Формирование структуры и свойств при плазменной наплавке износостойких покрытий на медь и высокоуглеродистую, марганцовистую стали

• Автор: Ильичев, Максим Валерьевич
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 161 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.
1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ОСНОВНЫХ МЕТОДОВ ПОВЕРХНОСТНОГО УПРОЧНЕНИЯ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ.

1.1 .Виды поверхностного упрочнения и восстановления деталей

1.2.Современные способы наплавки и их возможности

1.3.Схемы получения плазменной дуги

1.4.Наплавочные материалы

1.5.Основные методы повышения эксплуатационной стойкости медных

кристаллизаторов машин непрерывного литья МНЛЗ.

1.6.0сновные методы повышения эксплутационной стойкости железнодорожных крестовин.

1.6.1. Условия работы железнодорожных крестовин

1.6.2. Металлургический метод улучшения механических свойств высокомарганцовистой стали
1.6.3. Методы повышения стойкости крестовин
2. МАТЕРИЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.
2.1.Материалы и требования к ним.
2.2.Методы исследования
3. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ ПЛАЗМОТРОНА С РАСШИРЯЮЩИМСЯ КАНАЛОМ СОПЛА ДЛЯ ПЛАЗМЕННОЙ
НАПЛАВКИ
4 ПЛАЗМЕННОЕ НАНЕСЕНИЕ ЖАРОИЗНОСОСТОЙКОГО ПОКРЫТИЯ НА МЕДНУЮ ОСНОВУ.
4.1.Исследование распределения твердости по сечению покрытия и медной основы.
4.2.Исследование микроструктуры по сечению покрытия и металла основы
4.3.Исследование напряженного состояния наплавленного слоя и металла основы, фазового состава, периода кристаллической решетки и концентрационных зависимостей покрытия, переходного слоя и металла основы
5 РАЗРАБОТКА И ОПРОБОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПЛАЗМЕННОЙ НАПЛАВКИ НА РЕЛЬСОВУЮ СТАЛЬ И СТАЛЬ ГАТФИЛЬДА
5.1.Подбор материала наплавки и отработка технологии наплавки на рельсовую сталь и сталь Гатфильда
5.2.Исследование влияния отпуска и исходного состояния рельсовой стали на механические свойства основного металла, наплавки и переходной области
5.3.Исследование влияния ударного наклепа на механические свойства, фазовый состав и уровень остаточных микронапряжений при наплавке хромомарганцевого сплава на рельсовую сталь
5.4.Исследование состава и механических свойств при плазменной наплавке на сталь Гатфильда хромомарганцевого порошкового сплава
5.5.Фрактографические исследования поверхности разрушения. Оценка микроструктуры основного металла, наплавки и переходной области при плазменной наплавке хромомарганцевого сплава на сталь Гатфильда. Механизм образования трещин на поверхности области стыка наплавленного слоя и металла основы
5.6.Рентгенографический анализ фазового состава наплавки и основного металла при наплавке на сталь Гатфильда.
6 СОЗДАНИЕ УСТАНОВКИ. НАПЛАВКА И РЕСУРСНЫЕ ИСПЫТАНИЯ ОПЫТНОЙ ПАРТИИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ КРЕСТОВИН ИЗ СТАЛИ ГАТФИЛЬДА
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Давление потока газа оценивается прямо пропорционально квадрату количества газа, истекающего из сопла в секунду, и его плотности и обратно пропорционально расстоянию от среза сопла до поверхности ванны. Эта объективная зависимость позволяет оператору легко управлять процессом. По виду применяемых присадочных материалов различают два метода газовой наплавки. По первому методу присадочный металл в виде проволоки, прутков или ленты подается в сварочную ванну вручную или специальными механизмами 6. При газопорошковой наплавке в качестве присадочных материалов используют гранулированные порошки легкоплавких сплавов определенных фракций и горелки специальной конструкции, позволяющие осуществлять две разновидности процесса предварительное напыление слоя порошка на поверхность изделия с последующим оплавлением покрытия собственно наплавку одновременное нанесение и оплавление малых порций порошка на поверхности детали. Кроме малого прогшавления, газовая наплавка имеет и другие преимущества универсальность и гибкость технологии возможность наплавки тонких слоев пониженную опасность возникновения трещин, поскольку процесс наплавки легко совмещается с предварительным подогревом низкую стоимость наплавочного оборудования. Недостатки газовой наплавки низкая производительность процесса нестабильность качества наплавленного слоя, зависящая от квалификации наплавщика. Электродуговая наплавка. При ручной электродуговой наплавке и автоматической наплавке электродной проволокой разнородных материалов в первый слой металла наплавки переходит до основного металла . Конечно, такое высокое содержание доли основного металла в металле наплавки, как правило, недопустимо, и наплавку приходится осуществлять в 4 6 и более слоев для обеспечения необходимой чистоты наплавленного слоя. Это вызывает весьма значительное удорожание наплавленных изделий и, как правило, не обеспечивает их необходимых свойств особенно в тех случаях, когда к изделию предъявляются высокие требования не только по чистоте наружного наплавленного слоя, но и по механическим свойствам как металла наплавки, так и соединения металла наплавки с основным металлом 6. Наплавка расплавлением облицовок. Способ наплавки расплавлением облицовок нашел применение при наплавке бронз на чугун и сталь. Суть этого метода заключается в следующем на основной металл накладывается заготовка из бронзы. Между заготовкой и угольным электродом возбуждается открытая электрическая дуга, тепло которой и плавит заготовку. В результате между дугой и изделием создается слой расплавленного металла заготовки, предохраняющий поверхность детали от прямого действия на нее дуги. При определенных режимах наплавки расплавление поверхности детали из черного металла отсутствует, но поверхность нагревается до температуры, равной или несколько превышающей температуру плавления металла заготовки. В этих условиях процесс смачивания стали расплавленным цветным металлом протекает успешно, и получается качественное сварное соединение . Однако указанный метод трудоемок, требует каждый раз специальной подготовки заготовки, наплавка производится вручную, не всегда обеспечивается сплавление по всему сечению наплавки. Наплавка заливкой жидкого металла. Метод сварки металлов с разделенными процессами плавления основного и присадочного металлов был предложен В. П. Никитиным . Идея этого метода заключалась в том, чтобы разделить тепловые процессы подготовки основного и присадочного металла, сделать подготовку и подачу последнего сколь угодно большой и независимой от источника тепла, ведущего подготовку основного металла. При применении способа наплавки но этому методу участок основного металла, оплавляется открытой угольной дугой, а присадочный металл в жидком состоянии с небольшой температурой перегрева вводится в ванну из специального металлосборника через разливочное устройство. Однако изза больших неудобств, связанных с применением специального металлосборника с разливочным устройством, этот способ практически не нашел применения в промышленности. Плазменная наплавка. С выделением плазменной струи аргона из столба дугового разряда были разработаны новые плазменные способы наплавки рис. Рис. Классификация способов плазменной наплавки 9.