5К5 0,0. Во всех сталях Мп 5 0,5 5 0,5 Л 5 0,4 . Р 5 0,,5 . Согласно диаграмме рис. Поэтому в структурном отношении эти стали доэвтсктическис легированные чугуны. Формирование литой структуры при получении слитков и при кристаллизации сварочной ванны происходит в неравновесных условиях. Эго приводит к дендритной ликвации, при этом часть первичных карбидов не успевает выделиться и остается в матрице .